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地球温度:近期变化简史

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1.地球温度在过去42万年的变化

回顾过去42万年:

大致温度范围:

低:5°C…41°F

高:17°C…63°F

量程:12°C…22°F

大气二氧化碳卡宾枪少于300 ppmv

在最后的一万年里:

狩猎者变成了农民

植物和动物物种被驯化了

文明得以发展

全球平均气温的变化可能不超过1摄氏度。在任何100年的时间里都是2°F

地球表面的温度往往迅速上升,然后又稳定下来,以大约为周期100000年正如上面这张联合国环境规划署(UNEP)图表所示。蓝线描绘了过去42万年与现在(定义为1950年)的温差(摄氏度)。

根据美国宇航局戈达德太空研究所的数据,1950年,地球的平均表面温度是14摄氏度或57华氏度。因此,地球的绝对温度(相对于其温度变化)在过去42万年中从低约5°C或41°F到高约17°C或63°F,范围约为12°C或22°F。

虽然这一范围并不比我们大多数人从夏天到冬天一年经历的时间更大,但联合国环境规划署称这些温度变化“非常显著”,并将这些年中大部分时间的地球气候称为“非常显著”。不稳定“在这个范围的底部,温度低到足以使冰川体积增加,而在顶部,温度高到足以使冰川通过融化而减少。”较冷的年份被称为冰川期冰川作用而温暖的年份则是间冰期

尽管对人类年龄的估计,智人42万年可能涵盖了我们在这个星球上存在的大部分时间,如果不是全部的话。但直到大约一万年前,我们才学会了如何种植我们自己的食物,这一发展导致了固定社区的创建,劳动分工和我们所谓的文明的所有好处。

这最后的一万年(见上图中绘制的红色竖线)被称为全新世这是一个间冰期,与之前的41万年相比,这里的温度一直在上升非常稳定.根据联合国环境规划署的说法,在整个全新世时期,“基于现有的不完全证据,全球平均气温在一个世纪内的变化不太可能超过1摄氏度(2华氏度)。”

如果我们要追踪二氧化碳在42万年的时间里,我们会发现与地表温度非常相似的模式。大气中的二氧化碳是所谓的温室气体中体积最大的一种,它吸收地面辐射的热量,然后将部分热量辐射回地球表面,使地球保持比正常情况下更温暖的温度。如果没有温室气体和大气中的水蒸气(起到同样的作用),地球的平均温度将是0°F或- 18°C,而不是(1950年)57°F或14°C。

在过去42万年间,大气中二氧化碳的浓度从未达到体积百万分之300 (ppmv),直到大约一个世纪前上升到300 ppmv左右,1950年达到311 ppmv。自那以后,它一直在上升。

联合国环境规划署图表中显示的地球温度10万年的周期是由塞尔维亚天体物理学家和数学家米卢廷·米兰科维奇在20世纪20年代和30年代首次提出的假设。

米兰柯维奇模型

米兰柯维奇模型

2.地球温度变化的米兰科维奇理论

其他科学家观察到地球围绕太阳的轨道在三个特定方面是不规则的,米兰科维奇在此基础上建立了一个模型,来展示太阳的热量是如何变化的阳光到达地球的太阳辐射根据这三种不规则循环的相互作用而变化,这些不规则循环如下:

1.偏心:在大约10万年的周期内,地球围绕太阳的轨道形状会从一个近乎完美的圆形变化到一个略偏椭圆的形状,太阳更靠近一端(而不是中间),然后又回到一个更圆的形状。

2.倾斜:在大约4万年的周期内,地轴相对于其围绕太阳的轨道平面的倾斜度从22.1度到24.5度不等。

3.旋进:在一个2万多年的周期中,地轴的点会发生摆动,所以北轴现在指向北极星(北极星),但最终会指向织女星,然后再回到北极星。

但米兰科维奇不仅对用他的模型追踪阳光的变化感兴趣,他还想解释其中的原因冰河时代为什么在地球历史的不同时期,冰川会形成,后来又融化。

偏心率周期会影响地球在离太阳最近时能接收到多少阳光(近日点)比距离太阳最远时(远日点),同时也增强或减弱其他两种不规则光对阳光的影响。但它还不足以创造我们的季节。

