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气候变化,究竟如何影响我们?
#环境
在 《气候变化:我们知道和不知道的3件事》 中,我们选编了 《新科学家》系列文章 ,对气候变化的基本现状进行了介绍。而整个地球、世界各地、人类生活都将在气候变化中受到怎样的影响?本文将继续选取证据,列举我们现在对这一问题,所了解和不了解的各个方面。

我们不知道:各个地区分别会变成什么样

/gkimage/vl/cr/on/vlcron.png 即使地球平均气温上升仅2度,仍然会引起一些相当剧烈的变化。哪些地方会变成热带天堂?哪些地方会变成潮湿地狱?哪些地方会变成沙漠?为了未来做打算,知道这些很有用。 不幸的是,我们并不清楚。大体情况是热带地区会扩张,并且变得更湿润;热带地区边缘的干燥地区会更干燥,并且往极点移动;高纬度地区会变得更温暖,更潮湿。 但要说更精确的细节,人们观点就很难一致了。一些气候模型专家甚至认为,对地球气候变化进行细节方面的预测是一种误导,因为,某种程度上,这意味着尚不存在的未来情况得到了确认。 我们的问题在于,我们不清楚自己会怎么做。比如,2100年亚马逊雨林会剩下多少?这会对当地降雨和温度造成重要影响吗? 这也是个气候模型解析的问题。为了使计算可控,气候模型将大气层分成几大块;对地区气候进行预测,就相当于“放大”这些模型,又好比利用不相连的地区模型,使用远非理想的方法。 更重要的是,模拟一些对地方气候有重大影响的现象时,地球气候模型表现很差劲。比如,墨西哥湾暖流可以使西欧变暖,而正是大西洋水循环形成了湾流;如果这一循环减速或者完全停止,南半球会变得更热,而美洲东北部和欧洲却比往常冷,亚洲雨季可能不会如期开始。不能好好把握这些变化,我们对地区气候变化的预测就可能错的离谱。

我们知道:海平面将上升许多

/gkimage/h2/dz/7v/h2dz7v.png 海洋变暖后会膨胀。陆地上的冰融化或滑落入海,也会使海平面上升。如果格陵兰岛和南极大陆的冰都融化,海平面会上升超过60米。 今天,我们正处于温暖的冰期末期。过去50万年里,有几个相对温暖的间冰期,那时气温比现在高了不到1度,海平面大概比现在高5米。约300万年前,气温比过去几千年的平均气温高出一两度,海平面比现在高了至少25米。 通过研究过去百万年气温与海平面的关系,人们发现温度每升高1度,海平面最终会因此上升20米。 那么,温度如果上升2度,海平面的变化就非常值得人警惕了。至于要有多警惕,还得看大冰盖在气候变化过程中会融化的有多快----这又是我们不知道的。

我们不知道:海平面上升有多快

/gkimage/13/xo/8d/13xo8d.png 如果大冰盖融化是一个缓慢的过程,可能持续几千年,那么我们也许在海平面大幅度上升前还有时间让地球降温;如果大冰盖对温度上升反应迅速,我们的后代就可能会要生活在一个海岸线大幅改变的新世界。 有多少余地够我们回旋还不得而知。过去冰川融化的历史并不能帮助我们了解多少。冰川融化可以很快:上一个冰期,北美洲冰盖消失;一个世纪内,海平面有时上升幅度超过一米。格陵兰岛的冰盖是否也会这么快融化?我们还不清楚。 为了精确地预测海平面上升速度,我们首先要知道地球会变得多热。前文 《气候变化:我们知道和不知道的3件事》 里讨论过,我们并不清楚地球气温会上升多少;其次,我们也不知道会有多少额外的热量传递给冰盖。不久以前,人们认为冰盖融化的主要原因是变暖和的空气。但目前看来,温度升高的海水已经开始发挥重要作用。 这是个坏消息。温暖的海水比空气更能加速冰的融化。暖流会融化漂浮的冰架,而正是这些冰架挡住了陆地上的冰。更糟糕的是,有的地方和南极西部地区一样,冰盖所在的陆地比海平面要低,会直接暴露于温暖的海水中。 直到最近,IPCC预测,随着气候变暖,大气水分增加,降雪增多,21世纪南极大陆冰盖会增长。 但是,地面上的图景看起来非常不同。卫星测量显示,南极大陆和格陵兰岛的冰都已经在大量消失,而且融化速度还在加快。我们还不知道这一势头是否会继续,但按照目前的趋势,到2100年海平面仅仅因为冰层融化就会上升0.5米。将这一图景扩展到全球,许多冰川学家现在认为,到2100年海平面可能至少要上升1米。对一些小岛国家来说,这可是个坏消息。同样,对于一些城市----比如伦敦、纽约和上海,以及人口稠密的低洼地区----比如荷兰、孟加拉国和美国佛罗里达州,也都面临危机。 最坏的情况是,一旦冰川融化,强烈的正反馈作用开始进行。比如,随着冰盖融化,表面降低,接触到更温暖的空气。如果是这样,海平面会加速上升。

