极端天气或在全球范围内成为常态 英国蝴蝶数量骤降
2016-11-02 14:46:15   来源:科学网
内容摘要
一项日前发表于《动物生态学》杂志的研究显示,英国蝴蝶可能会受到日益频繁的极端天气事件的威胁。近年来,全球气候变暖引发了各种异常气候,比如超强龙卷风、常态化干旱、海平面上升等。随着全球气候改变,强风暴、干旱、高温等极端天气事件增多,过去百年一遇的粮食短缺情形,在未来可能变成三十年一遇。

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研究发现,炎热天气对喜欢温暖的成年蝴蝶有利。这使得超过1/3的蝴蝶物种出现正向的数量改变。不过,总的来说,极端天气造成的负面影响超过了这一好处。

一项日前发表于《动物生态学》杂志的研究显示,英国蝴蝶可能会受到日益频繁的极端天气事件的威胁。事实上,热浪、寒流和暴雨可能已经导致了所报道的蝴蝶数量骤降。

研究人员分析了来自“英国蝴蝶监测计划”(UKBMS)的数据。其包含了37年里从该国1800多个地方收集的关于蝴蝶数量的信息。该团队发现,在蝴蝶处于茧阶段期间的降雨量对英国超过1/4的蝴蝶种类产生了不利影响。

不过,最大的伤害由蝴蝶过冬期间的极热天气引发,其对一半多的蝴蝶物种造成了影响。此项研究共同作者、来自东英吉利亚大学的Aldina Franco介绍说,这或许要归咎于发病率的上升。或者可能是极端的高温刺激蝴蝶及其幼虫过早地从越冬状态中恢复过来,并在随后被回到较冷气候条件下的低温杀死。

“拥有极热夏天和极度温暖冬天的年份,可能会产生混合效应。比如,2016年对于蝴蝶来说是个糟糕的年份。”Franco表示。尽管夏天很热,但在“蝴蝶大计数”期间数到的蝴蝶数量非常低。“我们的研究表明,这可能是暖冬产生的不利影响所致。”

此项研究首席作者、来自东英吉利亚大学的Osgur McDermott-Long介绍说,最新研究揭示了英国蝴蝶对极端气候事件具有此前未知的敏感性。“毫无疑问,其中一些影响正在将蝴蝶种群置于危险中,比如极度温暖的冬天。”McDermott-Long表示,“不过,我们也看到,炎热甚至是极端高温的夏季事实上可能令蝴蝶受益。”


全球极端天气多 粮食供应受波及

近年来,全球气候变暖引发了各种异常气候,比如超强龙卷风、常态化干旱、海平面上升等。全球极端天气愈演愈烈,对包括中国在内的全球主要粮食生产国产生了不利影响,也造成了全球大米、小麦等粮食供应的持续波动。有国际行业机构预测,若持续遭遇极端天气,全球粮食盈余将出现重大缺口,世界上一些贫困地区将会出现饥荒。    


极端天气频现  影响粮食供应    

越来越多的专家频频发出预警:随着全球气候改变,强风暴、干旱、高温等极端天气事件增多,过去百年一遇的粮食短缺情形,在未来可能变成三十年一遇。例如玉米、大豆、小麦及稻谷,这四种农作物的全球产量大多来自中国、美国、印度等少数国家,这些国家和地区一旦出现极端天气,将对全球粮食供应产生最大影响。    

2016年以来,全球市场对拉尼娜气候的影响预期持续升温,根据美国气候预测中心预测,拉尼娜天气对美国、南美洲的大豆生产带来不利影响,目前豆粕价格已处于历史高位,棉花和糖也一路飙涨。    


粮食需求增加  粮价持续上涨    

异常天气也影响了粮食价格的波动。从2000年开始,粮食价格开始缓慢增长,15年时间上涨了50%。在2008年金融危机爆发前和2010年,粮食价格迎来两波高峰,从2011年开始,粮食价格有所下跌,并从2016年开始再次呈现涨势。    

世界银行预计,到2030年,全球范围内对粮食的需求将增长50%以上,而到2025年,有36个国家的14亿人将陷入缺少食物的危机中。世界经合组织则指出,未来10年,农产品价格将保持较高的走势。


