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热带冰川退却

Filed under: — eric @ 23 May 2005

在上一篇题为Worldwide Glacier Retreat,我们强调了J.Oerlemans世卫组织收集了世界各地的冰川数据,并用它们估算了过去400年的温度变化。随后在线讨论中出现的一个问题是,欧莱曼在多大程度上依赖于热带地区的冰川(回答:他没有)。以及这些地区冰川消融背后的原因。Raymond Pierrehumbert先生,芝加哥大学的气候动力学家,请写一篇客座社论,进一步澄清我们对热带冰川退却所做的和不知道的事情。betway体育手机版Pierrehumbert's editorial follows below.-埃里克

1。介绍

热带地区,大致上定义为30N到30S纬度的区域,几乎占地球表面积的一半;他们有70%的人口,以及绝大多数生物多样性。此外,热带地区是地球能量平衡的“聚集区”。由于大量过剩的太阳能被输出,以帮助温暖地球的其余部分。因此,热带气候变化的检测和表征是一个非常值得关注的问题。评估气候模型重现这一变化的能力是确定模型预测未来温室气体含量增加时气候变化方式的准确性的一个重要部分。

Figure 1: The Qori Kallis Glacier in the Peruvian Andes

在整个热带地区,冰川正在消融。有记录的例子包括奎尔卡亚[汤普森,等。1993,华斯卡兰[拜尔,2000;Kaser and Osmaston,2002],Zongo和Chacaltaya【Francou等人2003年;Wagnon et al.1999] in S.美国;LewisRwenzori和乞力马扎罗(更恰当地说,基博)东非的冰川1984;Kaser and Osmaston,2002。有迹象表明喜马拉雅冰川广泛退却,including Dasuopu in the subtropics,but a quantitative understanding of this region must await peer-reviewed analysis of the recently completed 46000-glacier Chinese Glacier Inventory.The case of Quelccaya,in the Andes,特别有趣,因为它提供了近期异常变暖趋势的直接证据。在1976年第一次钻取山顶核心时,冰的化学成分在其深度上显示出保存完好的年度分层。时间跨度为1500年。When attempts were made to update the record by redrilling in 1991,人们发现,自1976年以来,冰层表面的广泛融化导致融化的融水渗透,使得核心顶部20米处的年度循环消失了。在过去的1500年里,在首脑会议上的任何时候都没有发生过类似的融化,and indicates an increase of 150 m,1976年至1991年间,发生明显融化的高度。一幅生动的动画展示了从奎尔卡亚流出的库里卡利斯冰川的退却。在这里.

由于热带高山冰川年代久远,大面积的冰川消融更加引人注目。它们在数千年的自然气候波动中幸存下来,只有在其他气候指标——特别是地表温度——显示出人类对气候影响的印记时,才会出现下降。奎尔卡亚至少有1500岁,Dasuopo is 9000 years old,华夏兰也经历了19000年。A date for the ultimate demise of these glaciers has not been fixed,但是乞力马扎罗北部的冰原可能在20年内消失,在经历了11000年之后。

Figure 2.顶部:华斯卡兰国家公园的亚纳帕卡冰川,秘鲁(来自拜尔,2000)。底部:埃琳娜冰川。斯坦利在刚果-乌干达边境附近的Rwenzori地块。(来自Kaser和Osmaston,2002).

热带冰川无疑告诉我们,热带气候已经发生了一些不寻常的事情——可能是几个世纪甚至几千年来前所未有的事情。The problem at this point is to determine which of the many characteristics of climate change they are indicating,and to what extent these changes can be attributed to the train of events set in motion by anthropogenic increase of greenhouse gases.

2。热带冰川物理入门

The reason there are tropical glaciers at all is that temperature decreases with altitude,由于空气的可压缩性。当热空气上升时,它会膨胀和冷却。一些冷却被水蒸气冷凝释放的热量抵消,必威官网导致气温以目前每公里海拔6.5摄氏度以上的速度下降。在唐加,你可能在31摄氏度的温度下艰难地穿过潮湿的低地,但与此同时,在乞力马扎罗山顶,海拔5892米,气温是零下7度。

制造热带冰川的下一个要素是降水,在高,cold altitudes will fall as snow.维持冰川所需的降雪率取决于冰川冰的清除率,称为烧蚀率.

与外热带相比,全年的日平均热带温度变化不大。地表温度的大部分变化都是在昼夜时间尺度上。另一方面,降水的季节周期性较强。在热带地区,季节的特点是湿的和。干燥的,而不是寒冷hot.

热带气候的另一个重要特征是,一旦超过靠近地球表面的较浅层,水平温度变化就很微弱。This property arises from unassailable dynamic considerations having to do with the weak influence of the Earth's rotation in the tropics,其中局部垂直几乎垂直于地球的旋转轴。如果没有强大的科里奥利力来平衡由温度变化引起的压力差,热带物质重新分布,直到水平温度梯度几乎消除。[Pierrehumbert,1995年;索贝尔et al.,2001]温度的水平均匀性是某种理想化,在热带的边缘变得不那么有效,but temperature is much more uniform than other meteorological fields (precipitation,湿度,以及云量)影响山脉冰川。由于热带自由对流层温度的空间均匀性,当我们看到热带冰川协同退去,有充分的理由认为气温起着直接的作用,在整个热带地区,气温是一个可以锁定的变化。例如,热带雪线在最后一次冰期最大值期间均匀下降了900米,这通常归因于冷却作用[Porter 2betway体育手机版001]。事实上,第一个迹象表明,以浮游生物为基础的对冰川期热带气候降温的估计有问题。

