【新闻网讯 记者 方晨】记得2004年全球同步上映的美国灾难巨片《后天》(“The day after tomorrow”)中,精心制作的一幅幅大自然暴虐的图景:滚滚飓风袭卷夏威夷和洛杉矶,漫天狂雪覆盖新德里、鹅卵石大小的冰雹重创东京,纽约在短短一天之内从夏天的酷热速降为冬天的极寒!温室效应,全球变暖,极地冰川变化,地球进入第二冰河期,各种自然灾害在全球肆虐。电影中这一幕幕震撼人心的特效图景令人深思,电影宣传词“Where will you be?”更是发人深省。
电影中可怕恐怖的灾难图景会不会预示着人类的未来?日前,在中国科学与人文论坛第40场报告中,我国著名地质学家刘嘉麒院士为您揭开扑朔迷离的假象,探寻气候变化的本质。
刘院士说:“在全球来看南、北极就是很好的气候环境的航向标,也是生物的基因库,同时那里蕴藏着丰富的自然资源和科学奥秘,从天文、地质到生态、环境无所不包。今天谈到全球变化很多的问题都要从那里找答案,因为全球变化一个是引起温室效应,一个是气候旋回,还有臭氧洞现象,这些现象基本上都是从极地研究开始。”
变冷还是变暖?
“关于气候环境,特别是气候变暖变冷的问题,到目前为止,还是说法不一的。目前,在短时间内气温变暖的趋势是很明显的。但是变暖到什么程度?是多少年?是几十年还是几百年变冷?”“我虽然不是专门研究气候,但是我认为气候升高到一定的程度还要变冷。”谈及全球气候冷暖问题,刘院士如是说。
从上个世纪90年代到现在,近20年的气象资料里,气温升温很快。刘院士展示了几张照片,说道:“这是在北极两个地方,一个是1918年的照片,你们看到这个冰川是很大的,山只露出一个小山尖,但是今天山全部露出来;这是1922年冰川也很大,到现在这个山顶上还剩下一点小的冰川,所以冰川退缩非常明显。”从冰的总量上看,如果以1995年为基(假设1955年为100)。那么, 数据显示,2000年只有79%的冰量。预计到2050年,也就是再过45年,只能剩下54%的冰量。从冰的厚度来看,1958年是10%,到1999年就剩下5.5%,差不多减少了一半。因此,冰变化可见一斑。
冰变化对气候变化影响时深远的。冰一旦融化,变成淡水注入到海里,海里的含盐度就会变化,各大洋海水的相对密度也会变化。由此引发一系列变化。最终,大洋洋流暖流的速度和方向改变。洋流暖流对气候、人们的生活有着巨大的作用。洋流暖流,南来北往,川流不息。高低纬度间海洋通过它输送与交换热能。它对全球热量平衡都具有重要的作用。此外,洋流暖流对渔业有着重要的影响,部分洋流暖流附近是全球著名的渔业捕捞地。
全球变暖之后,北极冰熔化,会有大量的淡水注入到大洋,会阻碍暖流,造成全球变冷。这是电影《后天》里描述的景象,至于会不会在现实世界中发生?目前,科学家还处于讨论阶段,还在研究,没有确定的答案。也许,若干年后,刘院士能给大家一个满意的答案。
冰芯研究也许能揭示答案
为了研究全球变化,国际上制定了很多研究计划,其中最重要的研究计划就是地球系统科学计划,即ESSP研究计划。在地球系统研究计划里面,包括四个主要的研究计划:生物多样性的研究计划、地圈生物圈研究计划、世界气候研究计划、人类生存间与环境变化的空间研究计划。这么多计划,就是要解决四个核心问题:水的问题、食品的问题、炭循环问题、人类健康问题。
在这些全球变化研究计划中,地圈和生物圈的计划又显得极其重要。这个计划从1986年起执行,是目前为止执行时间最长,执行规模最大的计划。它结合气候和人类生存环境,探讨未来环境演变的规律。计划里面又有细分,有专门研究北极计划,专门研究南极计划,横跨南极、北极。还有三个计划分别地球上的各个大陆进行。这五个计划形成Pnash计划,也就是全球气候演变的计划。
根据这个计划的要求,首先在极地钻探冰川里面的冰心。冰心受环境的干扰比较少,能够真实记录对环境、气候等的影响。因此,研究两极冰心,对全球气候变化研究很重要。在南极的东方站,前苏联打了2700米深的冰钻。欧共体也在格陵兰钻探冰心(3053米,美国)。
科学家在冰芯中发现了40万年来的4个冰期间冰期巡回。通过分析冰心中的二氧化碳含量和气候变化,科学家还发现近代二氧化碳的含量升高的很快,气温也是如此。美国科学家利用自己领先的钻探技术,研究冰心,已经研究出了一点气候和温度的变化升高机制,对其气候研究的推动非常大。这是对全球变化和气候变化在南北极研究的新进展。
此外,对冰芯的研究和对海洋沉积物的研究,能找出气候变化的旋回。一个不太准确的类比就是,一年四季,气候的变化是有规律的,尽管有时候会出现一些反常,但不会影响该时间段的季节属性。那么,在更大的时间尺度上,有没有一些环境和气候变化的周期或者是韵律?比如说5.5年或者11年,或者更长一点的气候变化周期。
美国电影《后天》就讲述了这样一个气候剧变的情景,当然有一些艺术上的夸张,但是展示的问题还是值得我们考虑的。按照地球历史的发展,一个间冰期,一个冰期这个规律是很有可能存在的。如果存在,那么这个周期有多长?周期长短也随着研究的精度提高来考虑。比如说过去我们只有四大冰期,按照统计已经到了104个冰期和间冰期,这样间隔就变短了,至于说多长时间来考虑变暖和变冷周期,得看变化多大算一个冰期的范畴,温度升高到多少算暖期,温度降低多少算冷期,不断把精度提高周期会短,也就是研究的精度的提高。比如说有人提到5.5年就可能是一个小周期。这个问题还在探讨,相关的研究工作还在进行之中。
如果我们掌握这样变化规律后,就可以预测未来,比如说未来10年、20年,甚至几十年气候变化怎么变。人类就能够运用规律,早做打算。所以,研究过去气候的改变就是为了预测未来。
南北两极,浓缩了全球气候变化,又对今后全球气候变化具有决定性的作用。未来,气候回旋会不会对全球变化起决定性的作用?《后天》中毛骨悚然的电脑特效会不会在现实生活中上演?人类在如何面对大自然的桀骜不驯?还须依靠科学家的努力工作,为人类寻找“Where will you be?”的答案,为人类揭开大自然的神秘面纱。