在 《氣候變化:我們知道和不知道的3件事》 中,我們選編了 《新科學(xué)家》系列文章 ,對氣候變化的基本現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。而整個地球、世界各地、人類生活都將在氣候變化中受到怎樣的影響?本文將繼續(xù)選取證據(jù),列舉我們現(xiàn)在對這一問題,所了解和不了解的各個方面。
我們不知道:各個地區(qū)分別會變成什么樣
即使地球平均氣溫上升僅2度,仍然會引起一些相當(dāng)劇烈的變化。哪些地方會變成熱帶天堂?哪些地方會變成潮濕地獄?哪些地方會變成沙漠?為了未來做打算,知道這些很有用。
不幸的是,我們并不清楚。大體情況是熱帶地區(qū)會擴(kuò)張,并且變得更濕潤;熱帶地區(qū)邊緣的干燥地區(qū)會更干燥,并且往極點移動;高緯度地區(qū)會變得更溫暖,更潮濕。
但要說更精確的細(xì)節(jié),人們觀點就很難一致了。一些氣候模型專家甚至認(rèn)為,對地球氣候變化進(jìn)行細(xì)節(jié)方面的預(yù)測是一種誤導(dǎo),因為,某種程度上,這意味著尚不存在的未來情況得到了確認(rèn)。
我們的問題在于,我們不清楚自己會怎么做。比如,2100年亞馬遜雨林會剩下多少?這會對當(dāng)?shù)亟涤旰蜏囟仍斐芍匾绊憜幔?/p>
這也是個氣候模型解析的問題。為了使計算可控,氣候模型將大氣層分成幾大塊;對地區(qū)氣候進(jìn)行預(yù)測,就相當(dāng)于“放大”這些模型,又好比利用不相連的地區(qū)模型,使用遠(yuǎn)非理想的方法。
更重要的是,模擬一些對地方氣候有重大影響的現(xiàn)象時,地球氣候模型表現(xiàn)很差勁。比如,墨西哥灣暖流可以使西歐變暖,而正是大西洋水循環(huán)形成了灣流;如果這一循環(huán)減速或者完全停止,南半球會變得更熱,而美洲東北部和歐洲卻比往常冷,亞洲雨季可能不會如期開始。不能好好把握這些變化,我們對地區(qū)氣候變化的預(yù)測就可能錯的離譜。
我們知道:海平面將上升許多
海洋變暖后會膨脹。陸地上的冰融化或滑落入海,也會使海平面上升。如果格陵蘭島和南極大陸的冰都融化,海平面會上升超過60米。
今天,我們正處于溫暖的冰期末期。過去50萬年里,有幾個相對溫暖的間冰期,那時氣溫比現(xiàn)在高了不到1度,海平面大概比現(xiàn)在高5米。約300萬年前,氣溫比過去幾千年的平均氣溫高出一兩度,海平面比現(xiàn)在高了至少25米。
通過研究過去百萬年氣溫與海平面的關(guān)系,人們發(fā)現(xiàn)溫度每升高1度,海平面最終會因此上升20米。
那么,溫度如果上升2度,海平面的變化就非常值得人警惕了。至于要有多警惕,還得看大冰蓋在氣候變化過程中會融化的有多快----這又是我們不知道的。
我們不知道:海平面上升有多快
如果大冰蓋融化是一個緩慢的過程,可能持續(xù)幾千年,那么我們也許在海平面大幅度上升前還有時間讓地球降溫;如果大冰蓋對溫度上升反應(yīng)迅速,我們的后代就可能會要生活在一個海岸線大幅改變的新世界。
有多少余地夠我們回旋還不得而知。過去冰川融化的歷史并不能幫助我們了解多少。冰川融化可以很快:上一個冰期,北美洲冰蓋消失;一個世紀(jì)內(nèi),海平面有時上升幅度超過一米。格陵蘭島的冰蓋是否也會這么快融化?我們還不清楚。
為了精確地預(yù)測海平面上升速度,我們首先要知道地球會變得多熱。前文 《氣候變化:我們知道和不知道的3件事》 里討論過,我們并不清楚地球氣溫會上升多少;其次,我們也不知道會有多少額外的熱量傳遞給冰蓋。不久以前,人們認(rèn)為冰蓋融化的主要原因是變暖和的空氣。但目前看來,溫度升高的海水已經(jīng)開始發(fā)揮重要作用。
這是個壞消息。溫暖的海水比空氣更能加速冰的融化。暖流會融化漂浮的冰架,而正是這些冰架擋住了陸地上的冰。更糟糕的是,有的地方和南極西部地區(qū)一樣,冰蓋所在的陸地比海平面要低,會直接暴露于溫暖的海水中。
直到最近,IPCC預(yù)測,隨著氣候變暖,大氣水分增加,降雪增多,21世紀(jì)南極大陸冰蓋會增長。
