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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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再解读IPCC报告AR5:地球还有救   

2013-10-15 14:05:55|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:PanSci

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【photographed by Conan (CC)】

文\涂智凯、蔡宜芳

前几天联合国发布了全球暖化报告(IPCC AR5 WG1: Policymakers),可能是因为2012年的气候门事件(对于气候门事件这里就不多赀述,大家可以参阅这篇文章),所以这次联合国的暖化报告非常注重公信力以及使用科学的方法验证全球暖化的成因及影响,他们号召了来自39个国家的1089名专家共同监制,收集了世界各地5万3千多份的意见,9千多份出版物,并有来自世界各地区的巨量观测数据、来自气候模式的模拟超过2万GB的数值数据来铸成这次的全球暖化报告,希望大家能不要再争论我们人类到底是不是全球暖化的罪魁祸首,而要采取行动,改变我们的未来。

这篇文章就不谈这次报告揭露的数据,而是要带大家深入了解这次AR5有什么特别有趣的地方,关于数据面请大家可以参阅媒体报导及文章最后的重点摘要:

  1. 联合国报告:全球暖化95%是人类自己造成
  2. 联合国警告全球若升温4.8度21世纪末台湾10%面积恐淹没
  3. IPCC:人类致气候变化可能性超95%

大气科学是一个难以计算的科学,不像力学用F=ma就可以算出精确的答案,大气科学存在着大量的变数要考虑,精准预测几乎不可能,所以你会发现气象局预测天气都用机率来表示,事实上,全球暖化也是,他是一个长期的气候预测,难度更高,对于全球暖化这个议题,联合国的科学家们甚至需要开辩论大会,在极具争议的议题上可能还需要投票,这是很有趣的一件事情,当科学遇上表决,但在科技的限制上就是如此,而在这次报告中,每个词语都有明确的定义(如下表)。

可能性及其发生机率
 Virtually certain(相当确定) >99%
 Extremely likely(极为可能) >95%
 Very likely(非常可能) >90%
 Likely(可能) >66%
 More likely than not(较为可能) >50%
 About as likely as not(大约可能) 33~66%
 Unlikely(不可能) <33%
 Very unlikely(非常不可能) <10%
 Extremely unlikely(极为不可能) <5%
 Exceptionally unlikely(相当不可能) <1%

过去科学家认为有90%的可能性,全球暖化是由人类造成,现在数值已经提高到95%,几乎确定就是我们造成地球发烧,报告指出,我们若完全没有作为,在2100年,最糟糕的情况全球温度会上升4.8度,那我们就会想问,这个最糟糕的情况是怎么定义的?在以前,我们通常是用二氧化碳浓度来表示污染的程度,但是在联合国最新的报告是使用RCP(如下表),RCP是什么呢?译作为辐射增温,单位是每平方公尺瓦特,也就是太阳对于地表的加热作用并被温室气体滞留所产生的热能量,这样就能以一个变数来更精确的表示温室气体造成的地表加热作用造成的地球环境影响。

RCP定义2.64.568.5
到2100年辐射能 2.6 W/m 24.5W/m 26 W/m 2 8.5 W/m 2
模拟的CO 2湿度 421 ppm538 ppm670 ppm936 ppm

AR5利用地球系统模式(ESM)增加了大气中交互过程、海洋中生态及生地化反应、腹地上植物生态及路的使用。另外,模拟20世纪后半段的快速增温现象,以及当火山喷发后的冷却现象。但模式无法模拟出,近10至15年地面气温暖化速率减缓的现象,主要可能的原因,和模式无法正确描述太阳、火山及悬浮微粒之间的交互作用。气候模式虽然新增了关于云和悬浮微粒之间的交互过程,但对于这些过程的代表性和量化表现信心度仍低(low confidence)。

下图是模拟不同情况下地球的升温情况,如果人类放任污染,就会出现最糟糕的情况就是RCP8.5,正负两度C在约2050年左右就要失守了,如果我们从现在开始支持减碳,降低污染,最佳的情况就是RCP2.6,可以看到要维持2℃不是不可能的任务,而是现在我们必须要开始行动了,另外我们再了解海平面的高度变化。

wpid-p22-2013-10-15-14-05.jpg
现在媒体对于全球暖化存在着很多错误观念,例如你常常看到报导说,北极的海冰溶化造成海平面上升,但事实上,海平面上升真正的主因是热膨胀,海冰溶化是其次的考虑因素,如果世纪末海平面上升近1公尺,台湾将有近1成的面积会被淹没,包括台北盆地、台中、彰化、嘉义、云林、高雄及屏东西部沿海等地;另外,台湾台风的风雨有加重的趋势,大家都在想,是不是因为全球暖化的关系造成我们的天气异变,但事实上,科学家对于此有强烈争辩,但大多数持保留态度,这次报告中对于这个现象的态度也趋于保留,认为此现象不一定是全球趋势,而是可能存在于特定区域(北大西洋)。

这次的报告肯定人类与全球暖化之间的关系,并也极力告诉我们,地球还有救!只要我们极力推动节能减碳,RCP8.5与RCP2.6之间的差别,被严重破坏的蓝色星球还有绿色的未来,你选择哪个?你要交给我们的下一代什么样的世界?决定权掌握在我们的手上!

wpid-p31-2013-10-15-14-05.jpg

其他重点整理:

  • 海平面的上升最主要的因素是热膨胀,冰山融化是次要
  • 台湾人有近九成(87.7%)相信全球暖化是由人类所引起,但是根据美国耶鲁大学的调查,只有不到半数的美国人(49%)认为全球暖化的主因是人类
  • 对于全球暖化与人类之间的关系,确定度由90%到95%
  • 若无作为2100年温度可能上升4.8度
  • 2050年2度C失守
  • AR4预测2020年夏季无冰(约4百万平方公里),AR5为2050年
  • AR4大胆预测,AR5强调公信力与科学分析,并引用大量资料及意见(2万Gigabytes资料9000多篇出版物报告厚度达几万页5万多份意见)
  • AR5的图集资料解析度更高,虽然不及台湾
  • AR4用温室气体浓度,AR5用RCP来比较人类的污染程度,并强调人类有做为与无作为的差异
  • 对于各种气候灾害与全球暖化的关联性都比AR4更确定,只有关于热带气旋与全球暖化之关系,AR5趋近保守(likely),因为此课题存在着非常大的争议,可能非全球暖化的结果,所以台湾的台风增强可能非全球暖化的结果
  • 气候预测难,当科学遇上投票与辩论,用「可能性」方式预测

大气温度:人为排放的温室气体对21世纪的温度影响很大。其中陆地温度上升的幅度比海洋大,极区暖化的速度更快。当全球平均温度升高,会有更多热的极端事件发生,冷极端事件相对减少,热浪发生频率会增加。

水循环: 21世纪气候暖化的背景下,干、湿区的季节降雨对比更加明显,高纬地区和赤道太平洋地区的降雨会增加,虽然有些区域会例外。许多中纬度和副热带地干区,降雨会减少;季风影响的区域会增加,季风降雨增强,影响时间也会延长,但环流会减弱。

空气和海洋:在未来的模拟中,温度上升提高臭氧的破坏率,使得地表臭氧浓度减少,但是甲烷的浓度却增加。在各种RCP情境中,海洋温度都是上升的。海洋暖化最显著的区域在热带和副热带的表层海水。而海洋吸收人为CO2的增加造成海水酸化,PH值降低,碳酸盐离子减少,改变化学平衡。

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