“度”量气候变化

2011.02.12

戴维·别洛

2009年12月，全球领导人齐聚哥本哈根，为气候变化之争更添了几分火爆。这是因为，虽然人类想要避免的灾难相当明确──首当其冲的就是火灾、洪水和干旱，但阻止气候变暖采用哪种策略更正确，就没这么明确了。尽管努力了几十年，但无论是温度还是大气中温室气体的浓度，科学家都没能掌握一个“度”──一个超过它就会带来灾难的临界值。

美国斯坦福大学的气候学家斯蒂芬·施奈德(Stephen Schneider)说，如果要明确定义气候相对于气候变化推动力(如不断升高的大气CO₂水平)的灵敏度，“我们知道的并不比1975年时多多少”。上世纪70年代，施奈德率先提出了“气候灵敏度”(climate sensitivity) 这一术语。然而直到现在，“我们知道的也只是：如果增加单位面积上接收的热功率，这个系统就会变热”。

温室气体可以像毯子一样截留太阳的热量，从而增加地面接收的热功率。过去一个世纪以来，它们已经使地球升温了0.75℃左右。科学家能够测出温室气体使地面增加了多少热量(大约每平方米3瓦特)，但我们无法精确定义它对气候变化的影响，因为还有许多其他因素也在发挥作用──比如云对于气候变暖的反馈、气溶胶(aerosol)的冷却作用、海洋对热量和气体的吸收、人类对地貌的改造，甚至阳光强度的自然变化等。美国航空航天局戈达德空间研究所的气候建模专家加文·施密特(Gavin Schmidt)说：“我们或许还得再等上二三十年，21世纪的数据才能积累到足以确定气候灵敏度的程度。”

尽管存在这么多变数，科学家还是在一百多年前就注意到，如果大气中CO₂浓度在工业革命前280 ppm(百万分之一)的基础上翻一番，全球平均气温很可能会上升3℃左右。

但是，对于人类文明的存亡来说，升温到什么程度、增加多少CO₂才是安全的，目前仍停留在主观判断上。欧洲各国政要已达成一致，在2100年之前，要将全球平均气温相对于工业革命之前的上升幅度控制在2℃以内，对应的温室气体浓度约为450 ppm。美国哥伦比亚大学的地球化学家华莱士·布勒克(Wallace Broecker)说：“现在的浓度已经是387 ppm，而且正以每年2 ppm的速度增加。这意味着，浓度达到450ppm只需要30年。到2100年只要能控制在550 ppm，那就已经算走运了。”

戈达德空间研究所的詹姆斯·汉森(James Hansen)主张，大气中温室气体浓度必须降回到350ppm以下，而且必须尽快。用他的话来说，升温“2℃绝对是一场灾难”。他还指出，气候变化的影响近年来明显呈现出愈演愈烈的趋势，“如果还想阻止北极海冰融化这样的危机，恢复地球能量平衡就是必须要做到的事情”。

其他一些科学家，比如英国牛津大学的物理学家迈尔斯·艾伦(Myles Allen)，则从相反的角度分析了这个问题：想要确保安全，大气中还能再增加多少CO₂？根据艾伦及其课题组的研究，要保证增温幅度小于2℃，人类在2050年前只能向大气排放1万亿吨CO₂──而人类现在已经排放了超过一半。换句话说，煤、石油和天然气的已知剩余储量中，人类只能再燃烧1/4。艾伦说：“为了解决这一问题，我们必须完全停止CO₂的净排放。从现在起，排放量必须每年下降2%~2.5%。”

美国明尼苏达大学气候学家乔恩·福利(Jon Foley)参与了一个课题组，给包括气候在内的10大地球系统定义了安全界限，他主张我们应该慎之又慎。他比喻说：“质量守恒定律告诉我们，如果想让浴缸里的水面就维持这么高，要么关小水龙头，要么就必须扩大排水口。(到2050年CO₂)排放量降低80%，是我们能够维持这种稳定状态的唯一途径。” 美国国家科学院已经召集了一个专家组，对适合于美国的“稳定目标”进行评估裁定，预计今年年内会发布一份报告。当然，由于地域不同，是否构成威胁的标准也会有所区别，比如美国佛罗里达州和明尼苏达州的情况就不同，美国和马尔代夫差别就更大了。

且不说将大气中温室气体的浓度降回到350ppm以下，就算只是维持在550ppm以下，就不仅要求人类社会在从工业生产到饮食习惯的方方面面都做出巨大改变，还很可能需要发明新的技术，比方说直接从空气中捕集CO₂。美国哥伦比亚大学的物理学家克劳斯·拉克纳(Klaus Lackner)相信：“空气捕集可以缩小差距。”他正在寻求资助来建造这样一个装置。

缩小差距至关重要，因为过去一个多世纪观测得到的最佳数据显示，气候对于人类活动非常敏感。“一旦超过就会发生不可逆转变化的临界点是存在的，只是我们不知道在哪里，”施奈德指出，“我们只知道，气候越温暖，距离危险也就越近。”

自 《环球科学》2010年第02期