云将如何响应气候变化?

计算机气候模型在预测云的行为方面表现如何?

一项新的研究表明,云对气候变化的响应方式将进一步加热地球。

这项昨天发表在《科学》杂志上的研究似乎解决了气候科学中最大的未解之谜之一:计算机气候模型在预测云的行为方面表现如何?

这很重要,因为云可以起到冷却或加热地球的作用,这取决于云的类型及其在大气中的位置。云通过反射来自太阳的入射辐射来冷却地球。它们通过捕获来自地球表面的出射辐射来加热地球。科学家们一直在努力解答的问题是,随着气候变化的加剧,这两种效应中哪一种将占主导地位。

“云真的是,我想说,是理解未来我们将面临多少变暖的最大不确定性因素,”研究作者、德克萨斯农工大学的大气科学家安德鲁·德斯勒说。“在我的论文发表之前,我们真正拥有的只是模型。我们不知道模型是否完全错误。”

计算机化的气候模型在预测云将如何响应长期气候变化方面差异很大。一些模型预测云将是中性角色,既不会加剧变暖,也不会抵消变暖,而另一些模型则预测云将加剧变暖。

一些气候怀疑论者声称模型“完全搞错了云”,德斯勒说。他认为他的论文表明,长期气候变化将产生来自云的正反馈,从而产生额外的地球加热,“表明模型作为一个整体做得还算合理。”

坎昆的惊雷
罗伊·斯宾塞是阿拉巴马大学亨茨维尔分校的气候学家,他是这些怀疑论者之一。他昨天发表了一份声明,抨击德斯勒的研究,称其“核心证据充其量是薄弱的,最坏的情况是具有误导性的。”

斯宾塞发表了一篇论文,认为云将冷却地球并抵消变暖。他利用这项研究来论证德斯勒的研究混淆了变暖的因果关系,因为它没有考虑到云的变化驱动温度,而不是温度变化驱动云行为的观点。

华盛顿大学大气科学教授丹尼斯·哈特曼同意德斯勒的观点。

“我确实认为这项分析非常重要,它表明,基于现有证据,强烈的负面短期云反馈非常不可能,而正面的云反馈更有可能,”哈特曼说,他没有参与这项新研究。“当前的气候模型在对云反馈的评估上差异很大。但是,如果你被迫就目前模型所说的内容达成共识,他们会说云反馈是适度正面的。”

这项新分析基于美国宇航局地球卫星上搭载的仪器收集的最初 10 年的数据,该仪器监测进入和离开地球大气层的辐射量。该仪器被称为 CERES(“云和地球辐射能量系统”的缩写),于 2000 年 3 月开始收集信息。

德斯勒使用这些数据来确定厄尔尼诺-南方涛动天气周期如何影响 10 年期间离开大气层的辐射量——这是云行为和随之而来的气候响应的间接测量。

云行为的 10 年一瞥
他说,这并不是云行为响应长期气候变化的精确类比。

德斯勒补充说,后者“才是我们真正关心的”。“为了了解云将如何响应长期变暖,你必须等到出现长期变暖。这将需要数十年。着眼于短期是我们目前能做的最好的事情。”

哈特曼指出,在一年或两年的厄尔尼诺周期中观察到的变暖与人类活动(产生二氧化碳等温室气体)引发的长期气候变化不同。

哈特曼说,厄尔尼诺现象使热带地区变暖,而温室气体驱动的气候变化使全球各地都变暖。但这位科学家表示,他认为德斯勒的方法仍然是“有用的诊断工具”,可以用来了解气候模型对云的表述是否在正确的轨道上。

与此同时,德斯勒说,他的下一步目标是确定单个气候模型在预测云行为方面的表现,方法是检查它们在全球不同区域(如陆地与海洋,或高纬度与低纬度)的输出。

“这是一个难度明显更高的问题,也是对模型更严格的考验,”他说。“我希望通过观察空间分布,我可以说,‘这些模型做得很好。这些模型做得非常糟糕。’”


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干预怀疑论者的“负面影响”?
斯宾塞在他的声明中抨击德斯勒的研究时还表示,他怀疑但没有证据“德斯勒受到压力,要求发表这篇论文,以削弱我们的工作对[政府间气候变化专门委员会]努力的负面影响。”

斯宾塞与气候变化智库“气候变化真相站”(Climate Depot)的创始人马克·莫拉诺以及英国怀疑论者克里斯托弗·蒙克顿勋爵一起出现在坎昆,蒙克顿勋爵声称《京都议定书》威胁国家主权和个人自由。

在昨天下午在博客“真实气候”(RealClimate)上发布的回应中,德斯勒表示,他与斯宾塞的分歧源于他们对厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)成因的截然不同的观点,并引用了与斯宾塞的电子邮件交流

“我的立场是主流立场,并得到数十年研究的支持,”德斯勒在博客上写道。“这种主流理论在模拟 ENSO 的几乎所有方面都非常成功。另一方面,斯宾塞博士在 ENSO 问题上与主流观点相去甚远,就像他在气候变化问题上一样。他在这里提出了一种全新的、未经检验的 ENSO 理论——仅仅基于他一篇论文中的一个图表(而且,正如我在我们的一封电子邮件中告诉他的那样,对这些数据还有其他解释,这些解释与他的解释不符)。”

他补充说:“至于我对影响政策辩论的兴趣,我只想说我本周在大学城,而斯宾塞博士在坎昆。”

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