为什么要重新审视全球气候变化?

发布网友 发布时间：2023-04-01 20:52

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热心网友 时间：2023-12-15 11:50

北大西洋的调查与研究工作揭示出：随着地表平均温度和大气CO2浓度的上升，北大西洋吸纳大气CO2的能力正在持续下降[1-4]；部分陆地区域的碳汇能力变弱[5-7]。一些模型计算也表明地球当前已知碳储库的碳汇持续下降[2, 8]，但人类碳排放还在快速增加，这导致了当前大气CO2浓度的快速上升。当前IPCC等主流观点将这些观点、认识无限外延，认为人类巨量碳排放难以被地球所吸收，未来大气CO2浓度将因此无限、快速上升，温室效应大幅增强，并进一步推论出：未来高浓度的大气CO2将产生难以预测的、不可逆的灾难性后果[1-4,8-10]，例如，海平面因为地表平均温度的上升而快速上涨；粮食与清洁饮用水匮乏，地球将不再适宜人居；等等。IPCC等主流观点因此提出了必须大力减排的观点，但如何实现大幅减排，却成为当前国际 社会 激烈争议的问题，造成 社会 的撕裂。

然而，大量的观测结果却表明，地表平均温度的变化与人类碳排放之间，并不是简单的线性对应关系。例如，本世纪头10年，人类排放了巨量的CO2，导致了大气CO2浓度快速上扬，但地表平均温度的上升却非常缓慢，存在明显的升温中断[11-12]。2020年，由于瘟疫的突然爆发，全球不得不采用大封锁的方式以应对全球瘟疫的大流行，但这却意外地导致了人类碳排放急剧下降[13]。这是一个非常好的全球 社会 实验，可以直接观察人类碳排放大幅下降之后的效果，尽管这个 社会 实验的代价实在太大。然而，2020年的地表平均温度并没有随人类碳排放的大幅减少而下降，相反却是大幅上扬。据世界气象组织最近的报道，2020年的地表平均温度达到了14.9度，比1850年高了约1.2度。这些海量的观测数据充分说明，将地表平均温度的快速上升简单地归因于人类巨量碳排放是有问题的，逻辑上是讲不通的。如果未来人类碳排放急剧下降，但地表平均温度却依然快速上升，南、北极*冰川依然快速消融，那么我们花费巨额成本、做出重大牺牲去减排的意义何在？这迫切需要采用新方法，从新的视角重新审视全球气候-碳相互作用过程，为未来人类命运体的可持续发展提供新的科学依据。

回望新生代以来大气CO2浓度的变化过程有助于深入理解全球气候-碳相互作用过程和未来大气CO2浓度的变化趋势。在5000万年前，大气CO2浓度比现今高约10倍，那时的地表平均气温也比今天高10度左右，南、北极*还没有永久性的冰川[14-15]。之后大气CO2浓度大幅下降，导致南极*出现了永久性冰川[14-17]。很早就有学者指出，青藏高原的形成导致了高纬度地区永久性*冰川的出现，让地球从温室气候进入到冰室气候[18]，最近的调查与研究则进一步揭示出（初始）高原在形成过程中吸收了巨量的大气CO2，转化为一个新生的巨型碳储库，是南、北极永久性*冰盖形成的主要因素[19]。未来百年之内，青藏高原能否像 历史 时期那样大量地吸收大气CO2？争议比较大。当前主流观点认为地质碳汇，例如硅酸岩化学风化作用等捕获大气CO2的方式，是长周期的碳捕获过程（常以百万年计），在短时间内，完全可以忽略地质碳汇，因此未来百年地球还难以大量吸收大气CO2[2, 20]。但是，当前全球碳收支（global carbon budget）计算却存在严重的不平衡，缺少一大块碳汇的量[2,20-21]，被称为“迷失的碳汇”，这充分反映了地球至少有一个尚不为人们熟知的碳储库，正在默默地大量吸收大气CO2[21]，因此保持当前人类碳排放量不变的前提之下，未来百年，大气CO2浓度到底是多少？争议比较大[19-22]。