倾斜周期创造我们的季节。倾斜程度越大,季节变化就越明显——夏天更温暖,冬天更寒冷。

岁差周期导致季节迁移,这就是为什么它也被称为昼夜岁差——以及为什么双鱼座时代最终将火炬传递到水瓶座时代。

Fairbanks & Oulu

Fairbanks & Oulu

为此,他建立了一个1800年之前60万年的数学模型,计算了特定纬度的太阳辐射和地表温度,特别是北纬65°——阿拉斯加费尔班克斯和芬兰奥卢的纬度——7月份的温度。他的理论是这样的凉爽的夏天冬天的雪并没有完全融化,而是随着时间的推移积累并导致了冰川作用。

就像可能发生的那样,当地球的轨道是最大椭圆时,倾斜度是最小的(倾斜较小,夏天更凉爽),而北半球的夏天发生在地球离太阳最远的时候。

米兰科维奇的理论在很大程度上被忽视,直到1976年,一项基于南极洲深海沉积物岩心的研究证实,45万年前的温度变化在很大程度上与地球轨道的变化一致。据称,米兰科维奇模型中的离心率、倾角和进动变化分别占温度变化的50%、25%和10%。米兰科维奇的理论现在被认为是“在数万年的时间尺度上”对气候变化的最佳解释。该理论表明,地球是时候开始一个新的长期冷却周期

3.当前地球温度的升高

1967年,一位名叫米哈伊尔·布迪科(Mikhail Budyko)的俄罗斯科学家做出了一个预测:大气中人为增加的二氧化碳将在不久的将来克服任何冷却效应,导致地球温度升高。

巧合的是,同年,一位名叫詹姆斯·汉森(James Hansen)的爱荷华州年轻人加入了美国宇航局位于纽约市的戈达德太空研究所,担任助理研究员。他刚刚完成了关于金星大气层的博士论文,那里二氧化碳密集,表面温度高达460°C(860°F),现在他被分配去研究Budyko提出的问题——气候强迫(正如他们所说的)能从哪里来人为因素是否会在不久的将来抵消气温下降的自然强迫并导致全球变暖?

汉森和他的同事建立了一个简单的气候模型,反映了人类活动的各种假设。用汉森的话说,他们发现,“在未来的某个时候,人类产生的温室气体应该成为一种主导力量,甚至超过其他气候力量,如火山或太阳。”什么时候?他们不知道。

他们开始从世界各地的气象站收集温度数据。最后,在1981年,发表在科学并被引用在头版的一篇文章《纽约时报》,他们证实了Budyko的预测,表明气温开始上升十年前。

1988年,在华盛顿特区一个破纪录的炎热夏日里,汉森“权衡了犯错的代价和不说话的代价”,他在国会面前作证说,他有99%的信心,我们正处于长期变暖的趋势中,他怀疑是温室气体造成的。他的证词和随后对记者的陈述被媒体广泛报道。全球变暖已经公开化。

在汉森作证后的20年里,温室气体和气温的增长都在加速。下面的图表来自美国宇航局最近的一份报告,将今天的情况与1880年进行了比较,当时(人造)工业革命已经开始了大约一个世纪。温室气体中的罪魁祸首——大气中的二氧化碳达到了384 ppmv相比之下,1880年为290,工业革命开始前约为280,在工业革命前的42万年中从未超过300。

今天的情况概述:

大气二氧化碳

  • 比工业革命开始时高出35%
  • 比过去42万年的任何时期都高
  • 是温度升高的主要原因(而不是相反)

如果不采取行动减少温室气体——

地球的温度

  • 可能会上升2-6°C……21世纪的4-11°F

哪一点会比任何一点都高

  • 在过去的一万年(全新世),我们开发了支持我们的食物和我们的文明成果
  • 自300万年前上新世中期以来,海平面可能比今天高25米或80英尺

气温上升的幅度没有那么大,只有0.85摄氏度(1.53华氏度),但在此期间增加的大部分二氧化碳将留在大气中,在未来几个世纪里继续使地球变暖。

美国国家航空航天局的报告称,“1950年后变暖的唯一可行解释是温室气体的增加。”

米兰科维奇怎么样了?

