全球氣候變暖的關(guān)鍵問(wèn)題有了肯定答案

編譯 希區(qū)客

地球科學(xué)領(lǐng)域最麻煩，也最基本的一個(gè)問(wèn)題，等了41年，終于等來(lái)了一個(gè)更精確的新答案。

2015年，全世界最頂尖的32位地球科學(xué)家齊聚德國(guó)巴伐利亞，在阿爾卑斯山麓的城堡里進(jìn)行了為期一周的科學(xué)研討。

巨頭匯集的大場(chǎng)面源于困擾這一行幾十年的難題。地球科學(xué)——一門(mén)研究陸地、海洋和氣候的學(xué)科——在過(guò)去的40年間蓬勃發(fā)展，這要?dú)w功于大量人才的涌入：很多在更老一輩眼里應(yīng)該奔著核物理或石油地質(zhì)學(xué)去的科研新生代，都轉(zhuǎn)向冰川學(xué)和古氣候?qū)W領(lǐng)域去施展才華，而且這一代又一代的生力軍涌入狀態(tài)持續(xù)了40年。各國(guó)政府希望清楚了解全球變暖的威脅，向氣候科學(xué)領(lǐng)域投入了數(shù)億美元的資金，最后也確實(shí)收獲頗豐。多年研究為我們建立了觀察地球的全新方法：我們學(xué)會(huì)了繪制洋流和冰川的分布圖，也學(xué)會(huì)了讀取古代的暴雨、干旱及颶風(fēng)留在湖泥與洞穴里的證據(jù)。

逆向預(yù)報(bào)1 000年前的天氣是件聽(tīng)起來(lái)很酷的事兒，但它根本不觸及地球科學(xué)領(lǐng)域的硬核。沒(méi)錯(cuò)，這行業(yè)確實(shí)涌現(xiàn)了無(wú)數(shù)可歌可泣的新發(fā)現(xiàn)，看起來(lái)并未對(duì)不起國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）砸進(jìn)去的數(shù)百萬(wàn)美元經(jīng)費(fèi)，但我想說(shuō)，氣候科學(xué)家沒(méi)有在那塊硬核上取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展。它是本領(lǐng)域最古老、最純正的科學(xué)問(wèn)題之一，是由諾貝爾獎(jiǎng)獲得者斯萬(wàn)特?阿累尼烏斯（Svante Arrhenius）于1896年首次開(kāi)展研究的問(wèn)題，也是對(duì)理解當(dāng)代氣候變化至關(guān)重要的問(wèn)題：如果大幅增加大氣中的二氧化碳含量，地球會(huì)變得更熱嗎？當(dāng)然，盡管這一問(wèn)題如此重要，5年前巴伐利亞研討會(huì)上的32位頂尖科學(xué)家也還是給不出解答，就像在1979年面對(duì)著相同困境的前輩們那樣。

從巴伐利亞開(kāi)啟合作到今年7月才修得正果——由25位研究人員（主要都是當(dāng)年參會(huì)的科學(xué)家）組成的團(tuán)隊(duì)給出了41年來(lái)的首個(gè)新答案。答題的訣竅在“氣候敏感性”（climate sensitivity）的計(jì)算上。（氣候敏感性是指在大氣中二氧化碳濃度倍增后，地表溫度年平均值會(huì)升高多少。評(píng)估這項(xiàng)指標(biāo)會(huì)涉及大量的不確定因素，可以說(shuō)費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)錢(qián)，且常因計(jì)算方法及資源有限而難以實(shí)現(xiàn)。）論文作者之一、美國(guó)宇航局（NASA）的氣候科學(xué)家凱特?馬維爾（Kate Marvel）表示：“氣候敏感性的評(píng)估方法大大減少了預(yù)測(cè)的不確定性。這幫助我們搞清楚了氣溫到底會(huì)不會(huì)隨大氣二氧化碳量的增加而升高。”

這份新論文發(fā)現(xiàn)：大氣二氧化碳含量的倍增，可能使地表平均溫度升高2.6～3.9攝氏度。此前的研究將升溫區(qū)間定在1.5～4.5攝氏度。新研究的最大突破在于完全排除了“碳排放不會(huì)引發(fā)氣候變暖”的可能。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，如果大氣二氧化碳含量增加一倍，人類(lèi)沒(méi)有任何方法將地球的升溫控制在2.3攝氏度以下。另一方面，他們對(duì)于升溫幅度過(guò)大（6攝氏度）的可能性的評(píng)估，相比過(guò)去低了不少。馬維爾說(shuō)道：“‘我們會(huì)沒(méi)事’的概率為0，‘我們要完了’的概率很低?！?/p>

同行們視此項(xiàng)研究為本領(lǐng)域的里程碑。德國(guó)馬克斯?普朗克研究所的大氣科學(xué)家比約恩?史蒂文斯（Bjorn Stevens）告訴我：“這是一項(xiàng)非常重要的研究。它告訴我們，我們對(duì)地球系統(tǒng)實(shí)際的理解比我們?cè)詾榈囊谩！痹?015年的一篇論文中，他提出了一種改進(jìn)氣候敏感性評(píng)估的方法，并幫助組織了前文提到的巴伐利亞研討會(huì)，不過(guò)他不在此項(xiàng)新研究的作者行列。