Figure 3.1950-1995年赤道500毫巴水平的气候平均温度。This level is approximately at the altitude of the summit of Kilimanjaro.结果基于NCEP数据集。请注意,在整个地球上,年平均赤道温度变化仅为1.5摄氏度。

雪或冰有两种主要的质量损失方式:通过融化(固体转化为液体)或升华(固体转化为蒸汽)。两种转变都需要能量。用升华法将一公斤冰转化为水蒸气所需的能量是用熔融法将一公斤冰转化为液态水所需能量的8.5倍。Therefore,如果条件允许冰川表面变暖到0摄氏度,给定能量输入所能维持的烧蚀量显著增加。升华的水蒸气总是被空气带走,但融水的命运对熔化烧蚀有很大影响。Runoff from steep ice-cliffs,或者通过水通过孔隙或裂缝渗透的冰下流动,将大部分熔化转化为烧蚀。If melt-water percolates into the glacier and re-freezes,对消融的影响更为有限和间接。

可以找到能量预算确定烧蚀的详细描述在这里,but a simplified version of the story goes as follows.In contrast to the midlatitude case,热带冰川没有以高于冰点气温为特征的夏季融化季节。低空部分可通过全年暴露在冰冻空气中直接加热,但在高海拔地区,太阳光的吸收最终会提供维持消融的所有能量。然而,能量平衡中的其他术语直接或间接影响可供烧蚀的吸收太阳辐射量。这些术语对气温很敏感,大气湿度,阴云密布,还有风。白天的冰川表面温度通常必须高于空气温度,以关闭能源预算;因此,即使气温保持在冰点以下,也可能发生融化。因为熔化比升华更有效,the main way that moderate changes in atmospheric conditions — including air temperature– affect ablation is through changing the number of hours during which melting occurs,以及可供熔化的能量。特别地,通过红外和湍流加热效应,必威官网气温升高迫使冰川表面变暖,使熔化更容易发生。

除了给冰川增加质量外,降水通过改变冰川吸收的阳光量对冰川质量平衡有间接影响。这是因为新雪比旧雪或裸露的冰反射更多。反射率效应可能比直接由降水(moelg和hardy,2004。因为薄薄的一层雪和厚厚的一层一样具有反射性,the reflectivity effect depends more on the seasonal distribution of snowfall than the annual average amount.

健康的冰川在高海拔有堆积区,在低海拔有消融区;积冰区的冰流不断地为冰川舌提供能量,这些冰川舌会渗入消融区。将积聚区与消融区分开的高度称为equilibrium line altitude.Glaciers shrink when climate change causes the equilibrium line to rise,但是他们停在一个新的,较小的平衡尺寸。然而,如果平衡线上升到山顶,堆积带完全消失了,冰川注定要灭亡。这件事发生在查卡塔亚,根据近期有限的观察结果[Moelg和Hardy,2004年],也在乞力马扎罗的山顶冰川上。

三。KILIMANJARO: ICON OR RED HERRING?

冰川就像你的银行账户。你的财富是增加还是减少取决于你存了多少钱。你每年提取多少钱?乞力马扎罗冰川濒临破产,但这是由于过度提款还是储蓄不足?这个,本质上,是否由Kaser等人在论文中提出(但未解决)这个问题?〔2004〕。This paper has played a valuable role in calling attention to important work on the physics of tropical glaciers,这有助于从冰川消退数据中梳理出热带气候变化的记录。It has also been widely misquoted and misinterpreted.

论文最引人关注的方面是乞力马扎罗峰冰川的退却可以用降水量减少来解释。没有任何必要引起当地气温上升的趋势。The arguments are special to the high,乞力马扎罗寒冷的冰川,并不是泛指其他热带冰川。正如作者指出的,即使整个过程归结为有利于消融的降水变化,这些条件在整个20世纪的持续存在,仍然可能是全球变暖的间接影响,通过海面温度对大气环流的远程影响。

The first major piece of evidence put forth in support of the precipitation hypothesis is that the retreat of the Kilimanjaro glaciers began in the late 19th century — before the beginning of significant anthropogenic warming — and coincided with a shift to drier conditions,维多利亚湖水位下降证明了这一点。这确实是一个令人信服的论据,有利于早期的撤退(直到1900年左右)是由降水驱动的。这是个谬论,然而,认为19世纪晚期降水量下降是持续退却的原因,and ultimate demise,在随后的一个世纪左右。毕竟,19世纪晚期降水量下降,and Lake Victoria found an equilibrium at a new,较低水平,无干燥和消失。为什么乞力马扎罗冰川会有什么不同呢?这也是找到一个平衡的问题,在这个平衡中,质量的速率等于质量的速率?初始退退退与降水量变化的关系与这个问题无关。

大多数支持东非冰川退却降水效应主导地位的实地研究只支持退却初期降水的作用,到20世纪初。例如,[Kruss 1983]有这句话要说的是刘易斯冰川。betway体育手机版肯尼亚:“19世纪最后四分之一年降水量减少了150毫米左右,紧接着,20世纪上半叶,长期气温上升了零点几摄氏度,以及相关的反照率和云量变化,constitute the most likely cause of the Lewis Glacier wastage during the last 100 years." This conclusion is repeated in [Hastenrath 1984].