大量观测工作早已充分揭示出印度与亚洲*的持续汇聚才是推动全球气候变化的引擎、火车头。例如，很早就已认识到青藏高原的形成和南海的张开改变了北半球的大气环流，导致了印度与东亚季风的形成[25-27]；持续生长的青藏高原吸收了巨量的大气CO2[19]，诱发了高纬度*冰川的形成[18]和中低纬度*地区的荒漠化[26-28]。这些海量的观测数据充分反映了印度与亚洲的持续汇聚深刻影响着全球气候-碳的相互作用，因此青藏高原及周边地区才是预测未来全球气候变化及其后果的关键区域。非常遗憾的是，当前IPCC等主流观点却依然聚焦于北大西洋及其周边地区的观测与研究，长期有意识地忽视青藏高原及邻区的观察与研究成果，并且常将在北大西洋等局部地区获得的尚有争议的研究观点无限外延[1-4, 8-10]，这是前述争议产生的主要因素，因此当前IPCC等主流观点提出的许多概念与模型，例如“不可逆”、“临界点”、“难以预测”、“全球平均海平面快速上升” [1-4, 8-10]，等等，均需要再检验、再评估其科学依据。因此当前需要聚焦于印度与亚洲*汇聚过程及其气候效应的研究，在充分整合不同学科、不同区域观测与研究成果的基础之上，开展大数据的分析与挖掘工作，为未来粮食安全保障、淡水供给、巨量大气CO2低成本移除技术的研发、以及2060年碳中和目标的顺利实现提供新的科学依据与技术支撑。

参考文献：

[1] McKinley G A, Fay A R, Takahashi T, et al. Convergence of atmospheric and North Atlantic carbon dioxide trends on multidecadal timescales[J]. Nature Geosci, 2011, 4: 606–610.

[2] Le Quéré C, Raupach M R, Canadell J G, et al. Trends in the sources and sinks of carbon dioxide[J]. Nature Geosci, 2009, 2:831–836.

[3] Watson A J, Schuster U, Bakker D C E et al. Tracking the variable North Atlantic sink for atmospheric CO2[J]. Science, 2009, 326: 1391–1393.

[4] Canadell J G, Le Quéré C, Raupach M R, et al. Contributions to accelerating atmospheric CO2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2007, 104: 18886-18870.

[5] Pan Y, Birdsey R A, Fang J, et al. A large and persistent carbon sink in the world’s forests[J]. Science, 2011, 333: 988–993.

[6] Piao S, Ciais P, Friedlingstein P, et al. Net carbon dioxide losses of northern ecosystems in response to autumn warming[J]. Nature, 2008, 451: 49–52.

[7] Zhao M, Running S W. Drought-inced rection in global terrestrial net primary proction from 2000 through 2009[J]. Science, 2010, 329: 940–943.

[8] Friedlingstein P, Cox P, Betts R, et al. Climate-carbon cycle feedback analysis: results from the C4MIP model intercomparison[J]. J Climate, 2006, 19: 3337–3353.

[9] Lenton T M, Rockstrm J, Gaffney O, et al. Climate tipping points — too risky to bet against[J]. Nature, 2019, 575: 592-595.

[10] Steffen W, Rockstrm J, Richardson K, et al. Trajectories of the Earth System in the Anthropocene[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2018, 115: 8252-8259.

[11] Kaufmann R K, Kauppi H, Mann M L, et al. Reconciling anthropogenic climate change with observed temperature 1998-2008[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2011, 108: 11790-11793.

[12] Roberts C D, Palmer M D, McNeall D, et al. Quantifying the likelihood of a continued hiatus in global warming[J]. Nature Climate Change, 2015, 5(4): 337-342.

[13] Le Quéré C, Jackson R B, Jones M W, et al. Temporary rection in daily global CO2 emissions ring the COVID-19 forced confinement[J]. Nature Climate Change, 2020, 10: 647-653.

[14] Zachos J C, Pagani M, Sloan L, et al. Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 Ma to present[J]. Science, 2001, 292(5517): 686-693.

[15] Pagani M, Zachos J C, Freeman K H, et al. Marked decline in atmospheric carbon dioxide concentrations ring the Paleogene[J]. Science, 2005, 309(5734): 600-603.

[16] Pearson P N, Foster G L, Wade B S. Atmospheric carbon dioxide through the Eocene–Oligocene climate transition[J]. Nature, 2009, 461(7267): 1110-1113.

[17] Pagani M, Huber M, Liu Z H, et al. The role of carbon dioxide ring the onset of Antarctic glaciation[J]. Science, 2011, 334(6060): 1261-1264.

