各种无序因素影响逐步积累 未来气候变化难以确切预测

2010-9-02 16:51 来源: 科技日报
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  近年来气温变化迅速,导致全球气候剧烈变化,给许多国家带来灾难性影响。但究竟是什么造成了气候变化?未来的气候变化可以预知吗?

  美国物理学家组织网近日报道,丹麦哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究院的最新研究表明,由于各种各样无序因素的影响逐步积累,其结果是很难预测的。这项研究发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上。

  尼尔斯·玻尔研究院的气候研究员彼得·迪莱弗森说:“针对可能引发的气候改变,我们已经构建了两个不同情况的理论模型。我们希望确定是外在因素导致了气候变化,还是由于各种微小而混乱无序的因素的积累导致了气候的转换。”

  他们绘制了两种情况的气候走向示意图:第一种情况就像跷跷板,气候可以处于两端不同状态。如果外界影响增加,比如二氧化碳使得另一边更重,气候跷跷板将滑向另一种状态,这种气候变化是可以预测的。

  在第二种情况,气候好像一个低谷里的球,两边是山峰。小球代表一种气候状态,不断受到无法预知的多种力量的推动,比如暴风雪、热气流、暴雨和冰层融化等,这些都会影响海洋环流。这种混乱气候系统可能最终会将小球推进另一个低谷,即另一种不同的气候状态。这种气候变化是不可预测的。从数学上讲,第一种情况好比“二分法”,第二种情况是“噪声诱发转变”。

  彼得·迪莱弗森说:“我们可以明确区别这两种情况,在冰川季期间,正是混乱动力波动引发了剧烈的气候变化。这意味着未来气候变化是很难预测的。”

  研究小组还分析了取自格陵兰的冰层下3000米处的冰核,在大量有关温度信息的基础上,追溯了14万年前的冰川纪气候图景。

  数百万年以来,气候变化主要受地球的空间轨道的控制,即地球的倾斜度和距离太阳的远近。最明显的气候转换发生在距今1万年至1.5万年前的冰川纪末期。但历史上也存在其他的气候变化因素,距今10万年前的冰川期内就有一系列的气候变化。

  气温在不到10年的时间中突然上升10摄氏度到15摄氏度,持续大约1000年,然后,急剧下降的气温使气候再次转换。这种气候转换在冰川期发生过很多次,称为Dansgaard-Oeschger气候旋回,气候转换的节点称为临界点。但其引发原因仍然未知,所以,研究人员无法在现有的气候模型上套用这一变化。

  就目前来说,未来气候将会怎样变化?迪莱弗森说,今天的情况与冰川纪不同,那时地球大气中没有这么高的二氧化碳含量,当时气候非常温暖,英格兰生活着短吻鳄。“我们一边倾斜跷跷板,同时低谷的小球也得到了更多动力,很可能会跳到另外一个低谷。这意味着,在下个千年中,气候不仅是缓慢地变暖,也可能在某些个10年当中出现剧烈气候变化。”他还强调,他的研究是基于过去的气候,无法对未来气候作出确切预测。