但是,地面上的圖景看起來非常不同。衛(wèi)星測量顯示,南極大陸和格陵蘭島的冰都已經(jīng)在大量消失,而且融化速度還在加快。我們還不知道這一勢頭是否會繼續(xù),但按照目前的趨勢,到2100年海平面僅僅因為冰層融化就會上升0.5米。將這一圖景擴(kuò)展到全球,許多冰川學(xué)家現(xiàn)在認(rèn)為,到2100年海平面可能至少要上升1米。對一些小島國家來說,這可是個壞消息。同樣,對于一些城市----比如倫敦、紐約和上海,以及人口稠密的低洼地區(qū)----比如荷蘭、孟加拉國和美國佛羅里達(dá)州,也都面臨危機(jī)。
最壞的情況是,一旦冰川融化,強(qiáng)烈的正反饋作用開始進(jìn)行。比如,隨著冰蓋融化,表面降低,接觸到更溫暖的空氣。如果是這樣,海平面會加速上升。
我們不知道:生活會受到多大威脅
如果我們有足夠時間去適應(yīng)的話,一個二氧化碳濃度更高、氣候更加溫暖潮濕的地球能供養(yǎng)更多生命。問題是,對今天的動植物和人類來說,我們都已經(jīng)適應(yīng)過去幾千年異常穩(wěn)定的氣候。
現(xiàn)在,氣候正迅速變暖,而且可能比過去幾百萬年都熱,同時我們可以預(yù)見,未來氣候?qū)⒉辉俜€(wěn)定。
這可謂一大挑戰(zhàn)。許多物種可能為了找到一個溫度適宜的環(huán)境,不得不遷徙。為了和食物出現(xiàn)的時間同步,動物必須改變繁殖和遷徙的時間。許多物種可能做不到。基于判斷相對保守的溫室效應(yīng),理論研究已經(jīng)進(jìn)行了極端的估計:約1/3或更多陸生物種會滅絕。現(xiàn)實世界中,對溫室效應(yīng)影響的研究已經(jīng)支持了這一結(jié)果。
從居住地到農(nóng)作物的選擇,我們也已經(jīng)適應(yīng)了特定的氣候情況。氣候變暖,連同大洪水和嚴(yán)重干旱災(zāi)害風(fēng)險的加劇,都會給我們造成更多潛在的毀滅性沖擊:饑荒引起的食品價格飛漲,大規(guī)模移民。這些影響會多嚴(yán)重,還得看我們是不是已經(jīng)做好準(zhǔn)備,比如種植能應(yīng)付極端天氣的作物,為野生動物遷徙建造洪水區(qū)域外的走廊。
我們知道:洪災(zāi)和旱災(zāi)會更多
溫暖的空氣包容更多水分:氣溫每上升一度,水分增加約5%。因此氣候變暖會帶來更多降水,下雪下雨的頻率也會更高。這個趨勢已經(jīng)很明確,而且比模型預(yù)測的更強(qiáng)。
降水更密集,洪水就更多。雖然我們不能說某一場洪水爆發(fā)是由于氣候變化,模型卻顯示氣候變化會讓這種災(zāi)害更頻繁且更極端。過去一兩年間,從巴基斯坦到美國,有多次洪災(zāi)爆發(fā),如果不是全球氣候變暖,這些洪災(zāi)可能也不會打破那么多記錄。
盡管世界大部分地區(qū)平均降雨會增多,干旱期還是會不時出現(xiàn)。旱期來臨時,高溫下土壤會更快變干。一旦土壤干透,太陽的熱量就不會使水分蒸發(fā),而是直直透入地里,引發(fā)或加劇熱浪。2003年歐洲爆發(fā)的熱浪打破世界記錄,這就是原因之一。
我們不知道:颶風(fēng)會更多嗎?
水變成水蒸氣需要許多熱量。當(dāng)水蒸氣聚集成云,釋放儲存的熱量,會使周圍的空氣變暖;變暖的空氣上升,繼而冷卻,使更多水冷凝,過程一再反復(fù)。這一過程能給極端天氣的形成提供能量,比如雷暴。這就是為什么熱帶氣旋或颶風(fēng)只在溫暖的海洋區(qū)產(chǎn)生。沒有充裕的潮濕空氣供給,它們會很快喪失能量。
隨著未來幾十年低層大氣變得更溫暖潮濕,會有更多能量支持極端天氣形成。不過,這些能量會多久爆發(fā)一次呢?因為需要特定的形成條件,颶風(fēng)出現(xiàn)得相對較少。海平面溫度變得更高,雖然有利于颶風(fēng)形成,但也會產(chǎn)生更猛烈的高層風(fēng)會打散它們。最終結(jié)果可能是颶風(fēng)發(fā)生的次數(shù)減少,但每次的強(qiáng)度變大。隨風(fēng)速增長,颶風(fēng)的破壞性也在加強(qiáng),只消幾個強(qiáng)風(fēng)暴,就比多個低強(qiáng)度風(fēng)暴造成的破壞還要嚴(yán)重。
在溫和的北緯地區(qū),情況可能好一些。來自極點的冷空氣和熱帶的暖空氣交匯,由于溫差引起冬季暴風(fēng)雪;然而,氣候變暖使北極區(qū)和其他地區(qū)的溫差變小,暴風(fēng)雪可能不那么頻繁了。
我們不知道:臨界點會來臨嗎?什么時候?