此外,如果只看1880年以来维多利亚湖的水位,人们就会误以为1880年的高降水量是“正常的”,随后向干旱状态的转变使冰川处于比以前更干燥的环境中。事实是,在整个记录中,干湿位移的幅度相似。更正确的说法是,1880年代表了持续时间不到十年的湿峰的中心——11000年前冰川生命中的一段非常短的时间——随后的干燥代表着恢复到“正常”状态,如随附的长期湖平面图所示,从[尼科尔森和尹,2001。事实上,在1960年左右的几年里,在随后的几年里适度地向更潮湿的环境转变,将维多利亚湖的水位恢复到高水位1.5米以内。This level is comparable to the level in the decade preceding the 1880 wet spike,大大高于19世纪前半叶的估计值。更重要的是,the Kilimanjaro glacier survived a 300 year African drought which occurred betway体育手机版about 4000 years ago,根据冰芯记录推断[Thompson等人,2002。这场干旱是如此严重,以至于它甚至牵连到了许多遭受它影响的文明的崩溃。如果乞力马扎罗冰川在早期的降水波动中幸存下来,这一次有什么不同,导致它即将消失,如果不是与人为气候变化有关的东西?

图4: Lake Victoria level data,尼科尔森和尹(2001)之后。The lake acts somewhat like a huge rain gauge,so that lake level is a proxy for precipitation.Data before 1840 is not based on individual year level measurements,but historical reports of general trends.

Kaser et al also argue that surface and mid-tropospheric (Kilimanjaro-height) temperature trends have been weak in the tropics,在“近几十年”中,其中一篇支持这一观点的论文是[Gaffen等人,2000,包括1960年到1997年。事实上,这项研究表明,1979-1997年期间对流层中温度呈弱(冷却)趋势,but what is more important is that the study shows a pronounced mid-tropospheric warming trend of .2 degrees C per decade over the full 1960-1997 period.此外,几乎没有十四行诗在内热带地区,spatial coverage is spotty,还有仪器和昼间采样误差的问题,这些问题可能使过去十年对这一趋势的检测更加复杂。分析satellite data由[傅等]2004年]揭示了热带对流层中温度趋势,持续到1979年后的时期,以每十年0.16摄氏度的速betway体育手机版度。当人们回忆起高空的热带温度在地理上是一致的,this data provides powerful support for the notion that East African glaciers,in common with others,受到了气候变暖的影响。与此相反的是东非高原的地表温度记录,由[Hay等人2002]报告。该数据集显示了覆盖位置的表面温度趋势很小,在20世纪。然而,surface temperature is more geographically variable than mid-tropospheric temperature,受昼间循环和土壤水分的强烈影响。表面温度的大的年代际和局部变化可能干扰了对底层温度趋势的检测(更多的“噪音”更少的“信号”)。目前还不清楚这种温度趋势的估计是否比探空仪和卫星估计更与乞力马扎罗峰条件相关。

因为通过升华去除质量需要大量的能量,在所有烧蚀都是由升华引起的情况下,烧蚀速率对条件变化(空气温度或降水决定的表面反射率)非常不敏感。[Kaser等人]的讨论经常被误解为意味着高海拔、寒冷的乞力马扎罗冰川只受升华的影响。然而,理论上和观测上都有证据表明乞力马扎罗北部冰原的水平面正在融化。并促进消融[Moelg和Hardy 2004;汤普森等人,2002年]。According to [Thompson et al 2002],"Melt features similar to those in the top meter did not occur elsewhere in the NIF or SIF cores." Thus,有证据表明乞力马扎罗冰川最近进入了一个新的消融状态。如果融化仅仅是由于19世纪降水量减少导致的反照率降低,它应该更早出现。[Kaser等人]还明确指出,融化是垂直冰崖后退的主要机制。一旦融进画面,烧蚀速率对空气温度更加敏感。

乞力马扎罗的能量和质量平衡研究仅用了两年时间,and define neither trends nor the long term ablation rate.尽管如此,这些研究可以用来提供一些初步估计,多少降水量或温度变化必须被调用来解释目前冰川的净消融。According to [Moelg and Hardy,2004],如果气温比现在低1摄氏度,潜在的烧蚀将每月减少14.2毫米(液态水当量)。这不是一个微不足道的变化,在可获得数据的短时间内,达到测量净消融的32%。This sensitivity estimate is not the last word on the subject,由于用于计算能量平衡项的近似公式不确定,忽略了水汽反馈对地表收支的可能影响。

至于降水量,[莫尔格和哈迪,2004年]初步推断,如果降雪量增加到1880年的最大速度,冰川可能处于正质量平衡状态,即使温度保持不变。在这个估计中,only 4 .2mm per month of liquid water equivalent are due to the mass added by enhanced precipitation;大部分影响(每月减少烧蚀72mm)是由于降水对反射率的影响。Concerning this effect,值得注意的是,在所研究的两年中,测量到的消融差异为2倍,尽管这两年的年平均降雪量是相似的。这强调了消融(通过反射率效应)取决于降雪的季节性分布。这一令人不快的事实破坏了将冰川历史与湖泊水位历史等代表性数据联系起来的努力,只对年平均值敏感。另一个值得注意的是,计算出的烧蚀对降水的敏感性与仅因发生熔化而计算出的灵敏度一样高。The sensitivity would be reduced if sublimation were really the only ablation mechanism.

