气候在数百万年间发生了怎样的变化?

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  • 气候模型预测,未来极端天气将更加频繁:降雨更多,夏季更热,冬季更温和。回望过去有助于我们预测这一趋势。

  • 通过重建和研究地球45亿年存在历史中的气候变化,我们可以探索人类从未经历过的气候状况。

  • 如果二氧化碳排放量在未来十年内无法稳定下来,我们将重新面临自更早的中新世以来人类从未经历过的气候。

气候变化是一种全球性现象,人们往往认为它在本已十分炎热潮湿的地区问题更为严重。那么,对于气候相对温和的英国而言,气候危机将意味着什么?为了弄清这一点,我们重建了遥远过去某一特定时间点的气候,那时火山向大气中排放的碳量大致与今天大气中的碳含量相当。我们知道当时必定炎热,但没有料到会如此多雨。

未来气候变化及其对英国的影响难以准确预测,但我们确实知道,人类活动已使英国气温上升近1°C,降雨量约增加6%。气候模型预测,未来极端天气将更加频繁,降雨更多,夏季更热,冬季更温和。虽然许多人可能并不反对冬季变暖,有些人甚至乐于见到夏季更热,但很少有人希望降雨增多、风暴更加猛烈。

要了解这些末日情景发生的可能性有多大,我们可以把过去当作一个天然实验室。我们知道,地球45亿年的存在历史中气候一直在变化(但变化速度并不及今天的速度),通过重建和研究这些变化,我们可以探索人类从未经历过的气候状况。我们最近发表了研究成果,该研究以英国为对象,开展了一项此类实验。

世界经济论坛在应对气候变化方面正在做什么?

回到上新世

我们研究的一个时期是上新世,距今约260万至530万年。这是英国气温最近一次显著高于今天的时期,当时其景观类似于现代中国东南部温暖湿润的森林。

1200万年前的花粉。Image: Matt Pound,作者提供

气候建模研究表明,世界可能到2030年代开始经历上新世气候。为了了解这在英国意味着什么,我们使用了来自埃塞克斯郡和萨福克郡的化石花粉。花粉的种类可以告诉我们当时生长着哪些植物,而这些植物又能反映整体气候状况。结合更为先进的计算技术(即利用植物遗骸重建过去的气候),我们得以大致了解数百万年前的气候状况。

我们的研究表明,上新世时期的英国冬季可能略微变暖,但降雨量增加约25%,且其中大部分额外降雨出现在冬季。

再往前追溯至中新世

如果二氧化碳排放量在未来十年内无法稳定下来,我们将重新面临自更早的中新世(距今500万至2300万年)以来人类从未经历过的气候。当时大气中的二氧化碳浓度介于百万分之400至600(ppm)之间,与当今419ppm的水平以及预计到2070年的500ppm-650ppm非常接近。难怪这一炎热时期,其格陵兰和南极冰盖规模较小,近来已被IPCC确定为一个“值得关注的时段”,其中可能蕴含着关于未来人为气候变暖的一些线索。

在北威尔士可以找到化石花粉。Image: Matt Pound,作者提供

那么,英国在那一时点会是什么样子?来自峰区和安格尔西岛的化石花粉,为二氧化碳排放量若在2040年至2080年间达到峰值时的气候提供了参考。峰区的花粉距今约1200万年,比安格尔西岛的花粉略年轻(约年轻200万年)。它为我们提供了一个与21世纪中叶可能出现的气候相似的参照,届时冬季气温将升高3°C,夏季将升高2°C。

安格尔西岛的化石花粉是我们研究中年代最久远的,它重建了一种与当今气候截然不同的状况:冬季和夏季气温均比今天高6°C,年降雨量增加61%。

更频繁的强降雨将提高洪水风险。洪水已是英国最常见的自然灾害类型,而未来的极端洪水将对从道路和铁路到住房、生计以及自然生态系统等各个方面造成广泛破坏。

洪水风险增加,加上海平面上升,也将使风暴潮更大,并更有可能冲破沿海防御设施。事实上,一项被IPCC最新报告引用的研究表明,到2080年升温3.5°C至4.8°C,在高二氧化碳排放情景下,英国的洪水成本可能增加近15倍。

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