气候科学中那些悬而未决的迷思
江晓原
如今许多人已经对“全球变暖”这一说法习以为常,似乎这已经是一个客观事实,而据大众媒体上普遍的说法,这个事实是由气候科学家告诉我们的。然而实际情况却是:气候科学和“全球变暖”理论的依据,是有着高度不确定性的。如不放弃关于“客观气候科学”的幻想,许多矛盾就无法解释,许多事情就想不明白。
气候科学研究的数据从何而来?
要理解气候科学和“全球变暖”理论的不确定性,有两条主要路径。第一条路径是关注作为论断依据的数据来源。
要讨论地球是不是在变暖,当然首先要获得历史上地球的温度数据。但是现代的专业气候温度记录,最早也只能追溯到19世纪中叶,而要论证“全球变暖”理论,必须以千年的时间尺度来考察,这才能够证明地球温度在最近数十年中急剧上升,那么在1850年之前的地球温度,我们从何得知?
没有专业数据,就只能依靠间接推测。推测古代地球温度有如下途径:历史文献记录(非专业的)、树木年轮、湖泊沉积物、珊瑚沉积、深海岩芯、孢粉、古土壤、沉积岩等等,但是相对来说最可靠的途径是——冰芯。
冰芯是现代人能够使用的最重要的古气候研究手段。从理论上说,所有在大气中循环的物质,都会随着大气环流而到达冰川上空,并沉降在冰雪表面,最终形成冰芯记录。冰芯中有大量历史信息,比如测定冰芯中各冰层的氧-16和氧-18的比值变化可以确定冰层年代,测定冰芯中氢、氧同位素的比值可以度量当时的气温等多种信息。
尽管比起其他各种间接推测地球历史气温的途径来,冰芯信息量大、保真性好、分辨率高、记录序列可长达数十万年,因而备受青睐。但我们从常识就可知道,冰芯能够提供的历史信息,绝大部分都是间接的、不精确的,分析处理起来仍有巨大的争议空间。
至于其他各种途径,就更不可靠了。例如通常被视为仅次于冰芯的树木年轮,用来推测地球温度就有更大的争议空间。首先选择不同的树木就可以得出大相径庭的结论,同时对不同的树木赋予不同的统计学权重,也很容易构造出符合自己需要的历史气温曲线。
尽管由于缺乏1850年以前地球温度的确切记录,我们只能借助于冰芯、树木年轮等途径间接推测,因此无论是肯定还是否定“全球变暖”理论,其实都无法建立在一个理想的坚实基础之上。但退而求其次,间接途径总比没有途径好,所以接下来的问题是:冰芯中的历史信息能够支持“全球变暖”理论吗?
丹斯加德和奥斯切格1984年发表了《格陵兰岛深层冰芯揭示的北大西洋气候振荡变化》,这被认为是利用冰芯研究历史气候变化的重要文献。他们认为百万年以来,存在着一个主宰着地球气候变化的“1500年周期”,使地球气候处于几乎恒定的周期波动中。
通俗的理解就是:地球温度有自身的变化周期,在这种周期面前,人类的工业碳排放所起的作用很可能是微不足道的。例如,大气中的二氧化碳浓度并不能说明地球近年来的温度变化,1940年后工业碳排放量激增,但地球温度却在下降。事实上,直到1975年,主导当时气候变化研究的主题还是“全球变冷”。
此外“全球变暖”理论的许多论点也都面临争议。比如地球大气中的二氧化碳浓度被视为“全球变暖”的罪魁祸首,但反对派认为这两件事的因果关系被颠倒了——实际上是气温升高导致了二氧化碳浓度的增加。
气候科学研究的结论如何到达公众面前?
