
太阳向地球源源不断的辐射能量 图片来源:pixabay
2021年7月是地球有记录以来最热的月份,同时还伴随着极端风暴、洪水和野火等一系列灾难。
几十年来,气候变化一直在缓慢而无情地累积。这些变化可能在你听起来觉得微不足道,比如又变暖了十分之一度,海平面又上升了1厘米,但这些看似微小的变化可能会对我们周围的世界产生重大的特别是区域性的影响。
问题在于,虽然这些影响在任何时候都很小,但它们会累积。这些影响现在已经累积到一定程度并正在导致无法忽视的破坏性热浪、干旱和极端降雨。
联合国政府间气候变化专门委员会的最新报告比以往任何时候都更有说服力,由燃烧化石燃料等人类活动引起的气候变化正在对气候产生破坏性影响,而且这些影响正在迅速扩大并恶化。
地球上的能源失衡
地球的能源失衡就是气候变化累积的一个很好的例子。作为一名气候科学家,我即将要在剑桥大学出版社出版一本与此相关的新书。
太阳以太阳辐射的形式以约173,600太瓦的恒定能量流轰击地球。大约30%的能量被云层和反射面(如冰雪)反射回太空,剩下的122,100太瓦的能量驱动着我们周围的所有天气和气候系统,包括水循环。除了大约460太瓦以外,几乎所有剩下的能量都将循环回到太空。
而剩下的460太瓦是我们需要面临的问题。这些多余的能量被大气中的温室气体困住并正在使地球升温。这就是地球的能量失衡,或者换句话说,就是全球变暖。
与通过气候系统流动的的自然能量相比,460太瓦似乎很小,它仅仅只是1%的一小部分。因此,我们不能到外面去感受到额外的能量。但是热量会不断累积以至于现在开始产生影响。
换个角度来看,2018年全球总发电量约为2.6太瓦。如果你看看世界各地使用的所有能源,包括供热、工业和车辆,大约为19.5太瓦。相比之下,地球的能量失衡是如此巨大。
人类干扰了气候系统中自然能量的流动从而留下了自己的印记。通过燃烧化石燃料、砍伐森林和以其他方式释放温室气体,人类正在向大气中排放二氧化碳和甲烷等气体,这些气体会捕获更多能量而不是让它辐射出去。
而二氧化碳是一种温室气体,它的数量增加会导致升温。在这种情况下,人呼出二氧化碳带来的增量也不小。
额外的能量去哪了?
长期的测量显示,超过90%的额外能量进入了海洋,导致海水膨胀和海平面上升。
在1970年左右海洋的上层开始变暖,到1990年初,热量已经扩散到500至1000米(1640至3280英尺)深,而到了2005年,1500米(近5000英尺)以下的海洋也正在升温了。
飞行器和卫星测量显示,1992年到2012年期间的全球海平面以每年约3毫米的速度上升。之后,它以每年约4毫米的速度上升。29年来,它已经上升了90毫米(3.5英寸)。
3.5英寸听起来不算多,但对海平面以上几英尺的沿海社区就并非如此了。在一些地区,比如迈阿密、旧金山和意大利威尼斯,这些影响会导致长期的在晴天涨潮期间出现洪水。沿海风暴潮更高,破坏性也更大,尤其是飓风。这对一些地势低洼的岛国构成了生存威胁,也让美国沿海城市的防护开支日益增加。
这些额外能量的一部分,大约13太瓦,则作用于冰川并使其融化。自1979年以来,夏季的北极海冰减少了40%以上。而另一些多余的能量融化了南极洲格陵兰岛的冰川和永久冻土,从而将更多的水注入海洋并进一步导致海平面上升。

冰川融化 图片来源:pixabay
大约14太瓦的能量渗入了土地。但只要土地是潮湿的,大量能量就会进入植物的蒸发蒸腾循环中,使大气变得湿润并为天气系统提供燃料。当发生干旱或到了旱季时,这种影响通过植物干燥和枯萎累积,使温度升高并大大增加热浪和野火的风险。
更多的热量所带来的的后果
在海洋上空,额外的热量为大气提供了巨大的水分资源。这在风暴中转化成了潜热,使飓风和暴雨变得更大,导致洪水泛滥,近几个月来世界上许多地方的人都深受此害。
温度每升高1华氏度(0.55摄氏度),空气中的水分含量会增加约4%,而海洋上方的空气比1970年之前的湿度增加了约5%至15%。因此,风暴聚集的多余水分已经导致暴雨量增加了10%。
同样,这听起来可能并不多,但这种增加会使上升气流和风暴更加活跃,风暴持续的时间更长,因此正如在几个大洪水案例中所记录的那样,降雨量突然增加了30%。
在以拥有漫长干燥的夏季为特征的地中海气候中,例如加利福尼亚州、澳大利亚东部和地中海周围,野火的风险增加,并且火灾很容易由自然(如干闪电)或人为原因引发。

野火 图片来源:pixabay
极端天气总是发生,但人类的影响现在却正在使它们不断超出之前的极限。
压垮骆驼的最后一根稻草
因此,虽然所有天气事件都是由自然影响驱动的,但人为因素引起的气候变化又极大地放大了这种影响。飓风冲破临界值导致堤防破裂、洪水泛滥。在其他地方,失控的火灾不但造成毁灭性的破坏,还让许多人丧失了生命。
我称之为“压垮骆驼的最后一根稻草综合征”。这极端的非线性,意味着风险不是直线上升,它们上升得要更快,这让那些大大低估了人为诱导气候变化成本的经济学家感到困惑。
尽管科学家们多年来一直在发出警告,但减缓和阻止问题发生、建立影响评估和试图复原的措施依然太少。而缺乏充分的规划就意味着我们都将承受气候变化带来的后果。
翻译:贾荣轩
审校:殷姝雅
引进来源:theconversation

本文来自:中国数字科技馆
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