极端天气致2030年全球损失超2万亿美元

近年来,极端天气肆虐全球。值得注意的是,在联合国大学详述气候变化对人类健康影响中明确指出,东南亚地区极端炎热天气已使得每年工时减少15%到20%,而这一数字还将随着气候的恶化在2050年翻一番。而报告也建议,发展中国家可通过调整工作时间、增加冷气设备等方式来减少生产力损失。

近年来,极端天气肆虐全球。中国经历了20年来最严重洪涝灾害;印度持续干旱和洪涝令121个农业产区处于“高危”警戒状态;阿根廷洪灾使该国大豆产量急剧下降;巴西的干旱可能导致供应创五年新低;此外包括美国的龙卷风和洪灾、墨西哥的异常降雪等,一系列极端天气对经济带来的负面影响不断扩大,正引起多家国际组织和经济学家的高度关注。

联合国对此警告称,到2030年,气候变化可能会使全球经济损失高达2万亿美元以上,根据7月底,联合国开发计划署发布的调研结果显示,截止2030年,全球变暖将对多项工种造成直接影响,农业和建筑领域影响最大,持续升高的气温将迫使一些行业缩短工作时长或进行调整,从而影响各国GDP。美国媒体报道称,持续高温将在2030年使非洲国家尼日利亚和加纳的GDP缩水6.4%和6.5%。

印度尼西亚和泰国各损失6%;菲律宾、马来西亚和斯里兰卡各5.9%,越南和柬埔寨各5.7%;墨西哥、孟加拉国、巴基斯坦和埃塞俄比亚分别为4.4%、3%、2.8%和2.4%;中国和印度两大亚洲经济体将分别面临0.8%和3.2%的损失,而美国作为唯一上榜的发达国家,GDP损失也将达到0.2%。

值得注意的是,在联合国大学详述气候变化对人类健康影响中明确指出,东南亚地区极端炎热天气已使得每年工时减少15%到20%,而这一数字还将随着气候的恶化在2050年翻一番。对此,有专家表示,在应对极端天气方面,发达国家的经济损失相对会小得多,主要原因在于这些国家硬件条件过硬,且拥有充足的资源去适应气候变化。而报告也建议,发展中国家可通过调整工作时间、增加冷气设备等方式来减少生产力损失。


极端天气可能在全球范围内成为常态

过去几年的夏季和冬季中,全球范围内出现了大量极端天气。不久后,这些极端天气很有可能会成为常态。

两三年前,北美和欧洲地区的急流出现了非常极端的持续性异常。这支贯穿全球的西风气流在美国的东部地区异常偏南,使“极涡”(polar vortex,来自北极地区的冷空气)的影响范围扩展到了比往年更偏南的地区,导致美国东部大约三分之二的地区异常寒冷。这一年,五大湖的冰盖面积迅速攀升,最终达到了历史第二的纪录。两次特大暴风雪还袭击了亚特兰大,使该市瘫痪达数天之久。

与此同时,顽固的高压脊(一种天气系统,常形成晴好的天气,降水少)却长期盘踞在加利福尼亚州的上空,造成了有史以来最温暖的冬天。尽管“暖冬”听起来很不错,但却导致加利福尼亚州发生了18世纪末以来最严重的干旱,并造成了数十亿美元的农业损失。

急流的持续异常也影响了欧洲地区。连续几场的暴风雪直接导致了当地几十亿美元的损失。英格兰和威尔士经历了从1766年以来最潮湿的冬天,欧洲其他地区也异常偏暖:在2014年1月,挪威遭遇了史无前例的森林火灾;正在举办冬季奥运会的俄罗斯索契则遭遇了冰雪融化对滑雪场造成的破坏。在2014年5月,波黑整个国家大约三分之一的土地因强降雨而面临洪涝灾害。

通常情况下,急流是一条盘踞在中纬度地区、自西向东传播的西风气流。正如我们在电视上的天气预报中所看到的,急流的空间型态就像示波器上的正弦波一样,常常会出现南北摆动的周期性运动。急流中弯曲的地方叫做行星波或罗斯贝波(Planetary or Rossby Wave),波动过程能在3~5天的时间内横穿美国本土。在波动过境的同时,也会给当地带来不同的天气状况。