在工业革命以及随之而来的人口激增之前,长期的温度变化主要是由米兰科维奇循环解释的阳光变化引起的。温度变化影响了温室气体的变化,这就是所谓的积极的反馈机制加速了温度的变化。

然而现在,最近温室气体排放的激增已经超过了米兰科维奇循环。目前地球温度上升趋势的首要原因是大气中二氧化碳的增加,而不是阳光的增加。二氧化碳的增加主要是由人类活动引起的,特别是海洋燃烧化石燃料(石油、天然气和煤炭),而不是通过温度升高——尽管在另一种正反馈机制中,温度升高可能有助于增加大气中二氧化碳的含量。

4.美国政府担心气温变化吗?

詹姆斯·汉森在1988年夏天的国会证词中公开了全球变暖的问题,但国会从未采取行动,行政部门也没有。事实上,最近三届政府(布什、克林顿、布什)都试图让他闭嘴。

在其2007年气候变化综合报告联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测,如果在已经采取的减少温室气体排放的措施之外不采取任何行动,那么21世纪的气温将上升2至6摄氏度(4至11华氏度)。

我们应该担心吗?我们的孙辈也应该这样做吗?

根据汉森“如果全球变暖进一步达到2或3摄氏度,我们可能会看到地球发生变化不同的星球比我们所知道的还要多。上次这么热是在…大约300万年前,当时的海平面估计比今天高25米(80英尺)。”

2008年4月,汉森和来自多所大学和机构的其他七位科学家提交了一份研究报告摘要科学题为以大气中的二氧化碳为目标:人类应该以什么为目标?他们的结论是:“如果人类希望保护一个类似于文明发展和地球上生命适应的星球,古气候证据和持续的气候变化表明,二氧化碳需要从目前(2008年)的385 ppm减少到最多350 ppm。”

Bill McKibben,长期的全球变暖活动家,著有自然的终结他发起了一个名为350.org的新的草根气候运动,“确保每个人都知道目标,这样我们的政治领导人就会感受到采取行动的真正压力。”

他承认这有点万福马利亚.上一次二氧化碳浓度下降到350是在1987年。如果我们做不到怎么办?

麦吉本写道:“毫无疑问,人类将在一个非350度的星球上生存,但那些这样做的人将全神贯注于应对地球温度下降带来的无尽意想不到的后果过热的星球但是,这种文明可能不会。”

350. org

吉姆·汉森的网站

欢迎所有评论、问题和意见!

评论

蒂姆2019年10月28日:

这篇文章在很多方面都是错误的,在第四行中,它说全球气温在任何100年的时间里都没有变化超过2摄氏度。这是百分之百的错误和误导。又一篇写得很糟糕的文章来吓唬你。

丹佛MBIRIMI2014年8月4日:

太好了。让我们都做好准备,以祖先给我们带来的负面影响为基础,为保护我们的环境而斗争

riversedge(作家)2012年10月26日,特拉华河谷:

嗨,萝拉,

以下是美国宇航局(美国政府的一部分)从1880年到现在的温度数据:

http://data.giss.nasa.gov/gistemp/tabledata_v3/GLB..。

这是一个基础温度的变化(“异常”)——我会从图表的底部开始,以得到直接的结果,并得到基础温度的估计。

研究很有趣,不是吗?写作最好的部分是……

问候,

Riversedge

萝拉2012年10月26日:

嗨,我是洛拉,我正在为学校做一本行星小册子,我选择了地球。(我爱我的地球!!!!)我想知道温度范围,你能帮我吗?

jscottu2010年9月8日:

我不相信。继续努力证明你的观点……辩论是件好事。但我认为你认为人类是气候变化的主要原因是错误的。

Dr.Mustafa爱尔2010年8月4日:

再次感谢你的有益学习。最好的祝福。

Dr.Mustafa爱尔2010年1月27日:

我们必须好好学习这个主题,并在传递信息之后。

Dr.Mustafa爱尔2009年11月9日:

谢谢你的学习。祝福你。

法国学生2009年6月15日:

你好,我充分意识到当前的气候变化现象与二氧化碳浓度的增加有关(这是第一次由于二氧化碳浓度的增加),但我的问题并不直接涉及这个问题(对不起)。事实上,我想知道为什么,就像你说的,“过去的一万年[…]在温度方面非常稳定”。事实上,这似乎是图表上唯一稳定的时期。你能解释一下吗?