[18] Raymo M E, Ruddiman W F. Tectonic forcing of late Cenozoic climate[J]. Nature, 1992, 359(6391): 117-122.

[19] 刘焰 人类巨量碳排放后果分析：来自青藏高原综合调查的启示[J].中国地质调查，2019，6(3)：1-13.

[20] Sundquist E T. The global carbon dioxide budget[J]. Science, 1993, 259(5097): 934-941.

[21] Ballantyne A P, Alden C B, Miller J B, et al. Increase in observed net carbon dioxide uptake by land and oceans ring the past 50 years[J]. Nature, 2012, 488: 70-74.

[22] Wang J, Feng L, Palmer P I, et al. Large Chinese land carbon sink estimated from atmospheric carbon dioxide data[J]. Nature, 2020, 586: 720-723.

[23] Biscaye P E, Grousset F E, Revel M, et al. Asian provenance of glacial st (stage 2) in the Greenland ice sheet project 2 ice core, summit, Greenland[J]. J Geophy Res, 1997, 102(C12): 26765-26781.

[24] Ram M, Koenig G. Continuous st concentration profile of pre-Holocene ice from the Greenland Ice Sheet Project 2 ice core: Dust stadials, interstadials and the Eemian [J]. J Geophy Res, 1997, 102 (C12): 26641-26648.

[25] 叶笃正. *高原对大气环流影响的季节变化[J].气象学报, 1952, 23：33-47.

[26] Molnar P, England P, Martinod J. Mantle dynamics, uplift of the Tibetan plateau, and the Indian monsoon[J]. Rev Geophysic, 1993, 31: 357-396.

[27] Lehmkuhl F, Haselein F. Quaternary paleoenvironmental change on the Tibetan plateau (western China and western Mongolia) [J]. Quatern Internat, 2000, 65/66: 121-145.

[28] Troll C. The upper limit of aridity and the arid core of High Asia [M]// Troll C. Geo-ecology of the High Mountain Regions of Eurasia (Erdwiss. Forschg. IV) . Weisbaden: Franz Steiner Verlag GMBH, 1973: 237- 243.

地球内部的构造运动驱动了全球气候变化，例如青藏高原的形成和南海的张开深刻影响了全球气候变化。反过来，全球气候变化又可以反作用于地球内部的构造活动

热心网友 时间：2023-11-23 10:52

北大西洋的调查与研究工作揭示出：随着地表平均温度和大气CO2浓度的上升，北大西洋吸纳大气CO2的能力正在持续下降[1-4]；部分陆地区域的碳汇能力变弱[5-7]。一些模型计算也表明地球当前已知碳储库的碳汇持续下降[2, 8]，但人类碳排放还在快速增加，这导致了当前大气CO2浓度的快速上升。当前IPCC等主流观点将这些观点、认识无限外延，认为人类巨量碳排放难以被地球所吸收，未来大气CO2浓度将因此无限、快速上升，温室效应大幅增强，并进一步推论出：未来高浓度的大气CO2将产生难以预测的、不可逆的灾难性后果[1-4,8-10]，例如，海平面因为地表平均温度的上升而快速上涨；粮食与清洁饮用水匮乏，地球将不再适宜人居；等等。IPCC等主流观点因此提出了必须大力减排的观点，但如何实现大幅减排，却成为当前国际 社会 激烈争议的问题，造成 社会 的撕裂。

然而，大量的观测结果却表明，地表平均温度的变化与人类碳排放之间，并不是简单的线性对应关系。例如，本世纪头10年，人类排放了巨量的CO2，导致了大气CO2浓度快速上扬，但地表平均温度的上升却非常缓慢，存在明显的升温中断[11-12]。2020年，由于瘟疫的突然爆发，全球不得不采用大封锁的方式以应对全球瘟疫的大流行，但这却意外地导致了人类碳排放急剧下降[13]。这是一个非常好的全球 社会 实验，可以直接观察人类碳排放大幅下降之后的效果，尽管这个 社会 实验的代价实在太大。然而，2020年的地表平均温度并没有随人类碳排放的大幅减少而下降，相反却是大幅上扬。据世界气象组织最近的报道，2020年的地表平均温度达到了14.9度，比1850年高了约1.2度。这些海量的观测数据充分说明，将地表平均温度的快速上升简单地归因于人类巨量碳排放是有问题的，逻辑上是讲不通的。如果未来人类碳排放急剧下降，但地表平均温度却依然快速上升，南、北极*冰川依然快速消融，那么我们花费巨额成本、做出重大牺牲去减排的意义何在？这迫切需要采用新方法，从新的视角重新审视全球气候-碳相互作用过程，为未来人类命运体的可持续发展提供新的科学依据。