然而,在2013-2014年的冬天,这些波动开始变得极不规则,它的振幅开始增大,波形的倾斜程度也变得异常。在这种情况下,急流中的西风风速明显比平时偏弱,而且,有时候它会在一个地方持续停留一周以上,造成该地区长时间的天气异常。2014年5月,犹他州立大学的王世宇(Simon Wang)教授主持的一项研究发现,2013-2014年冬季北美上空的急流空间型是有记录以来最极端的一次。

这样的急流异常只是一次个例?显然不是,发生急流异常的情况正变得越来越频繁。2010年,俄罗斯经历了历史上最严重的高温热浪,超过55000人因此死亡。与此同时,巴基斯坦经历了有史以来损失最惨重的洪涝灾害。在2011年,美国俄克拉玛州经历了美国各州历史上最炎热的夏天。2012年,在美国发生的干旱也创下了历史,这是美国从1930年以来损失最惨重的一次。

在2013年4月,德国波茨坦气候影响研究所(Potsdam Institute for Climate Impact Research)发表了一份研究报告,这份由弗拉基米尔·波图霍夫(Vladimir Petoukhov)及同事撰写的报告指出,在前文提到的极端天气事件中,急流的异常弯曲都具有一个共同特点:向东传播的罗斯贝波会在某一个地方异常停滞,且波动振幅明显增大。有的时候,异常的罗斯贝波甚至会持续几天甚至一个月。科学家指出,2001-2012年的夏季,急流出现异常型态的频率是过去22年间在夏天发生类似情况的2倍。

正如鲍勃·迪伦(Bob Dylan)在歌中所唱:“你并不需要天气预报员来告诉你风往哪里吹。”因为急流的变化对天气的影响十分明显,而且也能很容易地找到将急流和天气联系起来的原因。在过去的150年,我们所处的气候基本态(局部地区的常年气候特征)已经发生了显著变化,气候态的改变也开始改变急流的行为。例如,由于大量使用煤炭、石油和天然气等化石燃料,造成大气中二氧化碳的浓度增加了40%,这种气体具有保温的作用,能产生明显的温室效应。从1900年以来,夏季北极海冰的范围减少了近50%,海冰减少进一步影响了大气和海洋的热量传输。由于人类大规模利用土地(如农田、牧场、城市的发展),由地球表面向外反射太阳辐射的情况也发生了巨大的改变。不仅如此,发电站、机动车、建筑物以及工业生产所释放的煤烟和其他空气污染物也在产生影响,改变太阳辐射在大气中的反射和吸收。在南极上空的平流层中出现的巨大臭氧空洞,也在改变该地区高空的风场分布。

人类对气候系统造成了显而易见的冲击,作为回应,地球的基本气候模型也随之发生了改变。事实上,王世宁和他的团队认为,假如没有人类活动引起的全球变暖,急流的空间型态可能不会如此反常。

气候变化的严重性在于,气候系统是非线性的。中等程度的全球变暖可能会引发一场天气过程的巨变。目前,气候学家仍在争论:到底是全球整体的气候系统在经历一场巨变,还是仅仅只有急流本身。此外,对于波茨坦气候影响研究所的研究人员提出的理论解释,气候学家也争辩不断:到底有没有显著的证据存在,可以证明北极地区的快速增温导致了急流的相应变化。

如果确定急流正在自我调整并进入一种全新的状态,那对人类来说将是坏消息。2014年8月,英国艾克斯特大学的詹姆斯·斯克林(James Screen)教授和澳大利亚墨尔本大学的杨·西蒙兹(Ian Simmonds)教授联手在《自然·气候变化》(Nature Climate Change)上发表了一篇文章,强调急流变化潜在的气候效应。他们指出,“假如人类活动引起全球变暖后,急流会以弯曲幅度增大作为回应,”那么,“我们的研究结果表明,急流的改变会使以下灾害事件频发:北美西部、亚洲中部的热浪事件,北美东部的寒潮事件,北美中部、欧洲以及亚洲中部的干旱,还有亚洲西部的极端降水等。”

极端天气还会带来连锁效应,如果美国中部、欧洲、中亚等地区遭遇严酷的干旱,而且持续时间很长,那全世界范围内的食品价格将会飞速上涨。

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