很可能是1880年的降雪率如此之大,如果它一直存在,即使在20世纪和21世纪遭受了任何变暖,它也能让冰川存活下来。但是在保持19世纪降水量最大值的思想实验中,有什么意义呢?考虑到那个世纪的其他地方显然没有比今天更潮湿?令人信服的是,降水量与乞力马扎罗冰川消退的温度属性研究必须通过一项测试,以解释为什么在11000年的乞力马扎罗冰川历史上以前的干旱期没有导致冰川消失。尚未对任何模型进行此测试。

使用与[Kaser et al]所引用的事实和观察的调色板,人们可以把这幅截然不同的景象描绘成正在发生的事情:乞力马扎罗冰川自大约11000年前开始兴衰。betway体育手机版1880年左右的一个异常潮湿的十年使冰川达到了强烈的正质量平衡。增加它的质量。20世纪初,探险家们发现冰川正从这种异常状态恢复到平衡状态。然而,而不是在20世纪找到一个新的平衡,冰川继续退缩,现在正处于消失的边缘。尽管到目前为止气温一直保持在冰点以下,熔化已经开始发生,and the glacier is suffering net ablation over its entire surface.空气温度的上升与1960年以来在高空观测到的相似,因湿度增加而放大,占强化消融的很大一部分,导致这种强烈的负质量平衡,但是由于能量和质量平衡观测的跨度很短,精确的比例非常不确定。然而,全年降雪量分布的变化,可能与海平面温度升高有关,may have reduced the reflectivity of the glacier and played an even bigger role in forcing the retreat than changes in air temperature alone.

4.ENTER THE SKEPTICS

当【Kaser等人】有趣而发人深省的工作从怀疑论者虚假信息操作的机制中出现时,它已经变异得面目全非。哈特兰研究所的报告(在这里在这里是典型的。第一个,以帕特里克·迈克尔斯的一句话开头的“全球变暖的恐惧正在融化”,这句话的标题是:"Kilimanjaro turns out to be just another snow job …" and goes downhill from there.All subtlety,尝试性,上下文和对立的证据已经丢失。The study is presented as a broadside on one of the central tenets of global warming,in a fashion echoing skeptics' coverage of the曲棍球棒问题。即使工作是直接引用的,引用时没有说明索赔理由的上下文。Notably,the quote "Mölg and Hardy (2004) show that mass loss on the summit horizontal glacier surfaces is mainly due to sublimation (i.e.turbulent latent 必威官网heat flux) and is little affected by air temperature through the turbulent sensible heat flux." is intended to give the impression that air temperature can make no difference,然而,我们已经看到[Moelg和Hardy,2004]的结果与空气温度可以影响烧蚀的几种方式兼容。

怀疑论者的出版社,尤其是克里顿的回音恐惧状态states that the Kilimanjaro retreat can have nothing to do with anthropogenic global warming,因为它始于19世纪80年代,before any appreciable CO应为响应。前一节讨论了这种推理中的错误。这里的情况让人想起无处不在的“小冰河时代”问题。归因研究的一个事实是,与小冰期结束相关的气候变化与工业变暖时代的开始重叠。Thus,一张图表总会给人一种肤浅的印象,即目前的趋势只是一种延续,这种延续是在人类影响还远未出现之前就开始的。使人陷入这样一种谬论:趋势开始的原因与继续发展的原因相同。

哈特兰研究所(Heartland Institute)传播的观点是乞力马扎罗冰川的退却已经被证明是由于森林砍伐造成的,这一观点更加令人震惊。他们引用了Betsy Mason的“一篇发表在《自然》杂志上的文章(“非洲秘密冰”,“自然,11月24日,2003年),其中有一项声明,“尽管人们试图将冰的损失归咎于全球变暖,研究人员认为,山脚下的森林砍伐更可能是罪魁祸首。Heartland refers to this as a "study." The "study" is in reality no scientific study at all,但一则新闻报道几乎完全是针对尤安·内斯比特的提议,即用一块巨大的防水布包裹乞力马扎罗冰川,以拯救乞力马扎罗冰川。文章从来没有提到“专家”是谁,它也没有引用任何支持这一主张的科学研究。梅森新闻的文章是克里顿引用的“同行评议研究”来证明它是在砍伐森林,不是全球变暖,这导致乞力马扎罗冰川消融。(乔治·蒙比奥在《卫报》上的文章documents a similar case of systematic misrepresentation of glacier data by skeptics.)

2003年11月26日,《纽约时报》的一篇社论通过逐字逐句、不加署名地重复梅森的声明,促进了森林砍伐传说的传播。纽约时报报道安迪·雷夫金3月23日,2004 article更加平衡,信息更加丰富,虽然你永远不会从哈特兰编造的引言中知道:

  • "Now the pendulum has swung," commented the March 23 New York Times."The authors wrote that the dry weather both limited the snows that help sustain tropical glaciers and,by reducing cloud cover,让更多的太阳能沐浴冰川。在干燥中,寒冷条件下,冰没有先融化就蒸发了,一种叫做升华的过程。没有证据表明温度升高导致了熔化。”

在两个引文之间省略了原文的长篇大论,这给人一种误导性的印象,即这是研究者群体中科学观点的钟摆。事实上,雷夫金说的是,就激进主义而言,对全球变暖持怀疑态度的人已经开始使用乞力马扎罗。

即使是令人钦佩的revkin也不完全正确:在水平面上,observations and modeling show a role for melting in both the baseline ablation and the sensitivity of ablation to precipitation and temperature;融冰是垂直冰崖的主要消融机制;尽管Kaser等人没有发现关于气温上升的“证据”,betway体育手机版这仅仅是因为现场研究没有涵盖足够长的时间来检测趋势。在别处,雷夫金写道,大多数科学家都同意“一个多世纪以来,its ice has been in a retreat that is almost assuredly unstoppable and was not caused by humans," it would have been more accurate to state that the agreement is for the most part only that the beginning phase of the retreat was not caused by humans.总的来说,虽然,Revkin did a fine job with the essential science.以下完整的引述给了他对文章主旨的良好印象:

