向治霖

《后天》被稱為21世紀前十年最好的災難片，上映于2004年。今年入夏以來，出現(xiàn)在北半球大范圍的極端高溫事件，使得社交媒體頻頻提起這部老片?！澳撤N程度上有點應景了?！苯衲?月6日的一條豆瓣短評這么寫道。

不過，現(xiàn)實與電影描述的災難完全相反。我們正在經受的是極端高溫事件，而《后天》講述的是三個超級颶風帶來的極寒，美國中線以北的區(qū)域變?yōu)榱恕氨┦澜纭薄?/p>

現(xiàn)象雖然不同，但在多數(shù)科學家看來，根源都在于：人類活動導致的地球氣候變化，使得極端天氣的出現(xiàn)頻率與強度都大大增加。

更令人發(fā)毛的是，這類幻想電影所描繪的大災難之前的伏筆，正在現(xiàn)實世界一一出現(xiàn)。

在《后天》中，最早的伏筆是南極冰川上突然出現(xiàn)裂痕，而在現(xiàn)實中，今年7月下旬，媒體拍到了北半球格陵蘭島附近的冰山崩裂畫面。

這幾股小熱浪的異常，在大眾層面受到的關注很少，但它們的影響，卻比今年出現(xiàn)的極端高溫事件更大、更為深遠。

冰川融化的提速，對氣象研究者而言有風向標的意義。氣象學家認為，地球存在一個“氣候臨界點”，意思是說，過了這個點，一切都會改變、并且回不去了，這些臨界點包括格陵蘭島冰蓋、南極冰蓋、北方森林等等的變化。

而這一切，已經發(fā)生或正在發(fā)生。

自然與人

在人類遭受酷暑烈日之際，今年8月3日，中國氣象局正式向社會公眾發(fā)布《中國氣候變化藍皮書（2022）》。要知道地球氣候已經發(fā)生的轉變，《藍皮書》提供了全面且客觀的視野。

根據(jù)中國、亞洲和全球氣候變化的最新監(jiān)測信息，《藍皮書》顯示：全球變暖趨勢仍在持續(xù)，2021年中國地表平均氣溫、沿海海平面、多年凍土活動層厚度等多項氣候變化指標，打破觀測紀錄。

具體的氣象指標上，《藍皮書》顯示，在“大氣圈”，氣候系統(tǒng)的綜合觀測和多項關鍵指標表明，全球變暖趨勢仍在持續(xù)。中國升溫速率高于同期全球平均水平，是全球氣候變化的敏感區(qū)。中國平均年降水量呈增加趨勢，降水變化區(qū)域間差異明顯。中國高溫、強降水等極端天氣氣候事件趨多、趨強。

“水圈”指標上，《藍皮書》顯示，20世紀80年代后期以來海洋變暖加速，全球平均海平面呈持續(xù)上升趨勢。中國沿海海平面變化總體呈波動上升趨勢。1980—2021年，中國沿海海平面上升速率為3.4毫米/年，高于同期全球平均水平。

“冰凍圈”的指標也不樂觀，《藍皮書》顯示，全球冰川整體處于消融退縮狀態(tài)，20世紀80年代中期以來消融加速。北極海冰范圍呈顯著減少趨勢。青藏公路沿線多年凍土呈現(xiàn)退化趨勢。 2021年，青藏公路沿線多年凍土區(qū)平均活動層厚度為250 厘米，是有觀測記錄以來的最高值。

各項指標的節(jié)節(jié)敗退，是今年夏天酷熱的大背景。根據(jù)國家氣候中心8月3日的監(jiān)測評估，從6月13日開始至今的區(qū)域性高溫熱浪事件綜合強度，目前已位列1961年以來第三強，僅次于2013年和2017年。

毫無疑問，當氣候繼續(xù)極速變化，人類的生活環(huán)境將不再適宜，我們迫切需要自救。而改變的第一步，是要正確地認識地球氣候形成的原理以及氣候變化的原因。

《藍皮書》顯示，全球變暖趨勢仍在持續(xù)。中國升溫速率高于同期全球平均水平，是全球氣候變化的敏感區(qū)。

氣候變化包括由自然原因和人為因素引起的變化。不過，最受重視的研究方向，無疑是人類活動的因素。1992年在巴西里約熱內盧，150多個國家制定了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（簡稱《框架公約》）?！犊蚣芄s》將“氣候變化”定義為：直接或間接由于人類活動導致的全球大氣組成變化，不包括在可比時間段內觀測到的自然的氣候狀態(tài)變化。

《框架公約》區(qū)分由人類活動改變大氣組成引起的氣候變化和由自然原因引起的氣候變化。也就是說，現(xiàn)在談到“氣候變化”，是指由人類活動影響的氣候變化。

對人類活動影響的重要性拔高，原因在于，這是我們能夠有所為的領域。氣象學家、中科院大氣物理研究所季風系統(tǒng)研究中心副主任魏科給出一個精準的比喻：自然影響的氣候變化，過程很慢，就像一個人活到了100歲會死，這不值得大驚小怪，但是人類活動導致的氣象變化，速度很快，相當于一個人活了兩周就死，那就出問題了。

