在全球变暖的时候，这片地区竟一直在变冷

多年来，气候模型一直预测，随着温室气体排放量增加，海水将会变暖。这些预测结果在大多数情况下是正确的。但在太平洋的一片海域，情况恰恰相反。从厄瓜多尔海岸向西，有一片延伸数千公里的狭长水域，像一条长长的舌头，这里的海水在过去30年间一直在变冷。为什么东太平洋这片海域的水温与科学家的预测相悖？欢迎来到“冷舌”的神秘世界。

这不仅仅是一个学术难题。来自科罗拉多大学博尔德分校的佩德罗·迪内齐奥（Pedro DiNezio）把“气候科学中最重要的未解问题”。问题是，我们不知道这种变冷现象为什么会发生的话，就无法得知它何时会停止，也不知道它会不会突然反转为变暖现象。这会带来全球性的影响。在未来，这条“冷舌”的状况可能决定加州是否会遭遇持续性干旱，澳大利亚是否会困于更致命的野火。它还会影响印度季风的强度，以及非洲之角（Horn of Africa，东非的一个半岛）发生饥荒的可能性。它甚至可以通过调整地球大气层对温室气体排放量增加的敏感程度，来改变全球气候变化的剧烈程度。

鉴于以上种种，我们也就不难理解，为什么科学家越来越迫切地想要解开“冷舌”的谜题。它像一部精彩绝伦的推理小说那样，充满了相互竞争的理论。我们还没有完全解开这个谜，但光是承认它的存在，就有助于我们为将来的气候变化做好准备。通过破解“冷舌”的谜案，人类将会揭开未来气候的最终细节。

太平洋是隐藏秘密的完美场地。它是地球上最大最深的海洋，面积甚至超过了全球陆地面积的总和。随着大气层中的温室气体不断增加，太平洋会作何反应？解答这个问题是一项巨大的挑战。这很大程度上是因为热带太平洋地区的气候中存在巨大的自然变化，那些变化又影响着全球各地的天气情况。

太平洋正在变冷

比如，每过大概3-5年，太平洋就会从拉尼娜现象（即赤道附近的海面水温异常偏低）转为厄尔尼诺现象（即这些区域水温异常偏高）。这样的循环被称为厄尔尼诺-南方涛动（El Niño-Southern Oscillation，ENSO），是由吹过太平洋的风场变化以及海水在较冷的深海与较暖的海面之间流动引起的。

另外，还有太平洋年代际涛动（Pacific Decadal Oscillation，PDO），又称太平洋十年涛动，这种现象出现的原因还不清楚，它造成的影响与上面提到的ENSO很像，只不过PDO的周期通常在20-30年。科学家很难从中总结出长期的变化趋势。因此，在上世纪90年代，科学家最初次发现“冷舌”时，认为它是那片水域的一种极端却自然的变化。

哥伦比亚大学的理查德·西格（Richard Seger）是最早挑战这个观点的人之一。1997年，西格与人合著的一篇论文，警告称赤道太平洋正在变冷，这是气候模型中没有看到的趋势。从那以后，海面温度数据证实了他的猜测。美洲附近的东太平洋海域，平均温度一直比靠近亚洲的西太平洋低5°C-6°C，但在1980年-2019年之间，这个温差扩大了0.5°C左右。

误导人的气候模型

如今，越来越多的科学家和西格产生了同样的怀疑，认为冷舌可能无法用自然变化来解释。如果现有的气候模型解释不了“冷舌”现象，这些模型就可能严重地误导人们。美国国家大气研究中心的艾拉·辛普森（Isla Simpson）说：“有一些事情需要担心，我们得弄清楚这些事情到底是什么。”

这个问题真的非常重要，因为它将对我们预测未来的气候产生巨大的影响。西太平洋变暖的海水和东部变冷的海水，会使东太平洋的大片水域上方出现更多的低层云（low-lying clouds）。华盛顿大学的大卫·巴蒂斯蒂（David Battisti）说：“密集的云层越多，反射的阳光就越多。”这意味着，进入大气层并被温室气体留住的热量会减少。换句话说，东太平洋的变冷，会让全球变暖的速度放缓。

如果按照这种趋势走下去，“冷舌”可能会使气候模型预估的全球变暖水平降低30%。这相当于，到本世纪末全球平均气温上升1.3°C与上升1.9°C之间的差异。关键是，这两种情况下进入大气层的温室气体量是相同的，而这也代表着气候的基本状态将更接近拉尼娜现象，非洲之角和美国西南部发生干旱的风险将会增加。

如果是另一种情况呢？要是气候模型没错、东太平洋变暖，那么全球变暖的速度会更快，并且会产生不同的区域影响。气候的基本状态将更像厄尔尼诺现象，加剧珊瑚礁白化，让亚马逊地区变得更热、更干燥，给澳大利亚和印度尼西亚带来更多的干旱，在季风减弱时印度可能发生致命的热浪。与此同时，美洲部分地区将经历更多的风暴，暴雨可在秘鲁和厄瓜多尔等国引发毁灭性的洪水和山体滑坡。

图片来源：Burkhard Mücke via Wikimedia Commons，CC BY-SA 4.0

二者之中，我们究竟应该为哪一个未来做好准备？夏威夷大学的马尔特·斯图克（Malte Stuecker）表示，如果东太平洋的降温持续下去，它将“对区域的气候预测产生重大影响”。然而，当前政策制定者、城市规划者和工业界的领袖们倾向于根据东太平洋变暖的模型来预测气候变化。

