「明天過後」是否雪過天晴？
南極冰心的古氣候記錄顯示，我們還可以暖和1萬6000年！
撰文╱陳明德
極地冰棚融化、冰川縮退、海冰覆蓋的面積越來越小，地球暖化的事實已不容忽視。
今夏賣座的災難電影「明天過後」，精彩而具體地描述了由於全球暖化導致北極冰棚融化（可參見《科學人》2003年11月號），而引起地球氣候一連串的急劇變化。這部好萊塢電影除了再次帶給社會大眾歎為觀止的特效震撼與娛樂之外，也在我們腦海中激起陣陣漣漪：這可能會發生嗎？到底科學家怎麼看待這樣的警訊呢？從整部電影中一直出現的「北大西洋流」、「冰期」、「氣候模式」等科學名詞看來，這部電影多少應該有些科學根據吧！我們對地球進入冰期所可能帶來的災害，應該是睜一隻眼閉一隻眼，還是應該即刻採取對策？請聽聽氣候學者的分析與建議。
氣候（climate）是天氣（weather）的長期平均態。氣候學者研究的是地球長期的氣候變化記錄，並從龐大的資料中設法掌握所蘊含的訊息與意義。氣候學者關心的問題是，究竟哪些因素控制了地球為期一年以上的氣候起伏與振盪型式，因此長期的氣候觀測記錄，對於氣候研究而言是不可或缺的。氣候學者從分析南北極冰心與海洋沉積物岩心，已經掌握相當的證據，顯示地球在最近80萬年經歷了約20幾次大小不一的冰期與間冰期。這些冰期與間冰期交互轉變的時間約為2~10萬年，從許多嚴格的統計與氣候模式分析來看，這種氣候的起伏應是太陽與地球的軌道週期變化所致，氣候學者因而稱之為「軌道力週期氣候變化」。
今年6月10日出版的《自然》，登載了由歐洲團隊所主導的「歐洲南極冰心鑽探計畫」（EPICA, European Project for Ice Coring in Antarctica）的最新成果，完整呈現了地球最近74萬年、主要由軌道力所驅動的氣候變化史。冰心記錄中可分析出大氣溫度與溫室氣體濃度等資料，是了解全球氣候變化極為重要的依據。最重要的是，這支冰心是第一次成功鑽過堆積在極區大陸冰川終止第五期（Glacial Termination V，約43萬年前）的記錄，這段時間相當於海洋沉積物岩心記錄上，氧同位素第12階進入到第11階（約40萬年前）的位置；換句話說，這支冰心提供氣候學家首次有機會研究這塊對氣候變化敏感的極區，在氧同位素第11階的氣候起伏與振盪型式。
氧同位素第11階在氣候學上有什麼重要性呢？氧同位素第11階的氣候相當於我們現代所處狀況的間冰期，但特別的是，驅動氧同位素第11階氣候的軌道力週期變化的背景條件，與現代狀況幾乎完全一致。EPICA研究團隊也發現，當時的大氣溫室氣體濃度與我們工業化前的狀況相當，因此我們可以利用氧同位素第11階的氣候變化歷程，來推測現代氣候在未來的走向與趨勢。這樣的推測當然要假定地球氣候與軌道力週期變化的密切性，並忽略快速氣候振盪的可能性，以及人為造成的種種干擾（例如溫室氣體、氣溶膠）。
從這支新發表的冰心記錄研究可看出，氧同位素第11階的溫暖氣候大約維持了近2萬8000年之久，無論從記錄中的大氣溫度與溫室氣體濃度等背景值來看，這樣的宜人氣候與現代氣候狀況並無二致。若以這樣的證據推論之，我們所處的現代氣候，由於相同的軌道力週期變化背景條件，也應該可以維持這樣長的時間。古氣候資料顯示，地球上一次冰期結束的時間距今約為1萬2000年，所以我們現代的溫暖氣候與生態環境，應該還可以持續約1萬6000年，可說是相當長的了。
簡單來說，地球氣候就短期而言並無自然的營力作用或背景條件驅使走向冰期，像電影「明天過後」所描述的氣候急速轉冷，美洲北部全面冰封的情景，應不至於在我們可見的未來發生。然而這樣的樂觀看法，仍包含兩個不確定的變數：首先是在氣候系統內部，具有以百年至千年為時間尺度的快速氣候振盪的自然慣性；其次則是人為干擾所產生的氣候回饋效應。如電影「明天過後」的描述，北極冰棚融化後，由於北大西洋海水鹽度降低造成全球「大溫鹽循環」（thermohaline circulation）停止，海洋從低緯到高緯的熱傳輸能力降低，使地球進入冰期狀態。在古氣候記錄中，的確有相當證據顯示曾經發生過這樣快速的振盪事件。我們正在努力分析資料以釐清這種事件為何會發生，但在還沒有了解完整的機制以前，氣候學者的研究將一直面臨高度的挑戰。
【本文轉載自科學人2004年7月號】
來自
http://sa.ylib.com/news/newss...No=482&CL=32
