作者:张章 来源:中国科学报 发布时间:2014-4-23 10:48:23
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北极圈研究引选边站 气候学家角力科学急流

 
Jennifer Francis认为北极融冰与极端气候变化有关,面对铺天盖地的质疑,这位气候学家正在捍卫自己的假说。
 

图片来源:《科学》
 
去年9月,40位气候专家挤在一间小会议室里,所有的眼睛都注视着一位名叫Jennifer Francis的大气学家。3年前,Francis提出,被加热的北极圈正通过改变北极急流的方式而改变中纬度地区的气候模型。北极急流是一种急速的空气流,蜿蜒于世界之巅。
 
这一观点将气候变化与天气联系在一起,它引起了媒体、公众和政策制定者的共鸣。但是,Francis明白,她的一些同事对该观点存在深切怀疑,并被她的简要描述所激怒。有时,Francis也会感到焦虑,并会在黎明前醒来。不过这次并非如此,尽管美国国家科学院召集专家小组对她的假说进行仔细审查,但Francis说,“我并不紧张,我已经为挫败作好了准备。”
 
就在她展示一个简单的数据前,一位名叫Martin Hoerling的科学家提出了质疑。“我将用另一个数据来回答。”Francis平静地回应道。两分钟后,Hoerling再次打断了她,称一个数据是“武断的”。
 
Francis提呈一连串有序事件作为其假说的证据。“我质疑了该链条的每个连接点。”国家海洋和大气管理局(NOAA)地球系统研究实验室大气动力学家Hoerling回应道。最终,该研讨会的组织者不得不进行干预。罗格斯大学气候学家David Robinson开玩笑道,没有问题了,“论文答辩继续”。
 
稍后,一些参加者赞扬了Francis的表现。“Hoerling攻击性的打断行为是不正常的。”美国宇航局(NASA)戈达德太空飞行中心北极学家Walt Meier说,“但她表现得非常好,十分优雅。”不过,Hoerling坚持,“她并没有说服力,这个假说差不多溺死水中。”
 
逆风飞行
 
自2011年Francis首次提出其假设开始,她的同事间就出现了分化。“你站哪一边?”北卡罗来纳州立大学大气动力学家Walter Robinson说。
 
如果变暖的北极圈已经影响中纬度地区的天气,那么气候变化“不再是遥远的事情,并正在影响北极熊”。Meier说。实际上,气候变化是一种日常的真实存在,影响着数十亿人口,并且是致力于评估和降低相关风险的政策制定者面临的挑战。
 
但对于Francis的诸多批评者而言,她的观点并不成熟,而是美国异常天气及其外向型和坚持不懈风格的产物。Hoerling认为Francis在操纵“一个运动”。而Francis回应道,“我不能阻止媒体和公众对我的研究感兴趣。”她表示,“通常,一个假设经受了考验,且结论是坚实的,然后它会变成新闻。”Francis的合作者、威斯康星大学气候建模专家Stephen Vavrus也提到,“Jennifer和我被迫进入了令人不舒服的防守位置。”
 
寻找逆境是Francis性格的一部分。上世纪80年代,Francis是一名大三学生,她与未婚夫驾船环游世界,在5年里游历了约10万公里。他们使用六分仪航行,并绘制了一幅粗糙的气象图。这段经历让他们迅速成熟起来。
 
而在北极圈的经历深深影响了现年56岁的Francis。“我爱上了那里天空中的亮光。”她说。回到学校后,Francis转修气象学。之后,作为罗格斯大学的研究教授,她出版了颇受重视的北极气候分析。
 
第二次环球旅行开始于2009年,这激发了所谓的Francis假设。(这次的船员包括她12岁的儿子和14岁的女儿。)Francis开始研究气候变化如何影响北极地区。“我也开始考虑北极在多大程度上影响该系统。”她说。
 
她注意到,北极地区升温速度比中纬度地区快,这是所谓的北极放大现象——在过去20年里,这里比全球其他地区升温高出2摄氏度。而这种放大现象是否正改变极地急流行为,并带来全球影响?
 