要预测下一步会发生什么，我们首先需要了解现在正在发生的事情。这就是为什么在气候科学界中，一些最优秀的人正在竞相研究为何现实世界的观测结果与他们的气候模型如此不一致。其中不乏相互抵触的理论。

冰川融化

一些人认为答案可能就在南极周围寒冷的南大洋中。与东太平洋一样，这些水域是近几十年来为数不多的海面温度下降的地方之一。一个可能的驱动因素是随着全球气温上升，南极冰川融化。另一种可能性是，臭氧消耗和温室气体排放量的增加正在加强该地区的风力，进而加强冷空气从南极洲向南大洋表面的流动。巴蒂斯蒂和其他一些科学家推测，无论是什么原因导致了那里的降温，都会让热带太平洋产生连锁反应。气候模型的计算中有时并不会考虑到南极冰川融水，不容易正确反映南大洋海水温度、风力和洋流的变化。然而，哥伦比亚大学的董玥（Yue Dong）已经证明，当这些错误得到纠正时，气候模型确实开始显示热带太平洋的降温了。这项工作表明，“已有的全球气候模型可能高估了不久的将来的变暖情况”。

对“冷舌”的另一种可能解释是，气候变化正在改变太平洋的风力和上升流（即较冷的海水从深海上升到海面的过程）。如前所述，西太平洋自然情况下比东太平洋温暖。这在一定程度上要归功于东太平洋冷水的上升，使那里的海面温度保持较低。随着气候变化的进展，这种差异被放大了。耶鲁大学的阿列克谢·费多罗夫（Alexey Fedorov）说：“当二氧化碳浓度增加时，来自阳光的辐射效应在西边更有效，因为没有从深海上来的冷水来调节。”随着西太平洋上空的暖空气膨胀、上升，一些更重更冷的空气会涌入并取而代之，因此信风从东向西吹得更强烈。这又加剧了东太平洋冷水的上升，促进了该区域的降温。但这种效应很少被考虑在内。费多罗夫表示，气候模型中有一些长期存在的偏差（biases），使它们无法完全容纳这种机制。

最有可能的是，这些机制组合在一起，共同起作用——自然变化或许也是一个促进因素。为了解开“冷舌”这个谜团，我们需要更聪明的气候模型，以更好地模拟从云层到洋流、风和冰川融化的一切情况。

迪内齐奥正在开创性地使用超级计算机来制造新一代模型。早期实验中，模型已经给出了不错的结果，在太平洋产生了与实际更接近的温度趋势。但是运行这些模型是非常昂贵且耗能的，并且对超级计算机的访问机会是有限的，因为需求量非常大。

当然，就算找到原有气候模型出错的地方，这也只是揭开“冷舌”之谜的第一步。我们最终想知道的是，这种变冷趋势是暂时性的还是永久性的。

一些研究人员认为，从长期来看，原本的气候模型将被证明是正确的——一些基本物理学原理显示，大量温室气体排放到大气层后，东太平洋最终将“逆转”回变暖的趋势。至于这种可能的逆转将在何时发生，就是另一回事了：有人说可能是在20年后，另一些人则认为需要约100年。韩国蔚山国家科学技术研究所的莎拉·姜（Sarah Kang）说：“在遥远的未来，将有更多机制表明地球会出现类似厄尔尼诺现象的变暖。”

如果逆转真的发生，我们需要知道这将如何影响整个全球变暖趋势。目前的厄尔尼诺现象可能在今年晚些时候达到顶峰，也为探讨这个问题提供了一个机会。太平洋的这一次变暖，也是厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）中的一个阶段，气候科学家将密切关注其上方云层发生的地理性变化。斯图克（Stuecker）是今年成立的一个“冷舌”研究国际小组的成员，他说：“我们可以观察云层对厄尔尼诺现象做出的反应，了解那些长期变化对云层的影响。”反过来，这将告诉研究人员更多关于太平洋云层覆盖情况与大气变暖预期水平之间的联系。

东太平洋在变暖趋势上的任何转变都可能造成全球性的破坏，特别是在人类没有预料到的情况下。从水安全到农业等方方面面的气候应对计划，都可能在一夜之间变成过时的计划，让各国陷于重建基础设施和重建经济的慌乱中。苏黎世瑞士联邦理工学院的罗伯特·威尔斯（Robert Wills）说：“如果我们没有能力预测这种情况何时会发生，那么我们将在毫无准备的情况下，束手无策地面对区域气候影响的巨大变化。”

尽管如此，解开“冷舌”之谜也不是要证明现有的气候模型是错的。从全球平均地表温度到北极冰层融化，在一些重大问题上，气候模型的预测都非常准确。当它们警告说我们将面临一个更热、更狂暴的未来时，我们可以相信它们是正确的。只是，“冷舌”就像是拼图的最后一大块。把它拼到气候模型中，我们就可以更准确地了解在一个全球变暖的世界中，生活将如何变化 ，以及如何为未来做好最佳准备。

原文链接：

https://www.newscientist.com/article/mg25934500-100-something-strange-is-happening-in-the-pacific-and-we-must-find-out-why/