在科学界,气候变化的原因已被研究了数十年。随着无数的研究结果出炉,科学界逐渐形成共识:自工业革命以来,人类的活动无疑对大气、海洋和陆地的变暖产生了重要影响。这一共识得到了全球约200个科学组织的支持。当今气候变化的科学原理是温室效应,这意味着温室气体可以让阳光穿透大气,进而加热地球,但又会捕获部分从地球表面辐射出的热量。
随着工业革命以来,大量的二氧化碳和甲烷等温室气体被释放到大气中。自然现象如火山喷发和太阳辐射的变化也是影响气候的因素之一,但有关当前气候变化的科学证据充分表明,人类活动是主要驱动力。
在气候系统中,某些温室气体的浓度增加能够显著影响地球的辐射强迫,进而导致全球变暖。
温室气体的陡增不仅来自化石燃料的燃烧,还包括土地利用变化及其他如氧化亚氮的排放。这些气体的集中与气候的暖化之间的关系是对数关系,随着浓度的增加,额外增加的温室气体所带来的暖化效果每次都会略有减少。然而,二氧化碳的浓度近年来始终在高位,这使得它们的暖化效应依然相当强烈。
作为温室效应的一部分,水蒸气的浓度和地球的反射率(Albedo)会随着浓度变化而改变,进一步加剧了气候变化的影响。
当更多的二氧化碳被排放到大气中,碳汇的吸收比例随之减少。由于快速气候变化的反馈机制,温室气体的暖化效果得到了加强。这种现象使得人类每排放一单位的二氧化碳所带来的升温,比以往更为显著。人类活动排放的二氧化碳的部分暖化效果早已被硫氧化物的排放所掩盖,这些硫氧化物会形成气溶胶,导致冷却效果。但随着全球对酸雨和空气污染的治理,这种掩盖效应逐渐减弱。
外部强迫因素指的是施加在气候系统上的外部影响。这包括自然现象如火山喷发和太阳辐射的变化,人类活动所引起的强迫则主要是改变地球大气的组成。辐射强迫是测量这些因素如何影响地球的能量平衡的一种指标。正辐射强迫将导致地表的升温,进而影响气候系统的发展。
气候反馈的作用可以增强或减弱气候对外部强迫的反应,这种反馈机制往往是气候系统运行的核心。
目前科学家们已经识别出多种气候反馈机制,其中最主要的是水蒸气反馈和冰-反射率(Albedo)反馈。随着空气变暖,其水蒸气含量也会增加,而水蒸气又是一种强效的温室气体,进一步助长了暖化的过程。
自工业革命以来,二氧化碳浓度的增加绝大部分源自于燃烧化石燃料以及土地利用的改变。根据报告显示,截至2019年,二氧化碳和甲烷的浓度分别上升了约48%和160%。这些增长不仅使全球平均温度上升,还引发了一系列连锁反应,进一步加速了气候变化的步伐。
据估计,人类导致的表面气温变暖范围在2010至2019年间相比于1850至1900年间的变化,约为0.8°C到1.3°C之间。
此外,水域和陆地的碳汇系统也在不断变化,过往的森林和健康的生态系统对二氧化碳的吸收速度降低,这也助长了全球暖化的不利局势。这些变化对自然生态系统的影响是显而易见的,尤其是在天气模式和生物群落方面。
总之,气候反馈机制的运作使得全球暖化问题愈加复杂,有效的减少温室气体排放的措施刻不容缓。我们面对的不仅是气候问题,更是一场牵动所有生命的全球挑战。思考一下,作为个体我们能够采取何种具体行动,以减缓这一不利趋势的发展?