回望新生代以来大气CO2浓度的变化过程有助于深入理解全球气候-碳相互作用过程和未来大气CO2浓度的变化趋势。在5000万年前，大气CO2浓度比现今高约10倍，那时的地表平均气温也比今天高10度左右，南、北极*还没有永久性的冰川[14-15]。之后大气CO2浓度大幅下降，导致南极*出现了永久性冰川[14-17]。很早就有学者指出，青藏高原的形成导致了高纬度地区永久性*冰川的出现，让地球从温室气候进入到冰室气候[18]，最近的调查与研究则进一步揭示出（初始）高原在形成过程中吸收了巨量的大气CO2，转化为一个新生的巨型碳储库，是南、北极永久性*冰盖形成的主要因素[19]。未来百年之内，青藏高原能否像 历史 时期那样大量地吸收大气CO2？争议比较大。当前主流观点认为地质碳汇，例如硅酸岩化学风化作用等捕获大气CO2的方式，是长周期的碳捕获过程（常以百万年计），在短时间内，完全可以忽略地质碳汇，因此未来百年地球还难以大量吸收大气CO2[2, 20]。但是，当前全球碳收支（global carbon budget）计算却存在严重的不平衡，缺少一大块碳汇的量[2,20-21]，被称为“迷失的碳汇”，这充分反映了地球至少有一个尚不为人们熟知的碳储库，正在默默地大量吸收大气CO2[21]，因此保持当前人类碳排放量不变的前提之下，未来百年，大气CO2浓度到底是多少？争议比较大[19-22]。

大量观测工作早已充分揭示出印度与亚洲*的持续汇聚才是推动全球气候变化的引擎、火车头。例如，很早就已认识到青藏高原的形成和南海的张开改变了北半球的大气环流，导致了印度与东亚季风的形成[25-27]；持续生长的青藏高原吸收了巨量的大气CO2[19]，诱发了高纬度*冰川的形成[18]和中低纬度*地区的荒漠化[26-28]。这些海量的观测数据充分反映了印度与亚洲的持续汇聚深刻影响着全球气候-碳的相互作用，因此青藏高原及周边地区才是预测未来全球气候变化及其后果的关键区域。非常遗憾的是，当前IPCC等主流观点却依然聚焦于北大西洋及其周边地区的观测与研究，长期有意识地忽视青藏高原及邻区的观察与研究成果，并且常将在北大西洋等局部地区获得的尚有争议的研究观点无限外延[1-4, 8-10]，这是前述争议产生的主要因素，因此当前IPCC等主流观点提出的许多概念与模型，例如“不可逆”、“临界点”、“难以预测”、“全球平均海平面快速上升” [1-4, 8-10]，等等，均需要再检验、再评估其科学依据。因此当前需要聚焦于印度与亚洲*汇聚过程及其气候效应的研究，在充分整合不同学科、不同区域观测与研究成果的基础之上，开展大数据的分析与挖掘工作，为未来粮食安全保障、淡水供给、巨量大气CO2低成本移除技术的研发、以及2060年碳中和目标的顺利实现提供新的科学依据与技术支撑。

参考文献：

[1] McKinley G A, Fay A R, Takahashi T, et al. Convergence of atmospheric and North Atlantic carbon dioxide trends on multidecadal timescales[J]. Nature Geosci, 2011, 4: 606–610.

[2] Le Quéré C, Raupach M R, Canadell J G, et al. Trends in the sources and sinks of carbon dioxide[J]. Nature Geosci, 2009, 2:831–836.

[3] Watson A J, Schuster U, Bakker D C E et al. Tracking the variable North Atlantic sink for atmospheric CO2[J]. Science, 2009, 326: 1391–1393.

[4] Canadell J G, Le Quéré C, Raupach M R, et al. Contributions to accelerating atmospheric CO2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2007, 104: 18886-18870.

[5] Pan Y, Birdsey R A, Fang J, et al. A large and persistent carbon sink in the world’s forests[J]. Science, 2011, 333: 988–993.

