「明天过后」是否雪过天晴？
南极冰心的古气候记录显示，我们还可以暖和1万6000年！
撰文╱陈明德
极地冰棚融化、冰川缩退、海冰覆盖的面积越来越小，地球暖化的事实已不容忽视。
今夏卖座的灾难电影「明天过后」，精彩而具体地描述了由于全球暖化导致北极冰棚融化（可参见《科学人》2003年11月号），而引起地球气候一连串的急剧变化。这部好莱坞电影除了再次带给社会大众叹为观止的特效震撼与娱乐之外，也在我们脑海中激起阵阵涟漪：这可能会发生吗？到底科学家怎么看待这样的警讯呢？从整部电影中一直出现的「北大西洋流」、「冰期」、「气候模式」等科学名词看来，这部电影多少应该有些科学根据吧！我们对地球进入冰期所可能带来的灾害，应该是睁一只眼闭一只眼，还是应该即刻采取对策？请听听气候学者的分析与建议。
气候（climate）是天气（weather）的长期平均态。气候学者研究的是地球长期的气候变化记录，并从庞大的资料中设法掌握所蕴含的讯息与意义。气候学者关心的问题是，究竟哪些因素控制了地球为期一年以上的气候起伏与振荡型式，因此长期的气候观测记录，对于气候研究而言是不可或缺的。气候学者从分析南北极冰心与海洋沉积物岩心，已经掌握相当的证据，显示地球在最近80万年经历了约20几次大小不一的冰期与间冰期。这些冰期与间冰期交互转变的时间约为2~10万年，从许多严格的统计与气候模式分析来看，这种气候的起伏应是太阳与地球的轨道周期变化所致，气候学者因而称之为「轨道力周期气候变化」。
今年6月10日出版的《自然》，登载了由欧洲团队所主导的「欧洲南极冰心钻探计画」（EPICA, European Project for Ice Coring in Antarctica）的最新成果，完整呈现了地球最近74万年、主要由轨道力所驱动的气候变化史。冰心记录中可分析出大气温度与温室气体浓度等资料，是了解全球气候变化极为重要的依据。最重要的是，这支冰心是第一次成功钻过堆积在极区大陆冰川终止第五期（Glacial Termination V，约43万年前）的记录，这段时间相当于海洋沉积物岩心记录上，氧同位素第12阶进入到第11阶（约40万年前）的位置；换句话说，这支冰心提供气候学家首次有机会研究这块对气候变化敏感的极区，在氧同位素第11阶的气候起伏与振荡型式。
氧同位素第11阶在气候学上有什么重要性呢？氧同位素第11阶的气候相当于我们现代所处状况的间冰期，但特别的是，驱动氧同位素第11阶气候的轨道力周期变化的背景条件，与现代状况几乎完全一致。EPICA研究团队也发现，当时的大气温室气体浓度与我们工业化前的状况相当，因此我们可以利用氧同位素第11阶的气候变化历程，来推测现代气候在未来的走向与趋势。这样的推测当然要假定地球气候与轨道力周期变化的密切性，并忽略快速气候振荡的可能性，以及人为造成的种种干扰（例如温室气体、气溶胶）。
从这支新发表的冰心记录研究可看出，氧同位素第11阶的温暖气候大约维持了近2万8000年之久，无论从记录中的大气温度与温室气体浓度等背景值来看，这样的宜人气候与现代气候状况并无二致。若以这样的证据推论之，我们所处的现代气候，由于相同的轨道力周期变化背景条件，也应该可以维持这样长的时间。古气候资料显示，地球上一次冰期结束的时间距今约为1万2000年，所以我们现代的温暖气候与生态环境，应该还可以持续约1万6000年，可说是相当长的了。
简单来说，地球气候就短期而言并无自然的营力作用或背景条件驱使走向冰期，像电影「明天过后」所描述的气候急速转冷，美洲北部全面冰封的情景，应不至于在我们可见的未来发生。然而这样的乐观看法，仍包含两个不确定的变数：首先是在气候系统内部，具有以百年至千年为时间尺度的快速气候振荡的自然惯性；其次则是人为干扰所产生的气候回馈效应。如电影「明天过后」的描述，北极冰棚融化后，由于北大西洋海水盐度降低造成全球「大温盐循环」（thermohaline circulation）停止，海洋从低纬到高纬的热传输能力降低，使地球进入冰期状态。在古气候记录中，的确有相当证据显示曾经发生过这样快速的振荡事件。我们正在努力分析资料以厘清这种事件为何会发生，但在还没有了解完整的机制以前，气候学者的研究将一直面临高度的挑战。
【本文转载自科学人2004年7月号】
来自
http://sa.ylib.com/news/newss...No=482&CL=32
