主题:【原创】杂谈全球变暖 -- 快乐是什么
我的意思主要是不要太迷信模型,因为这个系统太复杂,现有模型还不能完全模拟,无论长期还是短期。即便是巴菲特,我也不认为他的模型水平多高,他的分析能力虽然很强,运气更重要。
说实话,写了这些东西,可能有些人会觉得现有的分析和模型结果都不靠谱,无论科学家还是政客都在胡说八道,我完全不是那个目的。人类能把大气/海洋这样复杂的系统模拟出来,个人是非常敬佩的,科学的力量很了不起,我对人定胜天充满信心。
但是,正因为科学的成功,使很多人习惯了简单系统和经典力学/热力学,容易轻信,所以我才要提示大家对模型甚至科学家的结论保持一定的怀疑。怀疑一切,是做科研的最重要的基本素质。
科学家应该就像是孩子,他喜欢做研究,请大家掏钱,有时纯粹是烧钱,就像孩子要买玩具一样,但是,我们还是鼓励他,因为人类都好奇,而且大部分时候的研究结果是很有用的。现有的体制把科学研究变成了产业,引诱科研从业人员申请经费时胡说八道,这是异化的结果。至于政客,他的职业就是忽悠,如果你完全相信他,只能怪自己。
参数化稳定性问题是模型的核心之一,通常会有比较严密的测试。但是,由于各个模型的差异,不同模型对同一类参数的设置未必一样,理论上这是有问题的。
至于模型的结果,正如您看到的,温室气体排放使气温上升是共同的结论,这是可以从基本原理或是简单模型推断的,业内争议的是变暖的程度和分布。
政客的宣传肯定有偏向性,而且媒体经常忽视的是,现在的气候未必是在平衡态的,所以谈变化并不容易。
所谓地球的温室效应,大部分是水蒸汽造成的--有数据显示是75%,甚至更高,而co2对气温的影响,究竟占有多大比例,我看到的数据只有百分之几
那么,现在完全排除水蒸汽的影响,讨论co2的作用,是不是本末倒置了?
关于这个问题,我看到有两个解释:
1.水蒸汽会成为降水,简单的说,就是处于平衡状态,所以不考虑;
2.水蒸汽增多是变暖的结果而不是原因
俺不算专业人士,但也是专业相关,我觉得这两个解释都不能让人信服:
1.平衡都是动态平衡,完全没有水蒸汽也是一种平衡;水蒸汽含量特别高,也可以形成平衡,但这两种平衡非常不同
2.即使全球平均气温不变,局部水蒸汽含量也是不同的【总量确实应该不变】,这样就出现了另外一个问题,那就是,现在全球平均温度的计算/拟合,是否合理呢?
假设气温不变,水蒸汽增多的地区,气温升高,减少的地区气温下降,这一升一降,权重会相同么?
至于数学模型,坦率地讲,只能是比较低级的工具--越是理论清晰,模型越简单;相反,如果模型很复杂,那就说明根本搞不清楚怎么回事。
另外,无论模型还是理论,要想证明有效性,必须要有实证--用模型预测一系列数据,看预测的站起来和可靠性,ipcc的有么?也许是我孤陋寡闻,没听说过
水蒸气脱离人们视野,是因为从全球气候变化方面考虑,水蒸气的变化属于辐射反馈,就是全球温度改变之后的变化,而不是变化的直接原因,因此没有控制人类用水的必要,并不是说水蒸气在气候变化的模型中没有位置。实际上水蒸气的作用在所有的气候模型中都有非常重要的地位,水的影响包括对地表潜热的影响,对地表传热的影响,对地表反照的影响,对云的影响等等,非常复杂,这些都是有研究的。
这里有个简单解释:橡树村:【原创】吵来吵去,为什么没人说水呢?
模型复杂是因为影响因素众多,行为复杂,并不是说某个作用是不清楚的,当然的确有一些作用是不清楚的。把众多因素放到一起来考虑本身就很复杂,如果实际情况的确复杂,那么用简化模型是得不到精确结果的。
预测也是有实证进行部分验证的,IPCC报告前三次的预测结果还是说得过去的。具体可以看我正在写的IPCC报告介绍,不过还没有写到模型问题。橡树村:【读书笔记】IPCC究竟讲了什么?一 IPCC评估报告
或者自己去看IPCC的报告。
我就过来掺和几句。即使说错了话,也有领导在上面顶着不是?
模型,是按照以往的寻找出规律来,试图解释将来的。模型的问题,是简化,因为不简化,现在的计算能力是无能为力的。而一简化,就必须要舍弃一些参数。现在的模型不是舍弃了一些参数,而是将绝大多数的变量都给舍弃掉了,只关心其中最主要的几个。这也就随之带来了几个问题,一是现在我们所认为是关键的,主要的问题,未见得就是将来的主要问题;二是现在的次要的,非关键的问题,对于主要问题的影响,也有大有小,今天不重要的,未见得明天就不重要;三是我们所建立的这种简化版的模型,真的反映了过去和现在么?
