气候控制 微小的开关 巨大的影响
飞利浦 鲍尔
(Copyright: Science Photo Library)
电脑模型揭示了如同白令海峡一样微不足道的地理特征能给地球的气候带来多么深远的影响。
一些科学家试图建立更好的电脑模型,以帮助我们理解甚至预测经济危机。他们在气候建模人员那里寻求建议获取灵感。给全球气候建模是个棘手的问题。你不得不同时考虑多种不同因素,如果所有相关程序没被很好地理解,将会失之毫厘谬以千里。
气候学家早就意识到他们的电脑模型和那些在别的领域常用的模拟程序不同。比如化学领域: 一个尺寸并不适合所有情形。就像对别的化学反应一样(除了极小的细节)。最好的办法是从不同角度解决问题,并收集实验结果。
因为这些原因报道任何气候模型研究是个需要技能的工作。人们最好不要这样认为,任何研究都能绝对地预测地球的气候系统在特定情形下会如何(例如,没有冰盖的亚马逊雨林)而是将它作为一个可能的例子。这种模糊不清与平时提供精确答案的科学预测不符,而这很肯能让没有恰当理解科学过程的怀疑论者猜测气候模型不过是科学家消息不灵通而进行的臆测。
海峡开关
所有这些就是说:人们应该这样看待一个从对冰河期洋流建模得到的意料之外的惊人结论,它能指示出细微的地理特征如何对气候产生意料之外意义深远的影响。
这项工作揭示出俄罗斯和阿拉斯加之间五十英里(八十公里)宽的白令海峡像一个阀门一样能开启或者结束气候剧变。国家大气研究中心(位于科罗拉多,博尔德)的胡爱学和他(她)的同事说,因为白令海峡的打开(就像现在),我们不大可能经历上一个冰期中全球气候在冷暖之间的剧变。
也就是说,在一个被温室气体加热的世界里,我们没必要担心气候会在数十年内来回突变。
流程图
当科学家看到从格林兰的冰川中钻取出的冰柱上的化学特征时,他们惊呆了。因为他们发现了被称作丹斯尕尔德-略西格尔周期(Dansgaard Oeshger Cycles)的剧烈气候变动。这些冰柱提供了数百万年的气候记录并揭示出这些冷暖之间的巨变至少有四分之一发生在上个冰期。有时,某些地区的平均温度在四十年间变了八摄氏度(14华氏度)。这样的剧变如果发生在现在的世界,会是个灾难。
现在还不清楚是什么导致了这些剧变。不过,古气候学家通常认为,这和北大西洋的海水循环方式有关。这个循环就像一个巨大的传送带,把表层洋流中温暖的海水送往北极方向。在那里,它温度降低密度增大,沉入深海,并反向流回赤道。它把大量的热从地球这端送到那端,极大地影响了气候。
海水的密度还取决于它有多咸。一个流行的观点是:丹斯尕尔德-略西格尔周期在冰期开始衰退之时出现,随之而来的是巨量的冰从极地冰川脱落,融化。淡水就这样注入北大西洋,不那么咸的海水也就不容易在传送带的转向点下沉。因此,洋流变弱,甚至停止。当温暖的海水不再流向北极,温度就会剧烈下降,冰河气候将再次来临。
白令海因素
穿越白令海峡进入北太平洋的海水同样能影响北大西洋环流,因为这些海水含盐量相对低。
在距今七百到四百万年之间,白令海峡可能处在打开状态。但是它太浅了,在上个冰期因为大量的水被锁在巨大的冰川里,海平面急剧降低,白令海峡变成了美洲和亚洲之间的路桥。
请注意白令路桥的存在和丹斯尕尔德-略西格尔周期同时发生。胡和同事们运行一个气候模型以观测它们是否有关联。他们发现,当白令海峡打开时,北大西洋环流变弱,而它并不拥有和气候剧变可能有关的开关模式。潜在的开关只在海平面下降白令海峡关闭时出现。细节很复杂,但大体上冰川崩落而注入北大西洋的淡水不可能流入(在某种程度上)太平洋。所以北大西洋环流很可能会停止。
白令海峡揭示气候变化的观点并不是第一次被提出。两年前,胡的团队模拟并显示了相同的事实(北太平洋的冰川淡水能否流出白令海峡)能影响在冰期覆盖北美洲大部分地区的巨大冰川,随之改变的是海平面。除了在面对全球变暖时带来一丝安慰(已经有够多要担心的事了)这项工作提示我们地形方面微不足道的因素能在多大程度上决定气候。