我能再问你一个问题吗?另一个稳定的时期可以在[CO2]图表上观察到,在13万到12万AC之间,我很想知道它是由什么引起的,如果你有任何想法……

非常感谢,希望哥本哈根会议富有成果(不像波兹南…)

法国学生

riversedge(作家)特拉华河谷,2008年7月14日

听起来很有道理。如今,我们在能源上的支出确实增加了——但如果建制派对外国政府有了更多的控制,我还没有注意到。有你吗?

Tillotcroger2008年7月14日,纽约花园城:

嘿,riversedge !你最近怎么样?

我最近读了一本詹姆斯·佩洛夫的书《权力的阴影》。关于外交关系委员会的事我想知道他们换灯泡的政策是什么?如果我理解了这本书,我认为他们希望看到我们在能源上花费尽可能多的钱,这样建制派就能变得更富有,对外国政府有更多的控制权。

riversedge(作家)特拉华河谷,2008年7月14日

下一届美国政府必须把这个问题作为头等大事。但与此同时,换灯泡对我们所有人来说都是一件好事。一位权威人士称其为“也许是全世界减少用电量最快、最简单、最有利可图的方法”。我们既需要政府行动,也需要社会行动。2002年,爱尔兰通过了对每个塑料袋征收33美分的销售税。根据纽约时报(谷歌爱尔兰塑料袋的文章),塑料袋的使用量在几周内下降了94%。塑料袋并没有被禁止,但在社会上却不被接受。我们需要技术,就像即将推出的插件电动汽车一样。查查特斯拉汽车,看看他们的技术(而不是价格)。太棒了! And get everyone to talk up these issues.

desertclan2008年7月14日:

对一个真正令人担忧的问题,可能是人类面临的最重要的问题,进行了精湛而简洁的分析。但很难想象,用这么多钱维持现状会有什么有意义的政治行动。不幸的是,要让各国政府(尤其是美国和中国)采取行动,很可能需要一场真正的末日危机。在个人层面上,越来越多地意识到这个问题及其日益增长的重要性,但却无法真正有意义地影响它,这是令人沮丧的。我试着比以前少开车。我开始改用新的、更节能、更低排放的灯泡。我妻子和我现在都在家工作。不知道还能做什么。我们应该向大众推荐什么,让我们每个人都能为解决方案做出贡献,并产生有意义的影响?期待政府采取行动切合实际吗?我不这么认为。考虑到这一点,个人行动会产生真正的影响吗? I think we all know that the governments of the industrialized countries aren't going to act or make painful changes in any meaninful time frame, so to me the only meaningful direction we can take this is to try to identify things that each of us as individuals can start to do or work toward, and to understand whether that grass roots level participation really has any hope of making a difference.

riversedge(作家)特拉华河谷,2008年7月11日

这正是气候专家担心的问题:我们是否会及时采取行动。这是一个世界性的问题,但我认为,除非美国对其自身的污染采取果断行动并发挥领导作用,否则这个问题不会得到解决。在20年的不作为和8年的否认之后,我们是否有采取果断行动的政治意愿?

stormsailor2008年7月10日:

riversedge写的另一篇发人深省的文章是《河的边缘》;或者“河边的莎草”)。

特别值得关注的是,如果我们什么都不做,或者只是在未来的某个时候将其减少到350,那么目前和不久的将来,超过这一水平的大气将在很长一段时间内保持不变。在某一时刻,一定会发生不可逆转的倒向300万年前的世界。也许这将是自然将人口减少到可持续水平的方式。

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