我在这里不评价现代有关气候变化的模型。我只类比一个,就是金融系统的模型。金融系统的复杂程度,或许比气候要复杂,但是金融系统的模型投入,各类天才的汇集,也远超过气候系统,而且,有着更加悠久的历史,深厚的积淀,以及更多的经验。
但是目前金融系统的模型的可预见性如何?真实性如何?
反过来看气候模型,有什么可以让我们能够对此深信不疑呢?
历史不是99%的可能性就是必然的,哪怕是0。001%的可能性,一旦发生了,也成了100%。所以,即使是成功率99.999%的模型,也只能给与我们一个参考。左右历史的,只有人心,只有我们自己。
水蒸气脱离人们视野,是因为从全球气候变化方面考虑,水蒸气的变化属于辐射反馈,就是全球温度改变之后的变化,而不是变化的直接原因
存疑的地方就是,水蒸汽本身也是温室气体--否则地球温度会很低,只是简单说这是结果而不是原因,是否合理?
还是那个问题,即使没有人类活动,或者说地球温度不变,大气层中的水蒸汽含量是否就不变了?如果改变,怎么能说是结果不是原因呢?
举个简单的例子,撒哈拉和太平洋,假如在温度统计中的权重相同,撒哈拉沙漠升温一度造成的水蒸汽增加和太平升高一度的结果完全不同,水蒸汽蒸发量不同,会造成温室效应不同
另外,国外有志愿者考察过计入全球温度的气象站,很多气象站处于城市内部,考虑到城市热岛环流的影响,本身就会比郊区稳定提高,ipcc考虑这个问题没有呢
方便的话,请给出ipcc关于温度测量气象站,以及如何统计/计算全球平均温度的页码,我去仔细看下
反馈的意思,是因为其他原因而导致的变化,并不是说其不会变化,其同样会对气候变化产生重要影响。是其他原因的结果,同时也是最终结果的原因。
温度的问题在这里:
既然它本身就会变化,那就应该放在自变量里面,是变化的原因,而不是变化的结果
任何模型都可以简化为输入变量【自变量】------->输出变量【因变量】,我觉得水蒸汽应该是自变量。
前面提得问题,主要是针对不少人说气候变暖,但不提水蒸汽的作用,我觉得那是不科学的
水蒸气的变化是其他原因导致的变化,人类对水蒸气没有足够明显的直接影响,只有间接的影响。大自然里面水的行为也没有因为自己的原因而发生变化。所以水蒸气不是自变量。
你要把它作为自变量,就需要确定人类的直接影响作了多少贡献。人类的影响,就是灌溉等改变了水的分布,这个因素的确是自变量,不过被归因到地表变化去了,还有就是人类使用化石燃料导致的水排放,这个量实在太小,可以忽略。即使作为自变量考虑,也是一个可以忽略的因素。
你还能举出来水蒸气因为自己的原因变化的例子吗?
再重复一遍:媒体不提水蒸气的作用,不等于科学界没有考虑水蒸气的作用。
我就是做力学模型的,关于模型的优缺点,你说得我基本同意。
另外补充一点就是模型参数的选取与标定问题,这实际上这也是保证模型有效与准确的关键问题。一个计算模型如果有多个参数,除了确定主要问题,次要问题外,还有就是要分析能不能找到可以“解耦”(decoupled)的参数组,这些是建模第一个要考虑的问题。这个也跟模型参数的标定直接相关。
举个例子来说,如果我们的模型非线性系统有三个参数,如果这三个参数恰好关联性不大,那么我们可以设计出三组“独立”的实验对其系数分别进行标定。这样,这个模型就比较有效,结果也让人信服,因为它没有太多的不确定在里面,哪怕即便是我们通过此类的模型预测出的结果与实际有些差异,我们也可以明确知道,这些差异或许是由于其他次要参数的影响,或许仅仅是客观世界的不如理想世界那么完美导致的。
可是如果我们不能找到可以“解耦”的参数组就比较麻烦了。这样我们也就无法设计出相关的独立实验对其参数进行标定。于是,比较好的情况时,人们手头有足够多的数据,可以让人们对参数的系数进行拟和,这些可以用来拟和的数据应该是越多越好,并且实验条件差别越大越好,这样模型的预测结果才具有足够高的可信度。
现在我们回头看经济学和气候学,这两个学科有共同的特点就是1。很多参数耦合效用明显,几乎很难有主导参数可以单独处理;2。各个参数呈明显非线性关系;3。这两个领域与人的活动息息相关,根本无法“设计”实验(比如说人为改变环境)对其参数系数进行标定;4。所能获得的数据相比较其他自然科学领域来说也是有限的,毕竟受学科发展时间限制。目前的状况是甚至连我上面提到的对于模型标定最基本的需要:“数据应该是越多越好,并且实验条件差别越大越好”这个条件都没有达到。
那么在以上这些不利情况下,在这些领域中的任何计算模型,不管他复杂还是简单,在我看来,这些模型相比较那些成熟的力学模型,还远远没有到了“能给出毋庸置疑明确结论的”的地步。
传统力学模型的发展,也是经历了地心说-〉日心说—〉开普勒模型-〉牛顿力学这几百年才成熟起来的。而只有到牛顿才完成了确定主要参数,并且实现对其解耦标定。
力学的发展或者无法适用于经济学和气候学。但是,我想说的是,这两个学科刚刚起步,模型远没有到成熟的那一步,因此我们还是应该再耐心一些,不要先急着用当前的“数学模型”去给“未来物理世界”下结论。
至于气候变暖这个话题,我个人看法是,我确确实实感觉到了“气候变暖的趋势”,但在目前的相关领域的科学发展,还无法确定无疑地说服我,“气候变暖的罪魁祸首就是人为造成的二氧化碳的增加”。
最后引用快乐是什么的话:“对于真正的科学工作者来说,更应该关注的还是科学本身。恺撒的归凯撒,上帝的归上帝,让科学还是归科学吧。”
http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch3s3-2.html
Under the auspices of the World Meteorological Organization (WMO) and the Global Climate Observing System (GCOS), daily temperature (together with precipitation and pressure) data for an increasing number of land stations have also become available, allowing more detailed assessment of extremes (see Section 3.8), as well as potential urban influences on both large-scale temperature averages and microclimate.
