仙女木的預言：明日之後氣候巨變

立場新聞 2015/05/02 12:31

    南極州霍普基地 (Esperanza Base) 位於亞根延屬千里達半島霍普灣，第一位南極州人 Emilio Marcos Palma 1978 年在這裏出世。12 年前，一片比香港島大 42 倍的 Larsen B 冰棚崩解，從這裡相鄰的內陸斷裂，是本世紀全球暖化的焦點事件。
    今年 3 月 24 號，正值冷暖季節交界的晝夜平分點，霍普基地在中午時錄得南極州歷史高溫 17.5°C，和那天晚上亞熱帶香港的氣溫幾乎一樣。被著一身羽絨的當地企鵝無懼零下數十度凛烈嚴寒，但不知怎樣應付比正常高出近廿多度的反常氣候。

    大西洋藍區異象

    極目遙望，北半球另一片冰蓋以南出現的異象更不尋常。十二月至二月是有紀錄以來最熱的冬天，全球氣溫圖一片紅，中央的北大西洋卻獨有一片深藍，錄得史上最冷的海面氣溫：
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    圖：December 2014–February 2015 Blended Land and Sea Surface Temperature Percentiles. Credit: NOAA
    這個和全球氣候背道而馳的北大西洋「藍區」在加拿大和歐州之間及格陵蘭以南，墨西哥灣暖流在這裡横渡大洋。復活節期間，筆者前往蘇格蘭渡假，在北緯 53° 的倫敦轉機，氣溫是宜人的 7°C；對岸加拿大 Labrador，卻仍處於零下 20°C 的嚴寒。大洋兩岸氣候南轅北轍，全因這道暖流。
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    圖：Port Ellen, Islay. 受惠墨西哥灣暖流，位處寒帶的蘇格蘭 Islay 島氣候宜居，盛產威士忌。Credit: Mandy Chow.
    如果「西方主宰全球，靠的是地理[1]」，蘇格蘭 Islay 島就是當地氣候的受惠者。我們隨著村上春樹的足印，來到島上不少人認為是「世界最好」之一的 Laphroaig 單一麥芽威士忌酒莊。品酩儀式後，到小展廳聊盡知性消費之責，拜讀它的歷史。今年創業 200 年的老字號沒有忘記，氣候改變了命運：

    Islay 島特別適合生產威土忌。墨西哥灣暖流在不列顛各島之間遊走後北上，在 Islay 擦身而過，為沿岸地區帶來溫暖，造成一個較暖的微氣候，有利動植物繁衍。

    Islay 相鄰大海，坐擁完美的潮濕氣候；北部山群令雲層繞道，降雨在島上。陽光和雨霧有助植物腐敗後堆積，成為泥煤沼澤。泥煤曾被用來蒸餾酒精，今天則是乾燥大麥的燃料。本地威士忌馳名國際的芬芳風味，就是泥煤所賦予。

    扭轉命運的，其實是能量。墨西哥灣䁔流由美國佛羅列達州出發，至美北横渡大西洋，越過現時異常地冷的「藍區」，在大西洋北部下沉，與深海的冷流匯合南流，組成「大西洋南北環流 (AMOC)」，屬於環迴全球的「深海環流 (Thermohalide circulation)」一部份。這個全球輸送系統將太陽熱能分配到各地，造就沿途適宜居住的環境。筆者剛走訪過日本北海道著名威士忌產地余市，當地氣候和蘇格蘭相似，亦是拜日本暖流的分支對馬暖流所?。
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    圖：北大西洋環流 (Atlantic Meridional Overturning Circulation)。紅色箭所示為表面暖流；藍色則是底層較冷水流。Credit: Stefan Rahmstorf/PIK
    氣候學家預言，隨著全球暖化，格陵蘭和北冰洋將會有更多融冰淡水流入北大西洋，令北上的暖流較難下沉回流，因而減少輸送的熱量。聯合國最新一期氣候變化評估報告 IPCC AR5 估計 AMOC 「非常可能」減弱；按目前溫室氣體排放的進路 (「一切不變」的 RCP 8.5），流量將減慢 12–54%。
    「北大西洋出了甚麼事？」氣候學家 Stefan Rahmstorf 最近在 RealClimate 網站發表文章，指去冬墨西哥灣暖流必經之道出現破紀錄低溫「藍區」並非偶然。過去百多年，全球暖化了近攝氏一度，「藍區」海面氣溫一直低於平均（下圖），可能是 AMOC 減弱所致。事實上，自 2004 年以來，據 RAPID Climate Monitoring Array 在大西洋北回歸線附近 (26.5°N) 設置的廿個深海測量器所得，AMOC 流量在 2004–2008 期間每年減慢 3% 後，其後四年每年減幅增至 15%。 不過，流量每年的變化亦高達 70%，至今有十年的數據仍不足以分辯 AMOC 減弱是否只是洋流週期以數十年計的正常浮動。
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    圖：1900—2013 氣溫趨勢，只有北大西洋的海面氣溫下降了（非州的藍區後是當地不完善紀錄的假象）。
    海洋流量數據，除了來自上述的 RAPID 監測陣之外，還有分佈全球的約 4,000 個 Argo 浮標測量系統，同樣只是始自二千年。AMOC 減弱和氣候變化息息相關，氣候學家不能等待累積了足夠實測數據才判斷它和全球暖化的關係。Rahmstorf 所領導的歐美團隊最近完成一項研究，綜合由著名「曲棍球棍曲線」氣候學者 Michael Mann 重組的氣溫數據，以「藍區」與北半球平均氣溫之差代表流量強度，得出過去一千多年的 AMOC 強度指數（下圖）。
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    圖：北大西洋亞極區與北半球氣溫差時間序列，可視為 AMOC 強度的代表。
    「雖然替代重組帶有很大不確定，AMOC 流量自 1975 年以來的減弱，99% 肯定是千年僅有，顯示流量減弱非因自然的週期性浮動，而是全球暖化的結果。」Rahmstorf 認為，論文發表後「藍區」氣溫再破新低，AMOC 已進一步減弱。
    暖流減慢並不會令歐州突然冰封——那只是劇本寫得很差的「明日之後」科幻劇情。其實，Labrador 和同緯度的蘇格蘭儼如兩個世界，除了墨西哥灣暖流之外，還有北極涷原寒風吹襲等因素。氣候學家憂慮的是，若 AMOC 減弱甚至關閉，人類大歷史上最重要的一次氣候巨變將會重演。

