人类活动导致的大气中CO2等温室气体浓度增加已是不争的事实, 但大气中CO2等温室气体浓度与地表温度关系至今仍没有一致性认识。
我们再回到第一张图(如下,IPCC 2007)。可以看出,从1940-1975 (粉色框), 气温是在降低的,然而,二氧化碳和其他温室气体在显著上升。从1905年到1950 年间气温明显上升(蓝色框),而二氧化碳的增加却比较平缓。这些现象该怎么解释?第一,1940-1975的气温寒冷,不是能用温室气体效应解释,气温的变化和温室气体不对应。因此肯定有其他因素,影响/叠加在温室气体效应之上。
水汽对温室效应及增温的贡献。理论上, 气温增加与水汽含量有互反馈作用, 全球变暖会导致大气水汽含量增加, 而水汽增多又会促使温室效应增强, 从而导致全球更暖,水汽的影响比二氧化碳重要,前文已有论述。
下面显示气温和太阳活动有关。左图显示一百多年间北极太阳辐射和北极气温的相关性,但是和下面的室温气体关系不大。右图显示的是全球气温变化和太阳辐射能量(按每平方米的辐射能量)。
似乎相关性很好,但是IPCC认为太阳活动在工业化这一时期的气候变化中,所起的作用很小。IPCC就是干这个的,是为这个而存在的国际机构 (政府间气候变化专门委员会)。实际也观测表明,在过去三十多年间全球气温明显升高,而这时期的太阳活动强度并没有显著的增加。因此也成为IPCC说法的理由之一。
CO2 的增加不足以说明气温变化, 上世纪末有人提出新机理, 以解释全球气温变化。
太平洋洋流有两种,一是太平洋的温水从东流向西(从美州的西海岸沿着赤道线流向亚洲大陆的东海岸线),并且沿着美洲西海岸向北扩展,整个洋流导致产生大量云层和降水。云层加厚和扩展,又有很强的温室效应。这种现象被叫作PDO(+PDO)。由于云层具有很强的室温效应,因此共同导致气温上升。另一种是太平洋的冷水从东到西,方向不变,水温下降(可能来自于深海冷水)洋流,这种冷水流向会减少海洋水蒸气蒸发,导致全球干旱,被称作负PDO,。负PDO又降低气温的效应,实际上会延缓气温升高。
正负洋流大约二三十年一个大循环(据说最近循环周期变短了)。下图显示了+PDO和 –PDO的年份,图中的蓝线叫PDO指数。红线是气温的变化。该图至少解释了1940-1975年间的气温下降,虽然当时的温室气体含量增加较快。
因此有人认为,气候系统本身,可以导致自身的气候变化,全球变暖可能仅仅是一个自然周期的一部分。看来,全球气温变化是由于多种因素,人为的和大自然的。据计算,云层量的变化可以解释75% 气温变暖,人为的因素(包括CO2升高)大概只能说明25% 的气温变化。
由于气候变化科学认识的不确定性, 当前人类社会关于气候变化的决策都只能是有限理性决策, 存在着较大风险。当然减少CO2 排放,终归有好处,至少减少浪费。人类要转向再生能源;减少甲烷和煤烟等气体的排放;改善对森林和湿地等生态系统的保护;注重植物性饮食,少吃动物性食品(还少得富贵病);长期改变世界经济;抑制全球人口增长。
但是还是不必夸大人类自身的作用。