如果北極地區(qū)突然變冷,海冰會在幾年內(nèi)覆蓋北極。如果格陵蘭島和南極大陸的冰蓋大量融化,使海平面上升一米或更多,則需要幾千年的降雪重新形成冰蓋。這個風(fēng)險實實在在:我們知道,南極西部地區(qū)的冰蓋過去曾坍塌多次,海平面也因此上升至少3米。
我們認(rèn)識到許多類似的危險“臨界點”。亞馬遜雨林可能變成草原,正如8000年前撒哈拉突然干枯。海底的甲烷水合物也可能釋放大量甲烷。
即使沒有臨界點,氣候系統(tǒng)本身也有巨大的慣性。溫室氣體濃度更高,直接結(jié)果就是地表氣溫上升----這也得數(shù)十年后才會變得顯著。有的影響真正起作用也要幾個世紀(jì)后,比如,隨著溫度升高,海洋含氧量下降,在人的時間尺度上這些后果根本不可逆轉(zhuǎn)。其它災(zāi)難比如物種滅絕,大城市被海水淹沒,也是完全不可逆。危險在于,當(dāng)我們意識到就要超越臨界點時,或許做什么都為時已晚。
氣候變化最大的不確定因素
如果物理學(xué)家說,我們還不完全了解重力的原理,你會冒險從摩天大樓上跳下去嗎?
我們確實需要進(jìn)一步了解重力,但跳樓仍然不是個好想法。相似的,關(guān)于氣候我們還有許多地方要探索,但向大氣排放更多溫室氣體仍然不是什么好主意。
科學(xué)的本質(zhì)之一就是不確定性。絕對證據(jù)只存在于數(shù)學(xué)領(lǐng)域?,F(xiàn)實生活中,沒有哪個理論放之四海而皆準(zhǔn),我們只能證明某個理論會犯錯。這種臨時性本不該使人喪失對科學(xué)結(jié)論的信賴。近年來的科學(xué)史反映的,并非人們?nèi)绾瓮品颜J(rèn)定的科學(xué)理論,而是科學(xué)理論逐漸精煉完備的過程。牛頓的引力定律可能會被取代,但在很多地方的應(yīng)用上,它們還是足夠精確。
同樣,即使氣候在未來幾十年的變化和結(jié)果,還具有很大的不確定性,但我們現(xiàn)在還能確定很多事情,其中之一就是大氣層中濃度上升的溫室氣體正在使地球變暖。越來越多的證據(jù)出現(xiàn),并支持對氣候系統(tǒng)的這些解讀。我們希望高估了問題的嚴(yán)重性,但現(xiàn)在看來這點希望在消失。
也許,最大的不確定性根本不在于科學(xué),也不在氣候系統(tǒng),而在于我們自己。
我們會燃盡最后一滴化石燃料嗎?會有驚人的科技進(jìn)展,讓我們實現(xiàn)毫無障礙地使用可再生能源的轉(zhuǎn)變嗎?我們還會在海平面上升后可能被淹沒的地方,建造上海這樣的大城市嗎?
沒人能回答這些問題,可我們知道人類社會屈從于巨大的慣性。即使我們決心要減排,真正“減”或許也得幾十年才能落實??上КF(xiàn)在我們連這個決心都沒有,許多頗有影響力的人甚至還否認(rèn)問題的存在。
許多人也只是“嘴上”關(guān)注氣候問題,這一點也讓人擔(dān)心。許多政客雖然支持抑制全球變暖,卻沒有履行承諾。許多簽署《京都議定書》的國家,也沒能完成最低目標(biāo)。同時,一些歐洲國家一邊制定著更宏偉的2030年前減排目標(biāo),一邊還在投產(chǎn)火電廠。
等我們閉著眼睛都知道必須要采取大力度措施時,遏制氣候朝不利方向變化的最好機(jī)會可能已經(jīng)浪費。就在今天,采取苛刻的措施抑制變暖,還有人懷疑這是否值得,甚至是否必要。或許,最大的未知數(shù)是不知道如何說服當(dāng)代人為保護(hù)長遠(yuǎn)的將來采取行動,更別提如何說服我們的后代。
還有一事可以肯定:只有科學(xué)能揭示,我們的星球?qū)⑷绾伪苊飧F途末路,給數(shù)十億居民提供一個像樣的家園。