    新仙女木期氣候巨變

    大約在公元前 12,700 年，地球正從最後一次冰河時期回暖。這一次全球暖化速度驚人，在數十年間升溫 3°C，和現代只差一度。當時人類的智人祖先已出走非州，借助冰河時期比現代低數百米的海平面遷徒到全球。在亞州西部幼發拉底河區的「丘陵兩翼 (hilly franks)」，人類開始聚居，脫離採獵生活，和狗做了朋友；西方文明將會在這裡誕生[2]。
    在地球另一邊，曾經鏟平美國中西部的冰河正在退縮，融冰匯聚成 Agassiz 巨湖。至公元前 10,800 年，天然堤脊崩塌，湖水大量注北大西洋，截停了墨西哥灣暖流，導致全球氣溫驟降，曙光初露的文明暫時落幕，人類猶如被逐出伊甸園。考古學家在泥煤沼澤中掘出原生於北極的仙女木 (dryas) ，這段 1,300 年短暫冰期因以為名。
    新仙女木期過後，人類重新聚居丘陵兩翼，利用基因已適應和人類相處的動植物，開展農耕畜牧。遺址埋藏大量疑似社群祭壇及神殿等場所和器物，顯然是人類對自然災難的宗教性回應。
    新仙女木期的成因並未有蓋棺定論。除了 Agassiz 湖崩堤假說之外，亦有學者認為元兇是彗星尾巴的撞擊。不過，冰河重臨 1,300 年，幾乎毀滅人類文明的雛型，則肯定是墨西哥灣暖流停止流轉所致。然而，氣候學家對 AMOC 減弱的關注，並不只於憂慮新仙女木期重臨。正如 Ian Morris 在大歷史新著《西方憑甚麼》中指出，「沒有兩次暖化是一樣的」。雖然人類祖先曾安然渡過危難，「獨特的西方世界在丘陵兩翼成形」，

    「新仙女木期」那等級的事件若發生在最近幾千年，不管哪個時間點，都會釀成難以想像的巨禍。年年全球農獲欠收，好幾億人餓死，歐洲、北美、中亞都會人口移出，變得空蕩無人。造成的烽火連綿，國破家亡、疫癘橫行將大大超過史上任何多難之秋[3]。

    筆者亦曾在拙文《烽煙不斷看暖化》提及，「全球暖化的危機所在，是太陽能入超自工業前期以來不斷累積，若不盡快扭轉趨勢，經過億萬年演化才達致平衡的生態系統將沒有足夠的時間及容量吸納，除了升溫失控之外，更可能引致不可收拾的系統崩壞，帶來氣候史上多次出現過的急劇巨變。」也許要修正，巨變更可能是史無前例。
    註
    1. “Why The West Rules—For Now", chapter 11: "The West rules because of geography. Biology tells us why humans push social development upward; sociology tells us how they do this (except when they don't); and geography tells us why the West, rather than some other region, has for the last two hundred years dominated the globe."
    2. 本節内容摘自 “Why The West Rules—For Now” 第二及十一章。
    3.  “Why The West Rules—For Now” 雅言 (2015) 中譯本，頁 460。
    參考
    1. Stefan Rahmstorf et al. Exceptional twentieth-century slowdown in Atlantic Ocean overturning circulation, Nature Climate Change, (23 March, 2015) DOI: 10.1038/NCLIMATE2554
    2. Wallace S. Broecker. Was the Younger Dryas Triggered by a Flood? Science, 312  no. 5777 pp. 1146-1148  (26 May 2006). DOI: 10.1126/science.1123253
    3. T. Rossby et al. On the long-term stability of Gulf Stream transport based on 20 years of direct measurements. Geophysical Research Letters (13 JAN 2014). DOI: 10.1002/2013GL058636
    4. Quirin Schiermeier. Atlantic current strength declines. Nature 509, 270–271 (15 May 2014) doi:10.1038/509270a
    5. Ian Morris. Why The West Rules—For Now. New York: Farrar, Straus and Girous, 2010.