《悬而未决:气候变化的事实和迷思》一书为理解气候科学和“全球变暖”理论的不确定性,提供了第二条路径。本书作者史蒂芬·库宁通过对气候科学和“全球变暖”理论中若干重要具体论断的系统考察,深入浅出地向读者展示了当今气候科学的种种不确定性。或者也可以说,本书就是对于“为何至今尚无客观的气候科学”的具体论证。
作者在本书“导言”中就明确表示:“由于相关的气候数据不足,我们很难分辨哪些气候变化是来自人类影响,哪些是未被充分理解的自然变化……简单来说,仅凭我们目前掌握的气候科学知识,尚不足以对地球气候在未来几十年内的变化作出有价值的预测,更不要说借此判断人类活动对气候的影响了。”
“全球变暖”理论的另一个“利器”是在计算机上搞的模型,用这些模型来“预言”气候变化将会造成怎样的全球灾难。但在本书作者这样的理论物理学家眼里,这些模型很多都是不靠谱的,尽管作者只是很含蓄地表示:“我们的模型越来越精致,但它们对未来的描述却变得越来越不确定。”作者还引用了这方面权威专家的一句名言:“所有模型都是错的,但其中有一些有用。”
这本书是学者严谨的判断,作者还对气候科学和“全球变暖”理论的各个利益相关群体的态度和行为逐一给出了简明扼要的描述,对于我们理解这方面的情形颇有帮助。
论战双方的公信力记录
对于论战双方学术公信力的记录优劣,应该成为判断“全球变暖”问题时的另一个思考维度。
对于“全球变暖”理论的坚信者来说,不幸的是,主张“全球变暖”的阵营在学术公信力方面有非常著名的不良记录,这就是“曲棍球杆曲线”造假事件。
为使全球变暖被广大公众接受为一个“科学事实”,迄今为止主要是两方面的努力:首先是诉诸感官印象,主要是展示、报道全球各地气温升高的新闻、画面、视频等等,戈尔的纪录片《难以忽视的真相》就是这方面的集大成之作。但仅仅展示这些并不能否定“地球气温本来就有周期变化”的质疑,所以还需要更有说服力的“科学证据”,这些证据中占有核心地位的是一条名为“曲棍球杆”的著名曲线,戈尔的纪录片中也强调过同样的曲线——描述过去一千年地球的气温变化情况,曲线基本呈水平状,只是时间轴右端的最近几十年明显翘起,状如曲棍球杆。
这条曲线是曼恩在1998年和1999年的两篇论文中公布的,前一篇文章发表在著名的《自然》杂志上。曼恩的文章受到联合国“政府间气候变化专门委员会”(IPCC)的高度重视,很快广泛传播,被数以千计的报告和出版物引用,也被克林顿政府当作全球变暖的科学证据。曼恩本人也随之平步青云,被任命为IPCC有关气候报告的执笔人。
但是这条曲线不久就被两位加拿大学者指控学术造假。例如,曼恩选择北美西海岸山区的狐尾松年轮来描述历史上的气候温度,并赋予它在统计学上站不住脚的权重,使得构造出来的地球历史气温曲线符合自己的需要。这一指控相当严厉,2004年曼恩不得不在《自然》杂志上刊登了一份“更正错误”的声明,不过他辩解说,这些错误“没有影响我们以前公布的结果”。但这项指控引起了美国国会的关注,能源与商业委员会委托当时美国国家科学院应用与理论统计学委员会主席威格曼教授组织专门小组进行调查。2006年威格曼提交了调查报告,结论为:曼恩的研究方法错误,他论文中的分析无法支持他的结论。
至此“曲棍球杆曲线”变成学术丑闻。相比之下,反对“全球变暖”阵营迄今为止并未出现这样的学术丑闻。即使我们选择相信“全球变暖”,主张保护环境,毕竟也不能依靠学术造假来支撑理论。
近年的全球变暖,很可能只是因为现在正处于地球固有的某个温度波动周期的变暖阶段而已。实际上,要肯定“全球变暖”或否定“全球变暖”,双方都没有足够的确切依据。因此各国政府只能根据自己国家的利益,来决定实际政策,并选择对“全球变暖”理论的官方态度——只要在事实上对自己国家有利就行。
责编:闫尚
审核:徐晓敬
1、北国网所有内容的版权均属于作者或页面内声明的版权人。未经北国网的书面许可,任何其他个人或组织均不得以任何形式将北国网的各项资源转载、复制、编辑或发布使用于其他任何场合;不得把其中任何形式的资讯散发给其他方,不可把这些信息在其他的服务器或文档中作镜像复制或保存;不得修改或再使用北国网的任何资源。若有意转载本站信息资料,必需取得北国网书面授权。否则将追究其法律责任。
2、已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:北国网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
3、凡本网注明“来源:XXX(非北国网)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。本网转载其他媒体之稿件,意在为公众提供免费服务。如稿件版权单位或个人不想在本网发布,可与本网联系,本网视情况可立即将其撤除。