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北大西洋的調查與研究工作揭示出:隨著地表平均溫度和大氣CO2濃度的上升,北大西洋吸納大氣CO2的能力正在持續下降[1-4];部分陸地區域的碳匯能力變弱[5-7]。一些模型計算也表明地球當前已知碳儲庫的碳匯持續下降[2, 8],但人類碳排放還在快速增加,這導致了當前大氣CO2濃度的快速上升。當前IPCC等主流觀點將這些觀點、認識無限外延,認為人類巨量碳排放難以被地球所吸收,未來大氣CO2濃度將因此無限、快速上升,溫室效應大幅增強,並進一步推論出:未來高濃度的大氣CO2將產生難以預測的、不可逆的災難性後果[1-4,8-10],例如,海平面因為地表平均溫度的上升而快速上漲;糧食與清潔飲用水匱乏,地球將不再適宜人居;等等。IPCC等主流觀點因此提出了必須大力減排的觀點,但如何實現大幅減排,卻成為當前國際社會激烈爭議的問題,造成社會的撕裂。

然而,大量的觀測結果卻表明,地表平均溫度的變化與人類碳排放之間,並不是簡單的線性對應關係。例如,本世紀頭10年,人類排放了巨量的CO2,導致了大氣CO2濃度快速上揚,但地表平均溫度的上升卻非常緩慢,存在明顯的升溫中斷[11-12]。2020年,由於瘟疫的突然爆發,全球不得不採用大封鎖的方式以應對全球瘟疫的大流行,但這卻意外地導致了人類碳排放急劇下降[13]。這是一個非常好的全球社會實驗,可以直接觀察人類碳排放大幅下降之後的效果,儘管這個社會實驗的代價實在太大。然而,2020年的地表平均溫度並沒有隨人類碳排放的大幅減少而下降,相反卻是大幅上揚。據世界氣象組織最近的報道,2020年的地表平均溫度達到了14.9度,比1850年高了約1.2度。這些海量的觀測資料充分說明,將地表平均溫度的快速上升簡單地歸因於人類巨量碳排放是有問題的,邏輯上是講不通的。如果未來人類碳排放急劇下降,但地表平均溫度卻依然快速上升,南、北極大陸冰川依然快速消融,那麼我們花費鉅額成本、做出重大犧牲去減排的意義何在?這迫切需要採用新方法,從新的視角重新審視全球氣候-碳相互作用過程,為未來人類命運體的可持續發展提供新的科學依據。

回望新生代以來大氣CO2濃度的變化過程有助於深入理解全球氣候-碳相互作用過程和未來大氣CO2濃度的變化趨勢。在5000萬年前,大氣CO2濃度比現今高約10倍,那時的地表平均氣溫也比今天高10度左右,南、北極大陸還沒有永久性的冰川[14-15]。之後大氣CO2濃度大幅下降,導致南極大陸出現了永久性冰川[14-17]。很早就有學者指出,青藏高原的形成導致了高緯度地區永久性大陸冰川的出現,讓地球從溫室氣候進入到冰室氣候[18],最近的調查與研究則進一步揭示出(初始)高原在形成過程中吸收了巨量的大氣CO2,轉化為一個新生的巨型碳儲庫,是南、北極永久性大陸冰蓋形成的主要因素[19]。未來百年之內,青藏高原能否像歷史時期那樣大量地吸收大氣CO2?爭議比較大。當前主流觀點認為地質碳匯,例如矽酸巖化學風化作用等捕獲大氣CO2的方式,是長週期的碳捕獲過程(常以百萬年計),在短時間內,完全可以忽略地質碳匯,因此未來百年地球還難以大量吸收大氣CO2[2, 20]。但是,當前全球碳收支(global carbon budget)計算卻存在嚴重的不平衡,缺少一大塊碳匯的量[2,20-21],被稱為“迷失的碳匯”,這充分反映了地球至少有一個尚不為人們熟知的碳儲庫,正在默默地大量吸收大氣CO2[21],因此保持當前人類碳排放量不變的前提之下,未來百年,大氣CO2濃度到底是多少?爭議比較大[19-22]。

高緯度大陸冰川,例如南、北極大陸冰川消失之後,全球平均海平面就一定要快速上升?其內在邏輯是什麼?難道形成南、北極大陸冰川的淡水全部來自大洋?如果這一觀點是合理的,則在全球變冷期間,巨量的淡水是如何從大洋遷移到大陸內部的?因為地表平均溫度越低,海水的蒸發作用就越弱,空氣中的水含量因此更低,但海水透過極弱的蒸發作用之後,卻還能夠將巨量的淡水從海洋長距離輸送到大陸內陸?這違背了我們必須充分尊重的物理常識。當前全球陸域有3600萬平方公里的荒漠,它們又是如何形成的?例如,8000年前,撒哈拉大沙漠卻是水草豐盛的大平原,適宜人居,古人類在此留下了眾多的遺蹟。後來隨著全球變冷,才變成荒漠的。當前荒漠化的大陸表層的淡水到哪裡去了?在北極格陵蘭島永久性大陸冰川中發現了大量的黃土顆粒,證明了北極大陸冰川中有大量的物質並不是來自海洋,而是來自亞洲內陸[23-24]。筆者提出了:“格陵蘭島大陸冰川的形成是以亞洲內陸荒漠化為代價”的觀點[19],可以較好地解釋北極冰川中亞洲內陸物質的來源。未來百年內,全球平均海平面到底能上升多少米?全球大陸表層淡水到底如何迴圈?這是當前爭議比較大的,也是社會大眾高度關注的另一個問題,例如,印度洋上的馬爾地夫群島到今天為止,也沒有沉入水面之下,何時沉入水面之下?當前IPCC等主流觀點卻有意迴避具體問題,但卻經常鼓吹虛無縹緲的“海平面快速上升的危害”。

大量觀測工作早已充分揭示出印度與亞洲大陸的持續匯聚才是推動全球氣候變化的引擎、火車頭。例如,很早就已認識到青藏高原的形成和南海的張開改變了北半球的大氣環流,導致了印度與東亞季風的形成[25-27];持續生長的青藏高原吸收了巨量的大氣CO2[19],誘發了高緯度大陸冰川的形成[18]和中低緯度大陸地區的荒漠化[26-28]。這些海量的觀測資料充分反映了印度與亞洲的持續匯聚深刻影響著全球氣候-碳的相互作用,因此青藏高原及周邊地區才是預測未來全球氣候變化及其後果的關鍵區域。非常遺憾的是,當前IPCC等主流觀點卻依然聚焦於北大西洋及其周邊地區的觀測與研究,長期有意識地忽視青藏高原及鄰區的觀察與研究成果,並且常將在北大西洋等區域性地區獲得的尚有爭議的研究觀點無限外延[1-4, 8-10],這是前述爭議產生的主要因素,因此當前IPCC等主流觀點提出的許多概念與模型,例如“不可逆”、“臨界點”、“難以預測”、“全球平均海平面快速上升” [1-4, 8-10],等等,均需要再檢驗、再評估其科學依據。因此當前需要聚焦於印度與亞洲大陸匯聚過程及其氣候效應的研究,在充分整合不同學科、不同區域觀測與研究成果的基礎之上,開展大資料的分析與挖掘工作,為未來糧食安全保障、淡水供給、巨量大氣CO2低成本移除技術的研發、以及2060年碳中和目標的順利實現提供新的科學依據與技術支撐。

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地球內部的構造運動驅動了全球氣候變化,例如青藏高原的形成和南海的張開深刻影響了全球氣候變化。反過來,全球氣候變化又可以反作用於地球內部的構造活動

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