  • "We have a mere 2.5 years of actual field measurements from Kilimanjaro glaciers,与其他许多地区不同,因此,我们对它们与气候和火山关系的理解才刚刚开始发展”,博士。道格拉斯河哈代马萨诸塞大学地质学家,论文作者,wrote by e-mail.“利用这些初步发现反驳甚至质疑全球变暖的荒谬性。”简而言之,乞力马扎罗可能是一个“不管气候议程如何”的上镜代言人山脉,但它远不是一个理想的实验室,检测人类驱动的变暖。关于这一问题的辩论掩盖了冰川和气候专家之间关于全球冰川正在退缩的几乎普遍的共识,可能是温室气体积聚的结果。这些气候怀疑论者不仅对热带地区的其他地区,而且对世界其他地区进行了概括。哈代说。“还有,in fact,global warming may be part of the whole picture on Kilimanjaro,也是。”

5。对于其他热带冰川来说,气温的作用是显而易见的。

一般来说,lower glaciers which extend below the elevation where above-freezing air temperatures occur,对温度更敏感。[Kaser and Osmaston 2002] calculate that such tropical glaciers are even more temperature-sensitive than midlatitude glaciers.1摄氏度的升温足以使平衡线(净烧蚀发生在其下方)升高300米。正如我们已经看到的,warming is by no means unimportant to the 20th century retreat of the Lewis glacier (Mt.Kenya) in E.非洲。In other cases,气候变暖的作用更加明显。

来自热带和亚热带安第斯山脉的数据表明,20世纪后半叶的降水和云量变化很小,这些数量的变化不太可能解释安第斯冰川的消退。(见[Francou等人,2003]).自1939年以来,热带安第斯山脉的温度以每十年至少0.1摄氏度的速度上升,在过去的25年里,这个比率已经翻了三倍多。空气的比湿度增加了,作为常规水汽反馈的一部分,但实际上,在1950年至1990年间,相对湿度也有所增加,表明水蒸气反馈比传统的相对湿度固定的假设强。对Zongo和Chacaltaya冰川能量平衡和消融的详细研究支持了气温升高的重要性,and identify the increase in downward infrared radiation as the main way that the effect of the warmer air is communicated to the glacier surface [Wagnon et al.1999;弗朗克等,2003。

In the subtropical Himalayas,there is evidence from ice-core isotopic data and from nearby stations for unusual 20th century warming [Thompson et al,2003。它们位于北半球外亚热带。Thus,我们有证据表明,在南半球的一系列热带纬度地区,气候变暖对冰川产生了影响。美国亚洲北部亚热带气候变暖的证据,一些证据表明,在E.非洲evidence for general tropical mid-tropospheric warming from sondes and satellites,以及认为热带自由对流层温度在地理上是一致的一个坚实的理论理由。要让乞力马扎罗不在这张照片中,需要一系列相当反常的(尽管并非不可能)情况。

6。CONCLUSIONS AND PERSPECTIVES

乞力马扎罗之所以引起特别关注,并不是因为它是热带气候变化的一个异常重要的指标。但因为它是众所周知的通过广泛阅读海明威短篇小说。如果有的话,这是整个热带冰川人口的广泛退却,提供了最具说服力的故事。Perhaps one can regard the Kilimanjaro glaciers as a kind of "poster child" standing in for this whole population.目前还不清楚这个上镜和魅力海报的孩子是否是一个好的选择的角色。当然,如果海明威写过,“查卡塔亚的雪,”生活会简单得多。

根据目前已知的情况,现在断定乞力马扎罗冰川的消退和即将消失与空气变暖无关还为时过早,and even more premature to conclude that it has nothing to do with indirect effects of human-induced tropical climate change.相反地,一项对冰川漫长历史的研究有力地证明,最近的冰川消融发生在一个与过去同样干旱时期的山峰所经历的大不相同的环境中。为了更好地了解乞力马扎罗和其他热带冰川对气候变化的影响,betway体育手机版人们最终应该驱动一套热带冰川模型,在有或无人为强迫(温室气体和硫酸盐气溶胶)的情况下进行GCM模拟。There are substantial challenges to doing so: uncertainties in modeling the energy balance terms,区域气候变化建模的一般困难,山地分辨率和中尺度环流模式不足。第一次尝试的时机已经成熟,and hopefully such efforts will bear fruit within the coming decade.将模拟的变暖模式与热带冰川记录相协调的尝试将为一系列气候反馈因素(包括对流)的影响提供大量的证据。云和水蒸气——以及模型忠实地代表它们的能力。因为新鲜降雪对冰川吸收阳光的能力有很强的影响,很可能降水量或模式的变化将被证明是事件的一部分。

一个有趣的观察是未来十年或二十年降水趋势的影响。大多数GCM预测,由于人为温室气体的增加,一些热带地区变得更加干燥,热带净降水量增加。Thus,热带地区的一些地区的降水量应该大幅增加,哪一个,在高海拔地区,will come in the form of snow.如果热带冰川在降水量增加的情况下继续消退,这将构成气温作用的有力证据。有趣的是,东非是IPCC模型预测下个世纪降水量增加的地区之一。It will be the height of irony if it turns out that the IPCC models are right,but that Kaser et al are正确的,乞力马扎罗冰川因此再次开始前进,这证明有助于确认全球变暖预测的有效性!Keep a close eye on the real-time radar satellite monitoring of the level of Lake Victoria在这里.