無(wú)黨派智囊機(jī)構(gòu)尼斯坎南中心的氣候科學(xué)家兼氣候政策主管約瑟夫?馬伊庫(kù)特（Joseph Majkut）通過(guò)電子郵件告訴我：“這項(xiàng)研究可能不會(huì)影響我們對(duì)氣候變化的基本看法。盡管在變暖的可能性方面存在爭(zhēng)議，但我們對(duì)氣候敏感性的關(guān)鍵估計(jì)還是相當(dāng)一致的（二氧化碳量增加一倍，氣溫跟著升3攝氏度左右）。這項(xiàng)研究沒(méi)提出任何打破以往觀點(diǎn)的論斷，但將‘縮小可能范圍’這件事做得相當(dāng)完善，我們現(xiàn)在有了一個(gè)百分百確定的結(jié)論?！?/p>

馬伊庫(kù)特接著說(shuō)道：“當(dāng)然，這些研究結(jié)果沒(méi)法改變那群抱著無(wú)所謂態(tài)度的想法——他們承認(rèn)全球變暖是真實(shí)發(fā)生的，也承認(rèn)這確實(shí)是由人類(lèi)活動(dòng)引起的，但也堅(jiān)定地認(rèn)為變暖的后果并不嚴(yán)重——‘氣溫升高2度，升就升咯，死不了人?！?/p>

自從阿累尼烏斯于1896年第一次思考?xì)夂蛎舾行詥?wèn)題，這一概念幾經(jīng)修改。在20世紀(jì)初期的大部分時(shí)間里，科學(xué)家們并未對(duì)二氧化碳的增溫作用進(jìn)行過(guò)多評(píng)估，因?yàn)樗魵獗灰暈橐环N影響更大的溫室氣體。直到英國(guó)化學(xué)家蓋伊?卡倫達(dá)爾（Guy Callendar）于20世紀(jì)40年代后期重新審視二氧化碳與氣溫的關(guān)系，阿累尼烏斯的概念才又得到研究者重視。1964年，美國(guó)氣候?qū)W家查爾斯?基林（Charles Keeling）指出，卡倫達(dá)爾和阿累尼烏斯沒(méi)錯(cuò)，二氧化碳一直在以他們預(yù)測(cè)的方式讓地球升溫。

美國(guó)氣象學(xué)家朱爾?查尼（Jule Charney）經(jīng)過(guò)15年的努力，與其他氣候?qū)W家以及建模專(zhuān)家一起，對(duì)氣候敏感性做了第一次現(xiàn)代意義上的估算。他們認(rèn)為，氣候敏感性在1.5～4.5攝氏度之間。馬維爾說(shuō)道：“這個(gè)數(shù)字真正令人沮喪的地方在于，他們第一輪的模擬計(jì)算得到了1.5～4.5攝氏度的范圍，下一輪采用更復(fù)雜的模型，還是計(jì)算出了相同的范圍?！?/p>

在查尼等人首次嘗試的十年之后，政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（由聯(lián)合國(guó)領(lǐng)導(dǎo)的全球科學(xué)家小組，簡(jiǎn)稱(chēng)IPCC）著手重新評(píng)估氣候敏感性。1991年，他們做了第一次探討氣候變化的證據(jù)和影響的綜合報(bào)告，給出了和查尼他們一樣的結(jié)論。1995年的第二次報(bào)告，結(jié)果仍未發(fā)生變化。2001年的第三次，2007年的第四次，以及2014年的第五次，大家持之以恒地失望著。人們問(wèn)道：“氣候科學(xué)家到底怎么了？”

氣候敏感性是一個(gè)技術(shù)概念，它的主要任務(wù)就是準(zhǔn)確描述大氣中二氧化碳含量與地球表面溫度之間的關(guān)系。馬維爾等人的新論文長(zhǎng)達(dá)150多頁(yè)——對(duì)于科學(xué)論文來(lái)說(shuō)，篇幅無(wú)論如何都太長(zhǎng)了。他們以計(jì)算機(jī)模型為框架，基于地球早期的氣候記錄，以及過(guò)去一個(gè)半世紀(jì)以來(lái)的全球氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，開(kāi)展模擬計(jì)算。作者團(tuán)隊(duì)想精確地知道，如果大氣層中的二氧化碳含量瞬間增加一倍，會(huì)發(fā)生什么。

當(dāng)然，現(xiàn)實(shí)世界的二氧化碳倍增并非一蹴而就，論文里的設(shè)定及其引發(fā)的后果肯定與實(shí)際情況（總量增加一倍差不多需要一個(gè)半世紀(jì)）存在出入。另一方面，氣候變化也可能反過(guò)來(lái)加劇溫室效應(yīng)。例如，如果失控的野火燒毀了數(shù)百萬(wàn)平方英里的森林，那么存在于樹(shù)木中的碳將進(jìn)入大氣。（當(dāng)然，這種反饋不能用氣候敏感性來(lái)衡量。）

史蒂文斯表示，這項(xiàng)新工作可能代表了氣候科學(xué)領(lǐng)域某個(gè)時(shí)代的終結(jié)。從此以后，政策制定者們對(duì)氣候敏感性的了解會(huì)比以往任何時(shí)候都更全面。雖然還沒(méi)完全摸清全球變暖對(duì)不同地區(qū)氣候的影響，但我們已經(jīng)能斷定，大氣中二氧化碳的倍增必然產(chǎn)生巨大影響。史蒂文斯說(shuō)道：“我認(rèn)為研究人員已經(jīng)在前者上做出了極為出色的工作。這可能就是問(wèn)題的正確答案。”

資料來(lái)源 The Atlantic