地球的尺度

對人類活動影響的重視，不代表對自然因素的研究就不重要，畢竟，自然原因和人為因素共同影響了氣候。

在每一次極端事件的形成中，人為因素起到隱蔽的概率上的作用，而自然原因是更直接的引導。例如，今年的極端高溫事件，全球變暖是北半球高溫熱浪事件頻發(fā)的氣候大背景，大氣環(huán)流異常則是直接原因，高壓系統(tǒng)強盛導致多地高溫突破歷史極值。

此外的自然原因還有，目前正在持續(xù)的拉尼娜事件（跨越3年），為今年6月以來南方高溫的發(fā)生發(fā)展，提供了重要的氣候背景條件，尤其是7月中緯度暖高壓帶發(fā)展加強，導致大范圍的高溫天氣。

氣象學者、中國科學院深圳先進技術研究院研究員李晴嵐告訴南風窗，根據(jù)統(tǒng)計分析，在多數(shù)拉尼娜事件次年夏季，西太平洋副熱帶高壓（簡稱副高）易偏北。今年6月下旬以來，副高北抬，特別是臺風“暹芭”于7月上旬北上后，副高加強西伸，伊朗高壓東伸，并與中緯度大陸高壓相結合，在我國上空形成穩(wěn)定的暖高壓帶，進而造成大范圍的高溫天氣。更進一步，副高攜帶的水汽使得我國中東部地區(qū)濕度較大，體感溫度更高。

因此，自然原因仍是氣象學家研究的重地。在該領域，“氣候變化”已經被專指人類因素的影響，那么由于自然原因引起的氣候變化就被稱為“自然變率”（Natural Variability）。

李晴嵐告訴南風窗，自然變率產生的原因可以是自然內在的變化，比如氣候系統(tǒng)的內部波動，就像太平洋年代際振蕩和大西洋多年代際振蕩。自然變率也可能是由外部強迫引起的，例子包括太陽能輸出和火山活動的變化。

從影響因素上看，人類活動影響因素無疑只有“唯一的人”，而自然變率的因素多且復雜。

科學研究認為，太陽輻射變化、地球軌道變化、火山活動、大氣與海洋環(huán)流變化等，是造成全球氣候變化的自然因素。

要理清兩者的不同影響，李晴嵐表示，人類活動特別是化石能源消費活動，造成了以全球變暖為主要特征的氣候變化。但自然因素是地球氣候變化的主要原因，地球上氣候災害主要是自然因素引起的，人為因素影響不明確，仍存在爭論。

自然原因帶來的氣候災害，最極端的場景則是地球曾經演繹過的“生物大滅絕”事件?？茖W研究表明，這樣的事件曾經演繹了5次，它會重來嗎？

生命脆弱

無論自然原因還是人為因素，在可能引起的氣候改變和極端天氣下，脆弱的并不是地球，而是生命。這是人類需要自救的原因。

地球幾十億年的存在過程中，經歷過更極端的嚴寒，整個地球被冰雪覆蓋，當時即便海洋上都有數(shù)千米厚的冰蓋，被稱為“冰雪地球”。

李晴嵐介紹，大氣環(huán)流在冰雪地球的形成過程中就起到了重要作用，當冰線在熱帶外時，哈德雷環(huán)流通過將熱量從熱帶輸送到副熱帶，起到阻礙其形成的作用；當冰線推進到熱帶區(qū)域內時，哈德雷環(huán)流的近地表分支將相對冷的空氣從冰面運輸?shù)奖€附近和開放洋面，起到促進冰雪地球形成的作用。

科學研究認為，太陽輻射變化、地球軌道變化、火山活動、大氣與海洋環(huán)流變化等，是造成全球氣候變化的自然因素。

地球也經歷過更熱的時期，中國科學院大氣物理研究所研究員周天軍，曾畫出一條“地球尺度的時間”。據(jù)他介紹，12.5萬年前，大氣溫度比現(xiàn)在高出 0.5～1.5攝氏度，1500萬年前，大氣溫度比現(xiàn)在高出5～10攝氏度。最極端的是約5580萬年前，溫度高出10～25攝氏度。

所以，在地球尺度的時間下，一萬多年歷史的人類，不過是沒有見過太多世面的“新生事物”。

刨除最極端的場景，人類所經歷過的較大氣候變化事件當屬4K事件。4K事件指距今約4200年的一次突然氣候變化事件，表現(xiàn)為大范圍的氣候異常，亞洲季風也出現(xiàn)了反相變化，對人類文明的影響已可辨識，可能與西亞阿卡德王國的解體、希臘和埃及早期古代文明的衰落等有關。

“4K事件也與自然內部變率息息相關?！崩钋鐛垢嬖V南風窗，4K事件可能是一次嚴重的古ENSO事件。

需要說明的是，ENSO是指厄爾尼諾—南方濤動（El Ni o–Southern Oscillation），即發(fā)生于赤道東太平洋地區(qū)的風場和海面溫度震蕩。ENSO是低緯度的海—氣相互作用現(xiàn)象，在海洋方面表現(xiàn)為厄爾尼諾—拉尼娜的轉變，在大氣方面表現(xiàn)為南方濤動。