更多的了解将导致更详细的,准确的冰川和区域气候模型成为可能。这项事业不仅有助于了解现代气候变化的本质,但将允许我们破译过去隐藏在热带冰川中的气候变化记录。因此,对气候系统如何应对自然和人为影响的一般理解将得到改善。归根结底,这比绿色和平组织是否明智地选择一个地方展开他们的旗帜更有趣,也更重要。

Acknowledgements: Many thanks are due to Doug Hardy,托马斯·莫尔格和朗尼·汤普森对许多关于热带冰川理论和观测的耐心和富有启发性的讨论。

工具书类

为了总结Moelg和Hardy的一些工作重点,以及因斯布鲁克冰川集团的其他同事,请参阅Moelg的评论(61)到我们的RealClimate帖子Worldwide Glacier Retreat

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汤普森LG莫斯利·汤普森Davis MLin PN姚T,Dyorgerov M和Dai J 1993:
"Recent warming": ice core evidence from tropical ice cores with emphasis on Central Asia.Global and Planetary Change,7,145-156。

汤普森LG莫斯利·汤普森戴维斯我Henderson KABrecher HH,扎格罗多诺夫vsMashiotta TA在PN中,Mikhalenko VN,Hardy DRBeer J.2002.乞力马扎罗冰芯记录:热带非洲全新世气候变化的证据。科学298:589-593。

汤普森LG莫斯利·汤普森戴维斯我Lin P-N,Henderson K和Mashiotta,2003: TROPICAL GLACIER AND ICE CORE EVIDENCE OF CLIMATE CHANGE ON ANNUAL TO MILLENNIAL TIME SCALES,气候变化59:137-155。

Wagnon PW,Ribstein PFrancou B,1999年:宗果冰川能量平衡年循环,Cordillera Real,Bolivia.地球物理研究杂志。104d4,3907-3923.

17对“热带冰川退却”的回应

  1. 戴夫 说:

    读这个,我被这样的行为震惊了小幅度升温变化热带地区的低纬度高海拔冰川发生了巨大变化,正如米兰科维奇变数的微小变化创造了大规模的气候变化,使得数千年来的冰期和间冰期。在这种情况下,然而,the changes are very rapid — these glaciers have been robust over the same time scale (many millennia).基拉曼加罗的误导使用(森林砍伐?)由于普遍崩溃,怀疑论者应该受到谴责。Glad to see Lonnie Thompson's work here on RC.

    煤矿里众所周知的金丝雀。

    谢谢你的帖子。

  2. 预计起飞时间 说:

    谢谢你的文章。什么影响,如果有的话,乞力马扎罗的冰川上是否有火灾产生的烟尘和黑碳?

    [回应:我自己也在想烟灰,betway体育手机版考虑到原始雪的高反射率在所有冰川的能源预算中起着这样的作用。On Kilimanjaro (the Kibo peak,更恰当地说,the albedo measurements have only been in for a little while,尚未出版。The modeling in Moelg and Hardy is done using an albedo model for clean snow and ice,which yields similar values to those measured in the Antarctic.有趣的是,现场测量的反照率是否需要修正。我突然想到,只要融雪/冰和过滤就可以直接检查灰尘和雪的影响,但我不知道这是为了确定烟尘含量。也许如果观察到的冰川群中有一个正在读这篇文章,他们就可以插话了。考虑到海拔高度,如果我不得不猜测,我猜煤烟和灰尘在这个网站上并没有起到很大的作用。-RTP]

  3. 迈克尔·扬科夫斯基 说:

    “…Fu等人对卫星数据的分析,2004年]揭示了热带对流层中温度趋势,持续到1979年后的时期,以每十年0.16摄氏度的速betway体育手机版度…”

    Wasn't the referenced Fu et al,2004,the Nature article that John Christy and Roy Spencer claimed was due to improper methodology they had previously throw into the trash?Wasn't it the article whose methodology was criticized in another Nature publication later in the year (Tett and Thorne) – particularly when it came to the tropics?那一年晚些时候,傅先生在《气候杂志》上发表了一篇论文,难道他不经常改变自己的研究方法吗?

    [回应:这一评论在很大程度上是通过随后的回应来解决的。傅没有“改变他的方法”,而是用一些不同的方法重新计算结果作为交叉检查。and indeed found that the results were robust.从卫星数据中找出可靠的趋势绝非易事,我并不是说傅必然是这个问题的最后一个词。仍然,这是一种非常合理的方法。What is clear is that Spencer and Christy's analysis was contaminated by stratospheric cooling effects;傅提供了一种补偿方法,毫无疑问,未来还会出现其他的方式。如果我们有一个完全可靠的热带对流层中暖化的仪器记录,我们不会谈论将热带冰川作为气候变化的指标,betway体育手机版would we?卫星业务让我觉得奇怪的是,在一个人人都同意数据分析很难和很难做的主题中,斯宾塞和克里斯蒂刚刚接受了他们最初的分析,no matter how inconsistent it appeared with other data,并广为宣扬。One cannot fault them for making mistakes in this area,但是人们可以责怪他们把错误留给其他团体去发现和改正。–rtp]

  4. 戴夫 说:

    Re: #3

    Here's a good discussion of the dispute betway体育手机版about Fu et.铝。(2004) at ClimateArk called对流层数据确实符合

  5. 史蒂文·伯格 说:

    RE:γ3,

    The Fu article must have still reached the requirements under the peer-review process if it made it into Nature.我猜后来的批评,即使它是有效的,没有做任何事情使文章的发现声名狼藉。Maybe the Tett and Thorne criticisms were taken into account and Fu improved on the previous study (which would make the J.气候文章的研究结果更加可靠)。