面对指责
 
在前人工作的基础上,Francis和Vavrus开始研究急流蜿蜒的振幅,或其波峰的南北偏移程度。综合大气数据,他们发现在过去30年中,随着北极圈变暖,秋季和冬季的振幅增加了大约150公里。而脊线趋于向远离北极的方向伸展,而槽线受影响较小。但总体而言急流似乎更弯曲。结果是:各种气候条件将会持续。Francis相信最终的结果是更缓慢的运动,而更持久的天气也会更极端。
 
结果宣布后,Francis说,“我受到了攻击”。但2012年3月Francis和Vavrus将成果正式刊登于《地球物理研究通讯》(GRL)。当时,美国气温再次飙升,《纽约时报》头条刊登了“离奇热波”和随后的凛冽寒流。Francis是首位被引用的科学家。“真正的问题不在于海冰损失是否影响大规模大气循环。”她说,“问题在于如何能不这样。”
 
“之后,我的生活发生了改变。”Francis说。在GRL论文出版之前,她只花1/4的时间用于外联和通讯,但之后这部分时间占的比例上升到80%。自2011年起,媒体提名和演讲次数多达150次,她是一位讲话清晰的科学家,谈论议题也是大家都关注的“天气”。
 
在Francis成为媒体焦点的同时,反对意见也在稳步增多。2011年初,她和Vavrus向国家科学基金会(NSF)气候动力学部门递交了分析该现象数据和模型的报告。建议得到了积极的点评,但是一年后,评审意见变得糟糕,Francis说,“那时我们知道遇到了强烈反对”。
 
最严厉的批评来自大气动力学研究者。国家大气研究中心动力学家Kevin Trenberth指出,鉴于北极对地球大气能量流动的影响相对弱小,认为它可以改变激流“是错误的”。他提到,更可能的罪魁祸首是由热带地区驱动的自然变化,这一地区获得的太阳能最多。
 
未雨绸缪
 
科学家可能在争论美国东部1月春寒期的产生原因,这也使更多人关注Francis的假设。1月,Francis在家中回复如雪片般纷纷而来的邮件,其中一封的地址出人意料。“我对你的工作很感兴趣。”白宫科学顾问John Holdren写道。
 
“我从椅子上跌下来,之后才能再次呼吸。”Francis回想到。Holdren希望能更多了解她的研究,也包括未出版的研究。“我为一个很聪明的总统工作,我不能给他无法完全解释的记录。”
 
同一天,Holdren出现在YouTube视频上,表示自己支持Francis的假设。“可能继续会有争论。但我认为我们预计会看到中纬度地区更多的极端寒冷模式。”但华盛顿大学动力学家John Wallace看到视频时非常震惊。他迅速召集同事撰写了评论。“通常我没有时间给媒体写信。”他说。这篇文章提到,Francis的假设应该有“公平申诉的机会”,但“使其处于全球变暖公众话语核心位置是不适当的”。
 
“真的很受伤。”Francis说,但“媒体上的论断实际刺激一些人认识到气候变化正在发生”。康奈尔大学海洋学家Charles Greene对此表示赞同,“当我们看到一些事情在发生时,我们要将它展现给公众。”Francis热情地接下了这个任务,耐心地回答媒体提问,排练自己的演讲。
 
Francis也赞同一些科学观点。在有人发表分析质疑其观点后,Francis也抛弃了其假设的部分观点。她预言,“在未来几年内,随着北极放大现象的继续,我们会有足够的数据证明我们是否正确。”同时,她也能更从容地面对质疑,“我的脸皮更厚了。”她说。
 
在近日召开的气象学会议上,她提到,弯曲急流将在未来控制更多的大西洋飓风向西。这一观点引发激烈争论。而她的反应是,“这是件有趣的事,人们在气愤地质疑。或许承受更高的风险能让我更有自信。”(张章)
 
《中国科学报》 (2014-04-23 第3版 国际)
 
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