丹·尼科尔斯当时正在收起一张满载阿拉斯加晚季鲑鱼洄游成果的刺网,这时一个重物从网里掉了出来,然后滑到了他的船头。“我知道那是尾巴,”他说。这位蓄着胡须的资深渔民感到惊讶,他停下从网中拣出鲑鱼的动作,走近了这个不常出现的海中生物。“我不得不停下我正在做的事情。”
尼科尔斯从他在南加州和夏威夷温暖水域捕鱼的经历中认出了船底的鲣鱼。他的这种来自热带水域的鱼,加入到越来越多的当地特有野生动物出现在最近流经西海岸的异常温暖水域的例子中:一只绿海龟——这种经常光顾赤道环礁的古老生物——在北加州海岸被渔民 意外捕获。一条翻车鱼 被发现 在威廉王子湾附近,那里位于其 典型活动范围以北数百英里。
是什么导致水域变暖?人们很容易归咎于全球变暖。自1900年以来,太平洋西北部的海面和附近沿海地区的气温升高了1°F或2°F。今年九月,水温甚至比 平均水平高出5°F。但华盛顿大学和美国国家海洋和大气管理局合作项目—— 大气与海洋联合研究所周一发布的一项研究指出,气候学上,大部分变化的罪魁祸首另有其人。
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新的分析表明,太平洋西北部以及延伸至夏威夷和阿拉斯加的沿海地区,一个多世纪以来的变暖,是自然变率的偶然结果;是强大的海洋和大气周期盛衰的后果。该论文的研究人员, 在《美国国家科学院院刊》在线发表,表示人为温室气体污染可能开始对区域气温产生影响。可能已经在产生了影响。但是,他们得出的结论是,在1900年至2012年期间,与世界最大海洋狂野的风和水的强烈自然波动相比,人类改变温度的影响显得苍白无力。
论文的两位合著者之一,气候学家詹姆斯·约翰斯顿说:“这是一个令人震惊的结果。”
研究发现,在研究的112年中,风、气压和洋流的自然变化是观测到的变暖现象中超过80%的原因。这些发现可能有助于科学家改进对气候变化在西部各州的影响预测,这些州容易受到 干旱、 洪水和严重的 野火的影响。
约翰斯顿说:“一个世纪之久的变暖趋势的出现立即暗示着一些人为影响。这项研究表明,在特定时期内,可能还有其他导致变暖甚至变冷趋势的原因。”
华盛顿大学大气科学教授 克利福德·马斯将这篇论文描述为“极其重要”。
马斯说:“西海岸的变暖非常温和。那里的变暖几乎完全是由于环流的变化,而不是人为强迫造成的。”
但是,“这并不是说全球变暖是无稽之谈,”他补充道。随着温室气体水平持续上升,马斯预计人类的温室气体污染将在调节该地区的气候方面发挥越来越大的作用。
他告诉气候中心:“在某些地方,与人为信号相比,自然变率非常大。但这在50或100年后不一定仍然如此。人为信号会随着时间推移而放大。”
西海岸沿岸的海面温度对附近陆地天气有很大影响,影响气温,并且与每日雾覆盖密切相关。这些海面温度受风的影响。当风力强劲时,它们会在水面上翻腾,从海洋深处吸取冷水。它们还塑造了洋流,可以将水在极地和热带气候之间转移。风会影响蒸发率,蒸发可以像出汗可以冷却皮肤一样冷却海洋,从而影响天空和海洋之间热量的转移量。
这些海洋风又受到自然周期变化的影响,这些变化表现在海洋表面及其上方直接发生的变化。最有影响力的周期是 厄尔尼诺 南方涛动和 太平洋年代际涛动,这是一个强大的周期,通常需要20到30年才能在其暖期和冷期之间切换。
虽然马斯没有参与这项新研究,但 他之前的研究 就太平洋海洋周期对喀斯喀特山脉年积雪量变化的强烈影响得出了类似的结论。其他研究已将这些海洋周期与自20世纪40年代以来加利福尼亚 更早的融雪和更温暖的冬季,以及自20世纪初以来加利福尼亚 沿海雾的减少联系起来。
新的研究建立在之前的发现之上。新发表的论文的另一位作者,现任美国国家海洋和大气管理局渔业科学家的 内特·曼图亚说:“这是一项旨在努力改进我们对东太平洋和西海岸各州气候原因或趋势和变化的理解的工作。”曼图亚和约翰斯顿将自1900年以来的海面温度与海平面气压观测值进行了比较,海平面气压观测值可以用作风速测量的替代指标。
这两位研究人员报告说,他们发现海平面气压或风速与海面温度之间存在“强烈的”相关性。他们发现有证据表明,大气压力场的变化早于海洋温度变化几个月。
他们写道,他们对海平面气压、海面温度和陆地气温的比较,为海洋周期变化“从每月到世纪时间尺度”对温度的“强烈”调节提供了“一致的证据”。
这些海洋周期是否会因为 温室气体污染,或其他可能导致气候变化的现象而发生变化?研究人员不这么认为。他们使用气候模型来测试,观测到的海平面气压变化是否可以用 火山爆发、 太阳强度变化以及 温室气体和其他形式的 空气污染的影响来解释。“在31次模拟中,没有一次模拟的结果与在北太平洋变化中观察到的情况相似,”曼图亚说。
爱达荷大学地理系副教授 约翰·阿巴佐格鲁并不完全认同这项新发现。“如果这些环流趋势是合理的,那就需要我们更好地理解驱动它们的潜在过程,”他说。“我认为这是一个非常有趣的研究领域,需要我们回顾古气候记录。”
阿巴佐格鲁与他人合著的研究, 于今年在《气候杂志》上发表,得出了不同的结论。阿巴佐格鲁和两位俄勒冈州立大学的科学家将俄勒冈州、华盛顿州、爱达荷州以及蒙大拿州和怀俄明州西部地区的天气观测结果与 气候数据 进行了比较。他们得出的结论是,自1900年以来,温室气体是区域变暖的“主要贡献者”。
阿巴佐格鲁警告说,新研究中使用的一些较早的气压数据可能包含错误,特别是1940年代之前的数据。他还说,考虑到“高质量数据”仅存在于太平洋年代际涛动(PDO)不到两个完整涛动周期中,因此很难将太平洋年代际涛动的影响纳入任何气候研究中。
他说:“在讨论美国西部地区的气候变化,无论是人为的还是自然的,当把太平洋年代际涛动也考虑进来时,情况可能会变得复杂。”
如果新发现站得住脚,那么丹·尼科尔斯那次值得渔民津津乐道的金枪鱼捕获,至少在本世纪上半叶可能仍然是一个奇怪的异常现象。结果表明,异常温暖的水域将鲣鱼带到北方,在那里它误入了为喜冷水鲑鱼准备的刺网,这可能在很大程度上可以用自然变率来解释。
曼图亚说:“我不认为人为气候变化在其中起着重要作用。2013年和2014年东北太平洋的变暖是由于持续的风和天气模式造成的。一旦这些风模式瓦解,异常温暖的海面温度就会消退。”
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本文经 气候中心 许可转载。本文首次发表于 2014 年 9 月 22 日。