气候控制 微小的开关 巨大的影响
飞利浦 鲍尔
(Copyright: Science Photo Library)
电脑模型揭示了如同白令海峡一样微不足道的地理特征能给地球的气候带来多么深远的影响。
一些科学家试图建立更好的电脑模型,以帮助我们理解甚至预测经济危机。他们在气候建模人员那里寻求建议获取灵感。给全球气候建模是个棘手的问题。你不得不同时考虑多种不同因素,如果所有相关程序没被很好地理解,将会失之毫厘谬以千里。
气候学家早就意识到他们的电脑模型和那些在别的领域常用的模拟程序不同。比如化学领域: 一个尺寸并不适合所有情形。就像对别的化学反应一样(除了极小的细节)。最好的办法是从不同角度解决问题,并收集实验结果。
因为这些原因报道任何气候模型研究是个需要技能的工作。人们最好不要这样认为,任何研究都能绝对地预测地球的气候系统在特定情形下会如何(例如,没有冰盖的亚马逊雨林)而是将它作为一个可能的例子。这种模糊不清与平时提供精确答案的科学预测不符,而这很肯能让没有恰当理解科学过程的怀疑论者猜测气候模型不过是科学家消息不灵通而进行的臆测。
海峡开关
所有这些就是说:人们应该这样看待一个从对冰河期洋流建模得到的意料之外的惊人结论,它能指示出细微的地理特征如何对气候产生意料之外意义深远的影响。
这项工作揭示出俄罗斯和阿拉斯加之间五十英里(八十公里)宽的白令海峡像一个阀门一样能开启或者结束气候剧变。国家大气研究中心(位于科罗拉多,博尔德)的胡爱学和他(她)的同事说,因为白令海峡的打开(就像现在),我们不大可能经历上一个冰期中全球气候在冷暖之间的剧变。
也就是说,在一个被温室气体加热的世界里,我们没必要担心气候会在数十年内来回突变。
流程图
当科学家看到从格林兰的冰川中钻取出的冰柱上的化学特征时,他们惊呆了。因为他们发现了被称作丹斯尕尔德-略西格尔周期(Dansgaard Oeshger Cycles)的剧烈气候变动。这些冰柱提供了数百万年的气候记录并揭示出这些冷暖之间的巨变至少有四分之一发生在上个冰期。有时,某些地区的平均温度在四十年间变了八摄氏度(14华氏度)。这样的剧变如果发生在现在的世界,会是个灾难。
现在还不清楚是什么导致了这些剧变。不过,古气候学家通常认为,这和北大西洋的海水循环方式有关。这个循环就像一个巨大的传送带,把表层洋流中温暖的海水送往北极方向。在那里,它温度降低密度增大,沉入深海,并反向流回赤道。它把大量的热从地球这端送到那端,极大地影响了气候。
海水的密度还取决于它有多咸。一个流行的观点是:丹斯尕尔德-略西格尔周期在冰期开始衰退之时出现,随之而来的是巨量的冰从极地冰川脱落,融化。淡水就这样注入北大西洋,不那么咸的海水也就不容易在传送带的转向点下沉。因此,洋流变弱,甚至停止。当温暖的海水不再流向北极,温度就会剧烈下降,冰河气候将再次来临。
白令海因素
穿越白令海峡进入北太平洋的海水同样能影响北大西洋环流,因为这些海水含盐量相对低。
在距今七百到四百万年之间,白令海峡可能处在打开状态。但是它太浅了,在上个冰期因为大量的水被锁在巨大的冰川里,海平面急剧降低,白令海峡变成了美洲和亚洲之间的路桥。
请注意白令路桥的存在和丹斯尕尔德-略西格尔周期同时发生。胡和同事们运行一个气候模型以观测它们是否有关联。他们发现,当白令海峡打开时,北大西洋环流变弱,而它并不拥有和气候剧变可能有关的开关模式。潜在的开关只在海平面下降白令海峡关闭时出现。细节很复杂,但大体上冰川崩落而注入北大西洋的淡水不可能流入(在某种程度上)太平洋。所以北大西洋环流很可能会停止。
白令海峡揭示气候变化的观点并不是第一次被提出。两年前,胡的团队模拟并显示了相同的事实(北太平洋的冰川淡水能否流出白令海峡)能影响在冰期覆盖北美洲大部分地区的巨大冰川,随之改变的是海平面。除了在面对全球变暖时带来一丝安慰(已经有够多要担心的事了)这项工作提示我们地形方面微不足道的因素能在多大程度上决定气候。