没有说怎么处理城市热岛环流的影响【potential urban influences】
These data represent ocean skin temperature (Section 3.2.2.3), not air temperature or SST, and so must be adjusted to match the latter.
这个调整好象是丑闻,不记得在哪看到的,为了证明自己是对的,
都是把数据调整再调整,这个调整过程,对于结果影响非常大,直接关系温度
Despite these improvements, substantial gaps in data coverage remain, especially in the tropics and the SH, particularly Antarctica. These gaps are largest in the 19th century and during the two world wars. Accordingly, advanced interpolation and averaging techniques have been applied when creating global data sets and hemispheric and global averages (Smith and Reynolds, 2005), and advanced techniques have also been used in the estimation of errors (Brohan et al., 2006), both locally and on a global basis (see Appendix 3.B.1).
说白了,还是人为调整/制造【拟合】数据,数据不足,采用插值法产生,这个本身就是有问题的。尤其是非线性数据,插值法误差很大
坦率地讲,无论什么模型,如果基础数据不足,只要愿意,都可以根据需要的结果把基础数据“调整”的很“完美”,关键是这样的模型可靠性如何,精度怎么样
恐怕永远达不到这样的精确程度。实际上这个领域基本上说的是可能,很可能,可信,很可信。我在介绍IPCC的前两节里面讲了这个问题,对目前预测的可靠程度也有介绍。
实际上IPCC的报告用词还是很严谨的,根本没有什么确定无疑的表述。媒体把问题夸张了。具体到二氧化碳,也只是说二氧化碳是影响最大的单一因素,相对其它因素,也是人类可以最方便控制的因素,所以成为重点。
究竟模型精确到什么程度才可以成为决策者的依据,可能就不是一个有确定标准的问题了。这里面也是政治因素容易进来的地方,很难完全维持在科学内部。
这个领域不可能达到那个程度。
这方面未知的东西太多,不过一个具体的问题的未知,还是要看其究竟对整体有多大影响。至于是否在人为向自己喜欢的方向修订数据,要看其具体的修订方法和影响程度,而不方便直接主观否定。
如果您愿意讨论,我建议您完整看完写出来,现在这样动一榔头西一棒锤很不系统。我不想打乱我的写作计划,所以现在不深入讨论,请谅解。反正很快就写到了。
城市热岛问题,我记得结论是可以忽略。
你可以看一下是否影响TS3.1.1的几个结论:
2005年和1998年是1850年器测全球地表温度记录以来最暖的两年。1998年地表温度的加强是由于1997-1998年的ElNio事件,但如此强的异常现象在2005年并没有出现。最近12年中(1995-2006年)有11年位列1850年以来最暖的12个年份之中(1996年除外)。
全球平均地表温度一直在增加, 特别是从1950年前后。由于增加了几个暖年,更新的近100全球地表温度的线性趋势为0.74℃±0.18°C(1906-2005年),大于TAR时给出的0.6°C±0.2°C(1901-2000)。从1850-1899到2001-2005年总的温度增加为0.76°C±0.19°C。近50年的变暖率(0.13°C±0.03°C/10年)几乎是近100年的两倍。三种不同的全球地表温度估计都表明一致的变暖趋势,这种一致性也表现在各自的陆地和海洋范围内、海表温度(SST)和夜间海表气温之间(见图TS.6)。
数据不充分,谁都没办法。
我有的也只是对“科学问题泛政治化的”气愤而已。而且现实恐怕是现在每个小孩子都确信人为造成的二氧化碳增加是(而不是可能是,或者很可能是)全球变暖的罪魁祸首。
另外,我是给石油公司打工的,说服我砸自己的饭碗,这个难度更大一些。
我可是做煤化工的。和煤相比,石油安全得很呢。
政治化的确讨厌。政治化已经把问题完全歪曲了。
中文网络上似乎反气候变化是个潮流,实际生活中夸张气候变化的居多,特别是我现在挤进来的可再生能源领域,胡说的人很多。真正准确了解问题的,没几个。所以我打算趁年初不忙,好好花功夫自己弄明白。