我们不知道:生活会受到多大威胁

/gkimage/bu/bo/mb/bubomb.png 如果我们有足够时间去适应的话,一个二氧化碳浓度更高、气候更加温暖潮湿的地球能供养更多生命。问题是,对今天的动植物和人类来说,我们都已经适应过去几千年异常稳定的气候。 现在,气候正迅速变暖,而且可能比过去几百万年都热,同时我们可以预见,未来气候将不再稳定。 这可谓一大挑战。许多物种可能为了找到一个温度适宜的环境,不得不迁徙。为了和食物出现的时间同步,动物必须改变繁殖和迁徙的时间。许多物种可能做不到。基于判断相对保守的温室效应,理论研究已经进行了极端的估计:约1/3或更多陆生物种会灭绝。现实世界中,对温室效应影响的研究已经支持了这一结果。 从居住地到农作物的选择,我们也已经适应了特定的气候情况。气候变暖,连同大洪水和严重干旱灾害风险的加剧,都会给我们造成更多潜在的毁灭性冲击:饥荒引起的食品价格飞涨,大规模移民。这些影响会多严重,还得看我们是不是已经做好准备,比如种植能应付极端天气的作物,为野生动物迁徙建造洪水区域外的走廊。

我们知道:洪灾和旱灾会更多

/gkimage/0h/5z/ym/0h5zym.png 温暖的空气包容更多水分:气温每上升一度,水分增加约5%。因此气候变暖会带来更多降水,下雪下雨的频率也会更高。这个趋势已经很明确,而且比模型预测的更强。 降水更密集,洪水就更多。虽然我们不能说某一场洪水爆发是由于气候变化,模型却显示气候变化会让这种灾害更频繁且更极端。过去一两年间,从巴基斯坦到美国,有多次洪灾爆发,如果不是全球气候变暖,这些洪灾可能也不会打破那么多记录。 尽管世界大部分地区平均降雨会增多,干旱期还是会不时出现。旱期来临时,高温下土壤会更快变干。一旦土壤干透,太阳的热量就不会使水分蒸发,而是直直透入地里,引发或加剧热浪。2003年欧洲爆发的热浪打破世界记录,这就是原因之一。

我们不知道:飓风会更多吗?

/gkimage/e5/hj/uk/e5hjuk.png 水变成水蒸气需要许多热量。当水蒸气聚集成云,释放储存的热量,会使周围的空气变暖;变暖的空气上升,继而冷却,使更多水冷凝,过程一再反复。这一过程能给极端天气的形成提供能量,比如雷暴。这就是为什么热带气旋或飓风只在温暖的海洋区产生。没有充裕的潮湿空气供给,它们会很快丧失能量。 随着未来几十年低层大气变得更温暖潮湿,会有更多能量支持极端天气形成。不过,这些能量会多久爆发一次呢?因为需要特定的形成条件,飓风出现得相对较少。海平面温度变得更高,虽然有利于飓风形成,但也会产生更猛烈的高层风会打散它们。最终结果可能是飓风发生的次数减少,但每次的强度变大。随风速增长,飓风的破坏性也在加强,只消几个强风暴,就比多个低强度风暴造成的破坏还要严重。 在温和的北纬地区,情况可能好一些。来自极点的冷空气和热带的暖空气交汇,由于温差引起冬季暴风雪;然而,气候变暖使北极区和其他地区的温差变小,暴风雪可能不那么频繁了。

我们不知道:临界点会来临吗?什么时候?