4200年前，那場可能改變了人類文明史的4K事件中，在北大西洋變冷的同時，由于熱量在南部積累，可能導致西太平洋暖池區(qū)域海表面水與深層水溫度之間的反差增加，有利于ENSO現(xiàn)象的形成，并最終導致了東亞季風和印度季風出現(xiàn)反相變化。

當然，與4200年前的古埃及、古希臘相比，現(xiàn)代人類掌握的科技水平不可同日而語，今天的我們能夠對極端天氣作出更有效應對了。然而，我們仍當敬畏自然的力量。

隱秘的危機

自然原因引起的氣候變化，速度是很緩慢的，惡果卻是災難性的。這留給人類漫長而又艱難的選擇時間。

電影《后天》中，當氣候學家給美國政府作報告，強調氣候結構的脆弱性時，卻被政府高官以“美國經濟跟氣候一樣脆弱”為由，遭到無視。

而我們知道的是，工業(yè)化以來的人類社會，對自然界起到了此前從未曾有過的重要影響。對傳統(tǒng)能源的依賴和浪費，導致溫室氣體的排放和積累，而這導致的氣候變化，使得人類的應對傾向于開發(fā)更多傳統(tǒng)能源，“能源—氣候”之間陷入了惡性循環(huán)，且以牽一發(fā)而動全身的態(tài)勢加劇環(huán)境改變。

在氣象學家魏科看來，我們已經跨過了“氣候臨界點”，今年正是氣候危機的第三年，而連續(xù)且極端的高溫天氣，已然在對我們進行提醒。盡管面對自然原因，人類能做的不多，但減少人類因素的影響，至少能夠大大減小極端氣候發(fā)生的概率。

氣象學家的共識是，氣候危機已經是我們最迫切、最現(xiàn)實的挑戰(zhàn)之一，而在環(huán)境保護與經濟發(fā)展之間作出的選擇，將持續(xù)反作用到我們自己身上。雖然沒有《后天》表現(xiàn)的那樣快速和極端，但這個問題的浮現(xiàn)與它所發(fā)出的拷問，才是這類幻想作品的意義所在。

在氣象學家魏科看來，我們已經跨過了“氣候臨界點”，今年正是氣候危機的第三年，而連續(xù)且極端的高溫天氣，已然在對我們進行提醒。

回到對“自然變率”的關注上，氣候變化固然是一個長期的挑戰(zhàn)，但值得注意的是，它還包括更加隱秘、也更加暴烈的氣候災害類型，也就是自然變率中的“自然外強迫”因素，例子包括太陽能輸出和火山活動的變化。

太陽輻射是氣候形成的最主要因素，引起太陽輻射變化的原因是多方面的，主要包括地球軌道因素的改變和太陽活動的變化等。

李晴嵐介紹說，地球公轉軌道的三個因素—偏心率、地軸傾角和春分點的位置，都以一定的周期變動著，導致了輻射發(fā)生變化，引起了氣候變遷。

太陽活動的變化，主要包括太陽黑子活動與太陽常數(shù)的變化等。太陽黑子活動大概有11年的周期，長期來看，太陽輻射與太陽活動為正相關。我國近500年的寒冷時期正好處于太陽活動的低水平階段，其中三次冷期對應著太陽活動的不活躍期。

火山的活動，通過改變大氣透明度，影響了到達地表的太陽輻射強弱。強火山爆發(fā)，噴出的火山塵和硫酸氣溶膠，能噴入平流層，由于不會受雨水沖刷跌落，它們能強烈地反射和散射太陽輻射，削弱到達地面的直接輻射。

此外，小行星沖撞地球，也會導致地球氣候發(fā)生變化。

我們熟知的恐龍滅絕故事，便是由一顆中等規(guī)格的小行星造成。李晴嵐介紹，小行星撞擊發(fā)生于陸地，劇烈地震產生的拋射物在空氣中急速拋射燃燒，可能帶來大范圍火災，產生的塵?？赡軙恢睆浬⒃诖髿鈱由峡?，影響大氣透光率和植物光合作用，引起全球氣溫驟降。

如若撞擊海洋區(qū)域，那也不是什么好事。李晴嵐表示，大量水汽注入中層大氣中，水蒸氣在中層大氣溫度下會很容易凝結，形成硫酸型氣溶膠，長期滯留在平流層。長達數(shù)年的“遮天蔽日”對生物來說，將是滅頂之災。

李晴嵐認為，人類應該警惕“自然外強迫”的影響，尤其是火山強迫。

尤其值得警惕的是，大部分能造成環(huán)境破壞的火山，分布在北半球的陸地上，而大約90%的人口和大多數(shù)農作物也生長在北半球，因此北半球受火山噴發(fā)影響的可能性更大、更深遠。

“有很多研究預測，美國黃石火山的休眠期即將結束，隨時會迎來下一次超級火山噴發(fā)，我們應對此保持警惕并關注。”李晴嵐說。