[6] Piao S, Ciais P, Friedlingstein P, et al. Net carbon dioxide losses of northern ecosystems in response to autumn warming[J]. Nature, 2008, 451: 49–52.

[7] Zhao M, Running S W. Drought-inced rection in global terrestrial net primary proction from 2000 through 2009[J]. Science, 2010, 329: 940–943.

[8] Friedlingstein P, Cox P, Betts R, et al. Climate-carbon cycle feedback analysis: results from the C4MIP model intercomparison[J]. J Climate, 2006, 19: 3337–3353.

[9] Lenton T M, Rockstrm J, Gaffney O, et al. Climate tipping points — too risky to bet against[J]. Nature, 2019, 575: 592-595.

[10] Steffen W, Rockstrm J, Richardson K, et al. Trajectories of the Earth System in the Anthropocene[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2018, 115: 8252-8259.

[11] Kaufmann R K, Kauppi H, Mann M L, et al. Reconciling anthropogenic climate change with observed temperature 1998-2008[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2011, 108: 11790-11793.

[12] Roberts C D, Palmer M D, McNeall D, et al. Quantifying the likelihood of a continued hiatus in global warming[J]. Nature Climate Change, 2015, 5(4): 337-342.

[13] Le Quéré C, Jackson R B, Jones M W, et al. Temporary rection in daily global CO2 emissions ring the COVID-19 forced confinement[J]. Nature Climate Change, 2020, 10: 647-653.

[14] Zachos J C, Pagani M, Sloan L, et al. Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 Ma to present[J]. Science, 2001, 292(5517): 686-693.

[15] Pagani M, Zachos J C, Freeman K H, et al. Marked decline in atmospheric carbon dioxide concentrations ring the Paleogene[J]. Science, 2005, 309(5734): 600-603.

[16] Pearson P N, Foster G L, Wade B S. Atmospheric carbon dioxide through the Eocene–Oligocene climate transition[J]. Nature, 2009, 461(7267): 1110-1113.

[17] Pagani M, Huber M, Liu Z H, et al. The role of carbon dioxide ring the onset of Antarctic glaciation[J]. Science, 2011, 334(6060): 1261-1264.

[18] Raymo M E, Ruddiman W F. Tectonic forcing of late Cenozoic climate[J]. Nature, 1992, 359(6391): 117-122.

[19] 刘焰 人类巨量碳排放后果分析：来自青藏高原综合调查的启示[J].中国地质调查，2019，6(3)：1-13.

[20] Sundquist E T. The global carbon dioxide budget[J]. Science, 1993, 259(5097): 934-941.

[21] Ballantyne A P, Alden C B, Miller J B, et al. Increase in observed net carbon dioxide uptake by land and oceans ring the past 50 years[J]. Nature, 2012, 488: 70-74.

[22] Wang J, Feng L, Palmer P I, et al. Large Chinese land carbon sink estimated from atmospheric carbon dioxide data[J]. Nature, 2020, 586: 720-723.

[23] Biscaye P E, Grousset F E, Revel M, et al. Asian provenance of glacial st (stage 2) in the Greenland ice sheet project 2 ice core, summit, Greenland[J]. J Geophy Res, 1997, 102(C12): 26765-26781.

[24] Ram M, Koenig G. Continuous st concentration profile of pre-Holocene ice from the Greenland Ice Sheet Project 2 ice core: Dust stadials, interstadials and the Eemian [J]. J Geophy Res, 1997, 102 (C12): 26641-26648.

[25] 叶笃正. *高原对大气环流影响的季节变化[J].气象学报, 1952, 23：33-47.

[26] Molnar P, England P, Martinod J. Mantle dynamics, uplift of the Tibetan plateau, and the Indian monsoon[J]. Rev Geophysic, 1993, 31: 357-396.

[27] Lehmkuhl F, Haselein F. Quaternary paleoenvironmental change on the Tibetan plateau (western China and western Mongolia) [J]. Quatern Internat, 2000, 65/66: 121-145.

[28] Troll C. The upper limit of aridity and the arid core of High Asia [M]// Troll C. Geo-ecology of the High Mountain Regions of Eurasia (Erdwiss. Forschg. IV) . Weisbaden: Franz Steiner Verlag GMBH, 1973: 237- 243.

地球内部的构造运动驱动了全球气候变化，例如青藏高原的形成和南海的张开深刻影响了全球气候变化。反过来，全球气候变化又可以反作用于地球内部的构造活动