/gkimage/9d/wm/vi/9dwmvi.png 如果北极地区突然变冷,海冰会在几年内覆盖北极。如果格陵兰岛和南极大陆的冰盖大量融化,使海平面上升一米或更多,则需要几千年的降雪重新形成冰盖。这个风险实实在在:我们知道,南极西部地区的冰盖过去曾坍塌多次,海平面也因此上升至少3米。 我们认识到许多类似的危险“临界点”。亚马逊雨林可能变成草原,正如8000年前撒哈拉突然干枯。海底的甲烷水合物也可能释放大量甲烷。 即使没有临界点,气候系统本身也有巨大的惯性。温室气体浓度更高,直接结果就是地表气温上升----这也得数十年后才会变得显著。有的影响真正起作用也要几个世纪后,比如,随着温度升高,海洋含氧量下降,在人的时间尺度上这些后果根本不可逆转。其它灾难比如物种灭绝,大城市被海水淹没,也是完全不可逆。危险在于,当我们意识到就要超越临界点时,或许做什么都为时已晚。

气候变化最大的不确定因素

如果物理学家说,我们还不完全了解重力的原理,你会冒险从摩天大楼上跳下去吗? 我们确实需要进一步了解重力,但跳楼仍然不是个好想法。相似的,关于气候我们还有许多地方要探索,但向大气排放更多温室气体仍然不是什么好主意。 科学的本质之一就是不确定性。绝对证据只存在于数学领域。现实生活中,没有哪个理论放之四海而皆准,我们只能证明某个理论会犯错。这种临时性本不该使人丧失对科学结论的信赖。近年来的科学史反映的,并非人们如何推翻已认定的科学理论,而是科学理论逐渐精炼完备的过程。牛顿的引力定律可能会被取代,但在很多地方的应用上,它们还是足够精确。 同样,即使气候在未来几十年的变化和结果,还具有很大的不确定性,但我们现在还能确定很多事情,其中之一就是大气层中浓度上升的温室气体正在使地球变暖。越来越多的证据出现,并支持对气候系统的这些解读。我们希望高估了问题的严重性,但现在看来这点希望在消失。 也许,最大的不确定性根本不在于科学,也不在气候系统,而在于我们自己。 我们会燃尽最后一滴化石燃料吗?会有惊人的科技进展,让我们实现毫无障碍地使用可再生能源的转变吗?我们还会在海平面上升后可能被淹没的地方,建造上海这样的大城市吗? 没人能回答这些问题,可我们知道人类社会屈从于巨大的惯性。即使我们决心要减排,真正“减”或许也得几十年才能落实。可惜现在我们连这个决心都没有,许多颇有影响力的人甚至还否认问题的存在。 许多人也只是“嘴上”关注气候问题,这一点也让人担心。许多政客虽然支持抑制全球变暖,却没有履行承诺。许多签署《京都议定书》的国家,也没能完成最低目标。同时,一些欧洲国家一边制定着更宏伟的2030年前减排目标,一边还在投产火电厂。 等我们闭着眼睛都知道必须要采取大力度措施时,遏制气候朝不利方向变化的最好机会可能已经浪费。就在今天,采取苛刻的措施抑制变暖,还有人怀疑这是否值得,甚至是否必要。或许,最大的未知数是不知道如何说服当代人为保护长远的将来采取行动,更别提如何说服我们的后代。 还有一事可以肯定:只有科学能揭示,我们的星球将如何避免穷途末路,给数十亿居民提供一个像样的家园。
本文编译自 Climate change: What we do–and don't–know