地球真的在變暖嗎?專家點出3個全球暖化最大鐵證,原來氣候異常早已成為日常

2021-01-19 10:35

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全球暖化程度仍然持續上升中。(圖/Barni1@pixabay)

全球暖化程度仍然持續上升中。(圖/Barni1@pixabay)

地球暖化的鐵證

科學家們究竟是怎麼確定地球真的在變熱呢?世界各地第一次開始嚴格地用溫度計測量氣溫,是在19世紀中葉到20世紀初,也就是遠在我們出生之前的時候。東京的氣溫,目前是在皇居外苑的北之丸公園量測的,而加上更早之前在大手町觀測到的數據,東京自1875年開始,就已開始用溫度計紀錄的氣溫。而統整全球所有類似的氣溫紀錄,科學家們發現,地球的平均氣溫在近100年內上升了0.7℃。

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一如古時候有溫暖的繩文時代,也有猛瑪象仍在大地行走的寒冷冰河期,地球的氣候會不斷在冷熱之間交互循環。然而,跟自然的氣候循環相比,近年地球的氣溫正以明顯的速度急速加溫。

觀察日本的氣溫,在像東京這樣的都會區,因為還有隨都市化產生的熱島效應影響,所以氣溫的上升幅度比郊區更大。而在遠離大都市,幾乎沒有都市化影響的地區,近100年的平均氣溫也上升1.2℃(日本氣象學會,2014),正以比全球平均更快的速度上升。相較之下, 日本都會區的氣溫則平均上升了2.7℃(氣象廳,2018),可見都市化的影響之大。另外,在海拔較高的山岳地帶的氣象觀測點,近100年的均溫上升了0.9℃左右。

積蓄在海洋的熱量

在氣溫觀測資料已相當充分的1980年代,科學家便已非常清楚地確認了全球暖化的存在。而過了超過30年後,最近科學家們才終於發現了一件事。那就是累積在海洋的熱量,正在穩定地增加。跟船隻航行時順便在海洋表面採取海水這種相對簡單的測量法不同,要測量深部的海水溫度,需要準備比較複雜的測量儀器。自1970年代開始,科學家們便募集商船無償載運測量儀器,在主要的航道上測量深海的水溫。2000年以後,科學家們將可在海中漂流、上升沉降,測量水溫分布的「Argo浮標」釋放到全球各地,終於取得了大海詳細的水溫資料。

根據這個「Argo計畫」取得的深海水溫資料,科學家們發現,自1970年代以來,累積在地球大氣和深海的熱量,有93%都儲存在海洋內。

若全球暖化持續下去,不只北極和南極的海冰、冰床將會融化(2.5節),若海洋繼續累積熱量升溫,還將使得海水體積受熱膨脹。近年海平面的上升,除了冰床融化外,熱膨脹也扮演了重要的角色,可預見未來海平面將繼續上升。

高空反將變冷

在比埃弗勒斯山山頂更高的高空,海拔10km∼50km處的大氣層,被稱為「平流層」;那裡跟地表附近相反,氣溫反而在下降。波長比我們肉眼可見的光線更長,常被用在遙控器和電暖爐上的「紅外線」,具有把被太陽光加熱的地球冷卻下來的效果。而二氧化碳具有改變地球射向宇宙的紅外線路徑的性質,也就是所謂的「溫室效應」。在工業革命後,人類的活動導致大氣中的二氧化碳濃度持續上升,使溫室效應變強,極大地影響了全球暖化的速度。

溫室效應一方面會讓地面和受地面影響的地表空氣不斷變暖,另一方面卻又讓空氣本身釋放紅外線而冷卻的「輻射冷卻」變強。由於平流層幾乎不會受到因溫室效應而升溫的地表影響,只會受到空氣輻射冷卻變強的影響,導致氣溫跟地表相反變得更低。

根據近幾十年科學家能夠精準測量全球高空氣溫後所得到的資料,平流層的溫度確實在不斷降低這顯示了大氣中二氧化碳濃度的上升,確實改變了地球的能量流動。儘管這現象乍看好像跟全球暖化相反,但這其實正是全球暖化確實存在的鐵證。

氣象術語事典-58(圖/東販出版提供)
(圖/東販出版提供)
氣象術語事典-59(圖/東販出版提供)
(圖/東販出版提供)
氣象術語事典-61(圖/東販出版提供)
(圖/東販出版提供)

【參考文獻】

日本気象学会(編)『地球温暖化 そのメカニズムと不確実性』朝倉書店,2014年,P.10気象庁『気候変動監視レポート2017』気象庁,2018年,P.34

作者簡介|堀田大介、釜江陽一、大橋唯太、中村 哲、吉田龍二、下瀨健一、安成哲平

堀田大介(Hotta Daisuke)

氣象廳 氣象研究所 氣象觀測研究部 主任研究官

專門:數值預報(特以數據同化和力學過程)。美國馬里蘭大學研究所生命環境科學研究科出身。博士(理學)。
Ph.D(應用數學)。

釜江陽一(Kamae Youichi)

筑波大學生命環境系 助教

專門:氣候變遷、大氣海洋交互作用。筑波大學研究所生命環境科學研究科出身。博士(理學)。
2014年獲頒日本氣象學會山本賞。

大橋唯太(Oobashi Yukitaka)

岡山理科大學 生物地球學部 生物地球學科 教授

專門:局地氣象學、生物氣象學、都市氣候學等。京都大學研究所理學研究科出身。博士(理學)。

中村 哲(Nakamura Tetsu)

北海道大學研究所 地球環境科學研究院 博士研究員

專門:氣候力學、平流層、北極的氣候變遷。東海大學聯合研究所地球環境科學研究科出身。博士(理學)。

吉田龍二(Yoshida Ryuuji)

CIRES University of Colorado Boulder / NOAA Earth System Research Laboratory, Research Scientist II

專門:中尺度氣象學、熱帶大氣、數值模型。京都大學研究所理學研究科出身。博士(理學)。 

下瀨健一(Shimose Kenichi)

防災科學技術研究院(NIED) 水‧土砂防災研究部門 特別研究員

專門:中尺度氣象學(特以豪雨、龍捲風等積雲相關的現象)。九州大學研究所地球行星科學專攻出身。博士(理學)。

安成哲平(Yasunari Teppei)

北海道大學 北極圈研究中心‧國際聯合研究教育局北極圈研究Global Station(廣域複合災害研究中心兼務)助教

專門:從事以環境科學領域為主的天氣、氣候、雪冰、氣膠體相關研究。曾於美國NASA/GSFC從事6年的積雪汙染、氣候模型開發研究工作,現主攻森林大火和空氣汙染的研究。北海道大學研究所環境科學院出身。博士(環境科學)。獲頒平成31年度科學技術領域文部科學大臣表彰年輕科學家賞。

本文/圖經授權轉載自東販出版《氣象術語事典》(原章節:2.1─地球真的在變暖嗎?)

責任編輯/焦家卉

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