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全球变暖之父Wally Broecker去世,古气候学英雄时代终结

Wally Broecker走了。

 

就在昨天,Wally还是这个星球上活着的最伟大的地球科学家。

 

毫无争议。

 

过去20年里面,我们听到最多的科学术语可能就是全球变暖,而Wally正是全球变暖Global Warming这个术语的发明者。

 

二战结束后的30年里,全球气候每十年降低0.03℃。一群忧心忡忡的气候学者1972年在美国布朗大学集会,认为人类现有的知识不足以预防即将到来的冰期。会后,他们向美国总统提交了一份建议书,号召进行过去全球变化研究。这就是1975年美国商务部成立气候变化委员会、大张旗鼓研究全球气候变化的由来。

 

当时,Wally向这个会议提交了摘要,但没有与会。1975年8月8日,他在Science上发表了一篇文章,题目是 Climate change: are we on the brink of a pronounced global warming?



文中,他考察了格陵兰西北部世纪营冰芯的氧同位素记录和Charles David Keeling在夏威夷岛上的二氧化碳观测记录,认为,过去三十年中的降温是过去700年里温度自然波动的一部分;这种降温已经被人为排放CO2的温室效应所补偿,降温将在1980年代的某个时候停止;之后,CO2将主导全球温度,到21世纪最初十年,我们将经历过去1000年里从未有过的温暖气候。

 

对于题目的设问,Wally回答毫无疑问是肯定的。这是人类历史上第一次将Global Warming作为科学术语提出,而且是在全球同行认为“冰期即将来临”的大环境下使用。Wally单枪匹马,挑战主流观点。更重要的是,他全胜。

 

现在回过头看,Wally在这篇文章中所有预测几乎全部精确命中。让人不由得怀疑,上帝是否真的在某个时候穿越到Wally面前,向他展示了未来40年全球温度变化图卷又迅速收走。Wally用他的如椽巨笔,忠实地复述了上帝的图卷,大声疾呼全球变暖时代的到来。

 

1980年代,降温停止,“全球变暖”不胫而走。但是,Wally却“不希望全球变暖出现在自己的墓碑上”。为此,他给学生设立了一个275美元的奖项,试图找到更早使用这个术语的人。最后,真的发现1957年有人使用过这个词。但“全球变暖之父”一直和他如影随形。

 

1976年,Science杂志上发表了一篇具有划时代意义的古气候学论文,认为过去50万年主要气候变化是受地球轨道要素控制,让数学家米兰科维奇用地球轨道要素解释冰期气候的假说成为了科学理论。

 

米兰科维奇理论和板块构造理论一样,是20世纪地球科学最重要的两大成就。这个理论概括起来就一句话,北半球高纬度夏季太阳辐射变化是驱动第四纪冰期旋回的主要原因。但是,关于北半球高纬度夏季太阳辐射变化如何传递到世界各地却进展寥寥。

 

Wally生于1931年,1950年代从放射性碳(14C)在海洋学中的应用开始学术生涯。放射性碳测年法是1949年发明的,1960年获得了诺贝尔化学奖的肯定。1960年代,Wally用14C方法对海洋沉积物进行了年代测定,逐渐发展了一系列化学示踪剂,用来描述海水中二氧化碳的生物、化学和物理过程。到1974年,他出版了专著Chemical Oceanography。他聚焦几种最重要的海洋化学过程,开创了用放射性同位素来描述海水-沉积物混合时间尺度的先河。书刚一出版,就被湖泊学家David Schindler教授列为职业生涯中仅有的“值得一读再读的三本书之一”,成为诸多同行的案头必备参考,深刻影响了当时刚刚开始筹划的地球化学海洋剖面研究计划(GeoSecs)、深海钻探计划(DSDP)以及沉积物捕获计划的研究。

 

1982年,他和Tsung-Hung Peng合作,对内容进行大幅更新,出版了Tracers in the Sea. 除了继承前作中的时间概念之外,书中还清晰描述了不同示踪剂的成分,以及使用时必须要明确的基础概念。更重要的是,他用海洋中的碳循环来总领全书,经常使用厢式模型来阐述问题。同行评价,这本书主题宏大,目标雄伟,成果辉煌 (The subjects covered are very broad; the goals were ambitious; the results is remarkable.) 一时洛阳纸贵,且影响至今。

有了示踪剂和时间标尺,就可以刻画海水运动。Wally在1987年提出了大洋传送带,简炼地把全球大洋环流联系在一起。从赤道向北流动的墨西哥湾暖流在西风吹拂下失去热量和水汽,逐渐形成高盐低温的水体,在北大西洋北部下沉,在深海向南流动,越过赤道到达南大洋海区。深层海水向东越过非洲南部后,在南印度洋、南太平洋上升至表层,流经北印度洋和北太平洋后逐渐汇合成一支温暖低盐的洋流,向西穿过印度洋,绕过非洲南部进入大西洋,再一直向北汇入墨西哥湾暖流,形成闭环。大洋传送带控制着全球大洋90%左右的水体,不断将低纬度的热量和低盐海水带到中高纬度海域,维持全球气候系统的平衡。

在Wally看来。北大西洋海域,低温高盐海水的下沉对于大洋传送带有着特别重要的意义。由于北半球高纬度地区陆地集中,太阳辐射的变化会直接导致冰川融水和降水的增加,进而影响到大洋传送带的运转。这一模型成功解释了高纬度太阳辐射如何传递全球进而影响气候的机制,所以Wally也被尊称为“气候科学的祖父”。

 

1988年,气候突变进入研究视野。1991年,气候不稳定性成为学界焦点。至此,古气候学的所有话题悉数登场。Wally不仅为这些问题的深入提供了方法,更为理解背后的机制提供了框架。

 

此时,Wally早已封神,他写科普读物,积极参与环境政策讨论,主张大幅改变人类的碳排放,同时需要大规模的碳封存才能赢得气候战争。偶尔,他还会偶露峥嵘,亲自下场写科学论文。

我等只有膜拜。

 

伯尔尼INQUA大会,我和他曾劈面相逢,立刻一旁肃立,恭迎他走近,又目送他离开。

 

有学长投稿,初审回来发现Wally是编辑,觉得非常荣幸。

 

还曾听说,某个场合Wally曾向年轻一辈的同位素研究大家Jay提问,被素来眼高于顶的Jay当成一项荣誉,人前人后念叨了好些年。

 

我把Wally去世的消息转到群里。

 

一位老师说,一个时代结束了。

 

是的,古气候学的英雄时代结束了。

 

今夜月圆。不知道在照亮Wally的天堂之路的同时,能不能也照亮古气候学的前程呢?

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