  6. 6
    Brian Jackson 说:

    非常感谢这篇有趣而详细的文章。

    Regarding the satellite data,有一个详细的(4 MB PDF)文章作者:斯科特·丘奇(Scott Church),我发现资料丰富——第59页以后讨论了斯宾塞(Spencer)、泰特(Tett)和索恩(Thorne)的批评。

    Along the same lines,你有没有考虑过卫星记录上的RealClimate文章?Even though the exact warming trend seems to be hotly contested and not clear,这至少是一个有用的反驳那些声称(仍然重复)它没有显示变暖或伪造表面记录,以及对自身的兴趣。

    [回应:在卫星记录上有一个真正的气候记录将是一个很好的主意。我自愿在秋天做这件事,after Fu's new article comes out,只要有人提醒我。If there are any takers who want to do it sooner,please be my guest.–rtp]

  7. 7
    迈克尔·扬科夫斯基 说:

    关于2004年12月《气候趋势杂志》的报道,我看到了一些相互矛盾的报道。斯宾塞说整个对流层的温度低到每十年0.09摄氏度,这更接近于克里斯蒂和斯宾塞报告的对流层下部。但我看过新闻稿,声称Fu显示了0.2摄氏度/十年,which is what the Nature article had claimed.也许这些只是基于误差的高端和低端估计?

    泰特和索恩的批评基本上与傅的《约法》文章同时发表,所以我不确定他们是否被合并。克里斯蒂和斯宾塞仍然看到了他们认为会引入错误的方法论缺陷。

    Re 5–Spencer和Christy的一个抱怨是,尽管Fu是该领域的顶尖专家(并且通常会审查关于该主题的提交材料),但他们没有机会审查和评论Fu的文章。他们发现有些错误使人难以接受,无法出版。其他人看不到,但看起来很奇怪,他们不会被要求审查。

    Re#6 – That's a lot to digest!我确实看到了一些事情草草审查了一节关于傅,我有问题。betway体育手机版当我有很多空闲时间的时候,我必须重新审视它!

  8. 约瑟夫·奥沙利文 说:

    这是一个很好的职位。It took a long time to read it all but it is very informative.多谢雷蒙德·皮尔伦贝特和托马斯·莫莱对上一篇文章的评论。

    我喜欢认为,我从阅读RealClimate中学到了很多气候变化科学的基础知识。I am going to but some of my new-found knowledge to the test:

    Re 1我有根据地推测,如果煤烟沉积在冰川上,煤betway体育手机版烟对冰川的影响将与自然土壤和岩石的影响相同。Snow reflects most of sunlight but soot,like soil and rock has a lower albedo (am I using the term correctly?) and instead of reflecting sunlight absorbs it.当煤烟吸收阳光时,它会变热,并可能增加冰川的融化。
    另一方面,这是一个很大的可能,煤烟和其他污染,当它在空气中,我猜想可能会降低阳光强度到达冰川,这可能会减少融化。

    If I don't know what the heck I'm talking betway体育手机版about please feel free to tell me!

    [回应:你基本上是对的。Soot levels in alpine glaciers for instance are much larger than in Greenland (because of the proximity to the sources) and the same is likely to be true for tropical glaciers near areas of biomass burning.然而,尽管这会对反照率产生影响(撒哈拉沙漠的灰尘也会影响反照率)。大多数高山冰川已经非常“肮脏”,只有当有新的降雪时才真正明亮。也许有人知道一项专门针对热带冰川的研究?-加文

    [回应:The ablating "tongue" regions of midlatitude Alpine glaciers are very dirty.欧莱曼的反照率参数化使得消融冰的反照率低至0.3左右,看起来很像纯土。在乞力马扎罗的模型中,Moelg and Hardy adjusted the albedo model to give values more like those of clean Antarctic ice,用这些值进行合理的消融术。这表明热带高海拔的冰川相当干净。一旦反照率测量可用,我们将知道更多信息。-RTP]

  9. 戴夫 说:

    相关故事:

    New research published in Science Express reports on results showing the East Antarctic ice sheet is thickening,因此,部分抵消了由于围海融化导致的海平面上升,格陵兰和世界冰川。这是《科学日报》的新闻稿A race through thick and thin iceon the story.A related story betway体育手机版about some results of the British Antarctic Survery has been published在这里芝加哥论坛报。

    These results confirm behaviour predicted by climate models showing that greater snow cover should occur in this ice sheet.

  10. Qiang Fu 说:

    带着极大的兴趣阅读这篇文章。感谢作者的努力。

    尽管我可能不会想当然地认为,由于热带地区的动态调整,温度的水平均匀性将保证十年尺度的水平均匀温度变化,数据确实显示了!附件图形显示对流层温度
    1979-2004年对流层温度趋势与地面温度趋势的对比,单位为K/十年:赤道地区对流层温度趋势惊人地均匀,变化约为比表面温度趋势小5倍。betway体育手机版1979-2004年,在热带地区(30s-30n),对流层温度趋势约为0.195 K/十年。betway体育手机版

    对于Fu等人的有效性。(2004)在热带地区,你也可以阅读我们最近发表的题为“卫星衍生的热带垂直依赖性
    对流层温度趋势”
    傅和约翰森(2005,地球物理研究信,在新闻界)

  11. 11
    埃哈德萨尼奥 说:

    你好,稍微偏离主题,但最近有媒体报道称,在过去的7到几千年中,瑞士山脉多次出现了极快和持续的冰川betway体育手机版消退。To my impression,these findings don't in any way contradict AGW findings,更详细地了解当地冰川的生长和消退历史。然而,“怀疑论者”跳到这些发现上,就像他们在热带冰川退却时所做的那样(因此我在这里的文章)。有什么意见吗?

