作者:张章 来源:中国科学报 发布时间:2014-4-28 12:34:32
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一个气候学“局外人”的“虐心”发现
数据缺失或使全球变暖速度被低估

北极作为全球升温最快的地区之一,气候数据缺失。图片来源:KEVIN COWTAN, HADCRUT4
 
4月初,Kevin Cowtan在与德国波茨坦气候影响研究所(PIK)研究人员交谈时,有一个明确的信息要传达:世界表面温度标准数据集低估了近期的全球变暖问题,并且大肆鼓吹的全球变暖速度下降没有看上去那么快。但是,有人可能会说:与听他演讲的25位科学家和学生不同,Cowtan并不是气候学家,他是英国约克大学的一位蛋白质晶体学家。
 
不过,Cowtan描述了自己和同事最近对全球温度数据集的再分析工作。他们发现,两个最突出的数据集都低估了1997年和2012年的气候变暖速率,预计结果分别是158%和49%。这两个数据集分别由英国团队和美国宇航局(NASA)维护。
 
PIK气候学家Stefan Rahmstorf表示,在相对较短的时间内,就绝对温度升高而言,这不是一个很大的不同。但该结果显示,气候变暖速度放缓,或“中断”没有之前描述的那么明显,他说,修正数据集“应该在很久以前就开始进行”。在一份寄给《科学》杂志的邮件中,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的气候学家指出,该研究工作对气候领域有“重要贡献”。
 
Cowtan和他的搭档、来自加拿大渥太华大学的Robert Way通过使用气候科学倡导网站SkepticalScience.com研究了相关问题。他们发现研究人员数年来一直在努力解释为何全球温度数据集显示出不同的变暖速率,并且比许多气候模型预测的要低。英国和NASA的数据集,以及NOAA和加州伯克利的科学家维护的其他数据集主要依赖全世界数千座气象站的资料,以及卫星的海洋温度观测数据。
 
然而,南极洲、非洲和更为关键的北极洲气象站网络存在缺失。卫星数据、气候模型和海冰收缩均显示北极地区是全球气候变暖最快的地区之一。各种数据集利用不同的方式应对这些缺口。英国名为HadCRUT的数据集在运算全球平均气温趋势时忽略了这些数据缺失地区;而NASA使用它们的优势数据推测这些地区的温度。这两个数据集之前就警告称,覆盖范围稀少可能导致全球变暖被低估。
 
Cowtan和Way打算着手量化这些低估程度。他们使用了一个新方法填补了缺失的温度。该方法将一种名为克里格法的方法与缺失地区的卫星数据相结合。克里格法能通过检测附近气象站的数据计算缺失数据。然后,他们将自己的插值法技术与NASA及Hadley方法进行了比较,系统地移除已知数据,并使用3种技术中的每一种技术重建数据集。Cowtan表示,他和Way的方法被证明最可靠,并且来自北极浮标和3种气候模型的数据都支持它。
 
重点是什么?气候变暖速度减缓的程度是之前预测的一半。“当填上这些空白后,你会发现近年来温度在上升,并且在1998年前后出现下降。”Cowtan告诉波茨坦的气候学家。在科学家观测最少的地区变暖程度最高,这强化了变暖速度下降的感知程度。
 
Cowtan和Way的模型首次引人注目是在2013年11月,当时他们有关HadCRUT的模型首次在《皇家气象学会季度期刊》上在线发表。在波茨坦,Cowtan跟大家分享了一个未经发表的结论,该结论指出数据平滑算法可能调低NOAA北极气象站提供给NASA的气温测量结果。
 
NOAA表示正在建设新气象站,以应对北极数据缺失。与英国气象局共同运营HadCRUT的东安格利亚大学Philip Jones表示,HadCRUT也在计划建设新站。
 
Cowtan在PIK的演讲,以及前一天在波茨坦气温纪录大会上的评论,是他首次在气候研究人员面前发表演说。他把自己对气候的古怪兴趣归因于“解决计算难题的痴迷”。他和Way利用晚上和周末时间进行研究,并将其从SkepticalScience.com读者那里得到的3000美元用于支付论文出版费用。
 
“该领域的局外人提供了如此有用的贡献十分感人。”PIK大气学家Dim Coumou说。Cowtan对这些肯定表示了感谢,但是改善数据集才是最重要的:“我开始这项工作的原因是希望能解决问题。”(张章)
 
《中国科学报》 (2014-04-28 第3版 国际)
 
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