丹·尼科爾斯當時正在收起一張滿載阿拉斯加晚季鮭魚洄游成果的刺網,這時一個重物從網裡掉了出來,然後滑到了他的船頭。“我知道那是尾巴,”他說。這位蓄著鬍鬚的資深漁民感到驚訝,他停下從網中揀出鮭魚的動作,走近了這個不常出現的海中生物。“我不得不停下我正在做的事情。”
尼科爾斯從他在南加州和夏威夷溫暖水域捕魚的經歷中認出了船底的鰹魚。他的這種來自熱帶水域的魚,加入到越來越多的當地特有野生動物出現在最近流經西海岸的異常溫暖水域的例子中:一隻綠海龜——這種經常光顧赤道環礁的古老生物——在北加州海岸被漁民 意外捕獲。一條翻車魚 被發現 在威廉王子灣附近,那裡位於其 典型活動範圍以北數百英里。
是什麼導致水域變暖?人們很容易歸咎於全球變暖。自1900年以來,太平洋西北部的海面和附近沿海地區的氣溫升高了1°F或2°F。今年九月,水溫甚至比 平均水平高出5°F。但華盛頓大學和美國國家海洋和大氣管理局合作專案—— 大氣與海洋聯合研究所週一釋出的一項研究指出,氣候學上,大部分變化的罪魁禍首另有其人。
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新的分析表明,太平洋西北部以及延伸至夏威夷和阿拉斯加的沿海地區,一個多世紀以來的變暖,是自然變率的偶然結果;是強大的海洋和大氣週期盛衰的後果。該論文的研究人員, 在《美國國家科學院院刊》線上發表,表示人為溫室氣體汙染可能開始對區域氣溫產生影響。可能已經在產生了影響。但是,他們得出的結論是,在1900年至2012年期間,與世界最大海洋狂野的風和水的強烈自然波動相比,人類改變溫度的影響顯得蒼白無力。
論文的兩位合著者之一,氣候學家詹姆斯·約翰斯頓說:“這是一個令人震驚的結果。”
研究發現,在研究的112年中,風、氣壓和洋流的自然變化是觀測到的變暖現象中超過80%的原因。這些發現可能有助於科學家改進對氣候變化在西部各州的影響預測,這些州容易受到 乾旱、 洪水和嚴重的 野火的影響。
約翰斯頓說:“一個世紀之久的變暖趨勢的出現立即暗示著一些人為影響。這項研究表明,在特定時期內,可能還有其他導致變暖甚至變冷趨勢的原因。”
華盛頓大學大氣科學教授 克利福德·馬斯將這篇論文描述為“極其重要”。
馬斯說:“西海岸的變暖非常溫和。那裡的變暖幾乎完全是由於環流的變化,而不是人為強迫造成的。”
但是,“這並不是說全球變暖是無稽之談,”他補充道。隨著溫室氣體水平持續上升,馬斯預計人類的溫室氣體汙染將在調節該地區的氣候方面發揮越來越大的作用。
他告訴氣候中心:“在某些地方,與人為訊號相比,自然變率非常大。但這在50或100年後不一定仍然如此。人為訊號會隨著時間推移而放大。”
西海岸沿岸的海面溫度對附近陸地天氣有很大影響,影響氣溫,並且與每日霧覆蓋密切相關。這些海面溫度受風的影響。當風力強勁時,它們會在水面上翻騰,從海洋深處吸取冷水。它們還塑造了洋流,可以將水在極地和熱帶氣候之間轉移。風會影響蒸發率,蒸發可以像出汗可以冷卻皮膚一樣冷卻海洋,從而影響天空和海洋之間熱量的轉移量。
這些海洋風又受到自然週期變化的影響,這些變化表現在海洋表面及其上方直接發生的變化。最有影響力的週期是 厄爾尼諾 南方濤動和 太平洋年代際濤動,這是一個強大的週期,通常需要20到30年才能在其暖期和冷期之間切換。
雖然馬斯沒有參與這項新研究,但 他之前的研究 就太平洋海洋週期對喀斯喀特山脈年積雪量變化的強烈影響得出了類似的結論。其他研究已將這些海洋週期與自20世紀40年代以來加利福尼亞 更早的融雪和更溫暖的冬季,以及自20世紀初以來加利福尼亞 沿海霧的減少聯絡起來。
新的研究建立在之前的發現之上。新發表的論文的另一位作者,現任美國國家海洋和大氣管理局漁業科學家的 內特·曼圖亞說:“這是一項旨在努力改進我們對東太平洋和西海岸各州氣候原因或趨勢和變化的理解的工作。”曼圖亞和約翰斯頓將自1900年以來的海面溫度與海平面氣壓觀測值進行了比較,海平面氣壓觀測值可以用作風速測量的替代指標。
這兩位研究人員報告說,他們發現海平面氣壓或風速與海面溫度之間存在“強烈的”相關性。他們發現有證據表明,大氣壓力場的變化早於海洋溫度變化幾個月。
他們寫道,他們對海平面氣壓、海面溫度和陸地氣溫的比較,為海洋週期變化“從每月到世紀時間尺度”對溫度的“強烈”調節提供了“一致的證據”。
這些海洋週期是否會因為 溫室氣體汙染,或其他可能導致氣候變化的現象而發生變化?研究人員不這麼認為。他們使用氣候模型來測試,觀測到的海平面氣壓變化是否可以用 火山爆發、 太陽強度變化以及 溫室氣體和其他形式的 空氣汙染的影響來解釋。“在31次模擬中,沒有一次模擬的結果與在北太平洋變化中觀察到的情況相似,”曼圖亞說。
愛達荷大學地理系副教授 約翰·阿巴佐格魯並不完全認同這項新發現。“如果這些環流趨勢是合理的,那就需要我們更好地理解驅動它們的潛在過程,”他說。“我認為這是一個非常有趣的研究領域,需要我們回顧古氣候記錄。”
阿巴佐格魯與他人合著的研究, 於今年在《氣候雜誌》上發表,得出了不同的結論。阿巴佐格魯和兩位俄勒岡州立大學的科學家將俄勒岡州、華盛頓州、愛達荷州以及蒙大拿州和懷俄明州西部地區的天氣觀測結果與 氣候資料 進行了比較。他們得出的結論是,自1900年以來,溫室氣體是區域變暖的“主要貢獻者”。
阿巴佐格魯警告說,新研究中使用的一些較早的氣壓資料可能包含錯誤,特別是1940年代之前的資料。他還說,考慮到“高質量資料”僅存在於太平洋年代際濤動(PDO)不到兩個完整濤動週期中,因此很難將太平洋年代際濤動的影響納入任何氣候研究中。
他說:“在討論美國西部地區的氣候變化,無論是人為的還是自然的,當把太平洋年代際濤動也考慮進來時,情況可能會變得複雜。”
如果新發現站得住腳,那麼丹·尼科爾斯那次值得漁民津津樂道的金槍魚捕獲,至少在本世紀上半葉可能仍然是一個奇怪的異常現象。結果表明,異常溫暖的水域將鰹魚帶到北方,在那裡它誤入了為喜冷水鮭魚準備的刺網,這可能在很大程度上可以用自然變率來解釋。
曼圖亞說:“我不認為人為氣候變化在其中起著重要作用。2013年和2014年東北太平洋的變暖是由於持續的風和天氣模式造成的。一旦這些風模式瓦解,異常溫暖的海面溫度就會消退。”
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本文經 氣候中心 許可轉載。本文首次發表於 2014 年 9 月 22 日。