  12. 12
    迈克尔·扬科夫斯基 说:

    Re 4–据我的理解,整个对流层的变暖从第一个酒吧的0.2摄氏度/十年(根据新闻稿)到第二个酒吧的0.09摄氏度/十年(根据Roy Spencer)。新闻稿仍然声称第二篇文章支持了第一篇声称的0.2摄氏度/十年。可能不同的报告是由低和高范围误差条造成的?

    Re 5–Christy和Spencer一直非常关键,作为分析卫星数据获取温度信息的顶级专家,作为同行评审过程的一部分,他们已经停止接收文件进行评审(特别是,他们对没有收到《自然》杂志的文章进行审查感到不安,因为他们认为这些错误是显著和明显的。

    我认为傅的第二篇论文没有考虑到T&T的评论,因为它们都是在同一时间(同一个月,betway体育手机版我相信。

  13. 十三
    塞莱斯特·约翰森 说:

    关于迈克尔·扬科夫斯基的评论(11)Fu等人。(2004,Nature) article showed that the satellite record of tropospheric temperature trends,基于微波发声单元通道2,is contaminated by stratospheric cooling on the order of -0.08 K/decade.当从遥感系统通道2记录中清除污染时,the resulting tropospheric trend is 0.18 K/decade during 1979-2001.When it is removed from Spencer and Christy's channel 2 record,趋势为0.09 k/十年。Fu and Johanson (2004,J气候)得出了与Fu等人相同的2号通道记录平流层污染。(2004)但通过另一种方法。本文作为对原始结果的独立检查。

    Tett和Thorne提出的问题(2004年,自然)被傅有效地驳斥,赛德尔Johanson和沃伦在同一期《自然》(12月,2004).看到对泰特和索恩的回应here.

  14. 14
    戴夫 说:

    第11乐章:

    我要感谢奎安福(9)在这里的评论。既然他这么做了,perhaps comments like Michael Jankowski's could be addressed to him instead of me (#4) or Stephen Berg (#5).

    我从傅的论文中得到的结论是,热带地区的地表温度正在以每十年0.13摄氏度的速度变暖(引用琼斯和莫伯格的话,Journal of Climate 16,206—223,2003年),对流层的温度一般为0.18摄氏度/十年(Fu et.Al 2004)和从他的评论来看,热带0.195c/10年。这无疑说明了热带冰川的迅速消融。热带地区的变暖程度不如北半球的高纬度地区。因此,热带(30N-30S)地表变暖低于全球地表变暖趋势约0.17摄氏度/十年,但再次,betway体育手机版显然仍然足以对热带冰川产生实质性影响。

  15. 十五
    迈克尔·扬科夫斯基 说:

    第14乐章,
    我没注意到。傅一直在这里发帖。我有一两天没看到我的第一个帖子(7)出现了,所以我以为它是因为某种原因丢失或丢弃的,因此,我的第二个非常相似的职位12。I apologize for the duplicity.

    As for the addressing of the posts to you or Stephen Berg,我对7和12年同行评议betway体育手机版的评论是对5年斯蒂芬·伯格提出的问题的直接回应。

    至于我一般对博士的意见。傅本人(我是否知道他在这里张贴/阅读):我简单地指出,克里斯蒂和斯宾塞(以及其他人)对傅的方法和结果有异议。我知道博士。傅很清楚,但我不确定所有的读者都是。

    Thanks for the clarifications.我希望能够在某个时刻阅读所有卫星衍生的温度文章,而不是仅仅从新闻稿和评论中得到我所能得到的。

  16. 十六
    John Finn 说:

    What I get from Fu's paper is that ……and that the troposphere is warming at 0.18C/decade generally (Fu et.Al 2004)

    It depends which record you use,即RSS或UAH(Spencer和Christy)。
    RSS为0.18 k/十年,而UAH仅为0.09 k/十年。我认为傅强生所说的是,2号通道接收到对流层85%的信号,其余来自平流层。betway体育手机版由于平流层一直在冷却,这就减弱了对流层变暖的影响。冷却效果约为-0.08K十年。betway体育手机版

    据我所知,斯宾塞和克里斯蒂并没有直接使用通道2(t2)的读数,而是使用某种方法来消除平流层信号。这使得气温上升趋势约为0.06k/十年。betway体育手机版

    I've briefly read the Fu et al link.They seem to have used a linear combination of T2 and T4 (stratosphere exclusively) to determine the ‘true' tropospheric temperature.他们得到了t2的系数,将读数与探空仪观测值相等。

    到目前为止,有人能证实我是正确的吗?

    如果有的话,为什么不直接用无线电探空仪的读数呢?

    我刚刚注意到这条线的最后一篇帖子是在一周前,所以我可能在浪费时间。

    [回应:我们中的一些人仍在阅读评论!基本情况基本正确。The reason for not using the radiosondes directly is that they have rather spotty spatial coverage.其目的是利用无线电探空仪的数据,在数据重叠的地区校准卫星检索方法。然后可以应用于更大的数据集。-RTP]

  17. 十七
    迈克尔·扬科夫斯基 说:

    雷伊16

    FWIW,Spencer's brief critique –http://www.techcentralstation.com/120304F.html.

    克里斯蒂声称,他和斯宾塞的研究结果与无线电探空仪的读数吻合得更好(见上文4链接中的评论)。