重組人類談論氣候的方式

2021年10月19日，暴雨導致恒河水位上漲，印度北阿肯德邦的一處濕婆神雕像遭遇洪水。圖/法新

人們幾乎不可能沒有留意到，2021年（全球范圍的）天氣變得離奇的糟糕。這樣的事情發生在中國，河南的水災導致數百萬人受到影響，300多人因此喪生，此前一年也發生過同樣致命的水災。北美也未能幸免，一個“熱浪穹頂”使加拿大的氣溫升至近50攝氏度，數百人因此死亡，由此引發的野火燒毀了整個城鎮。在歐洲，今年夏天的洪水沖垮了德國、比利時和鄰近國家的數個地區，而南部則出現因極度高溫引發的火情。與此同時，尼泊爾、巴基斯坦和阿富汗的洪水奪走了數百人的生命，美國加州則再次遭遇了創紀錄的野火災情。

如果你認為這些事情皆是有規律可循，那么你是對的。我們是第一代經歷不同天氣類型的人。這些天氣明顯偏離了我們的祖父母、他們的祖父母、再上一輩祖父母們所經歷過的天氣。新的天氣是由人類引起的氣候變化導致的。從颶風到夏季少雨，每種天氣事件均發生在與250年前已完全不同的環境條件下。

氣候變化已經從一個模糊的未來威脅變為日常經歷。全球平均溫度比工業化前略高1攝氏度，大氣中的二氧化碳濃度已超過百萬分之400，海平面上升，極端天氣事件更加頻繁、更高強度地出現，這些都已是明顯的事實。這些變化不僅使天氣更加極端，還對數十年的發展成果造成了威脅，使全世界地區和國家的社會、經濟福祉陷入迫在眉睫的危險。

人類如何改變天氣

生活在當代的人們仍可深深感受到一個始于250年前進程的影響，當時在格拉斯哥的一個實驗室，蘇格蘭機械工程師、發明家詹姆斯·瓦特發明了“一種可以在火力發動機中減少蒸汽和燃料消耗的新方法”。他和他的蒸汽引擎為機械功率和機車鋪平了道路，也喚醒了人類對煤炭、石油和天然氣的貪婪渴望。此后，數以億噸的燃料從地面開采出來，在發電廠和車輛里燃燒，讓地球熱得像一個溫室。

自詹姆斯·瓦特的發明以來，地球溫度已經升高了1.2攝氏度。二氧化碳排放最初是緩慢增加的，但隨后因工業化而加速。相應地，在1960年之前，全球平均氣溫只緩緩上升了0.2攝氏度，如今整個世界卻已經比從前熱了1.2攝氏度。最熱的年份是2020年和2016年，過去七年已經成為有記錄以來最熱的七年。然而，全球平均氣溫升高1.2攝氏度只是一種抽象的度量。我們不會直接注意到，只會感受到它帶來的后果。全球平均氣溫的變化不會使人喪命，但它帶來的天氣變化卻會。

這上升的1.2攝氏度對我們的天氣造成了重大影響。因為地球大氣通過全球循環是緊密相連的，這個星球上幾乎每個地區的溫度都在升高。在最簡單的情況下，由于無處不在的升溫，熱浪席卷世界的可能性在提升，而寒潮發生的可能性則在降低。

同樣地，當空氣變得更加溫暖，它可以在水分凝結和形成云之前鎖住更多水蒸氣。這些水分可以在大氣和云里停留好幾天。但如果相對濕度超過了100%，它就會以雨雪的形式落下。這是一個簡單的公式：空氣吸收的水分越多，下的雨也會越多。這并不意味著無論我們身在何處，都將經歷熱帶暴雨。雨的數量和強度只是在全球平均層面上升，一些地方雨下得更多，另一些地方則可能更少。然而，雖然升溫導致各地出現更多暴雨，平均降雨量在世界范圍內的變化卻是截然不同的。

氣候變化也在以另一種方式影響天氣。溫室氣體不僅使大氣變得更加溫暖，也改變了它的構成，如同人類所做的那樣，通過增加二氧化碳、甲烷和水蒸氣改變了大氣循環。我們正在改變的是高低氣壓在何時、何處形成，往何處去，何時、何地下雨，風的力量，刮風的季節以及風來自的方向。

這些變化都是有后果的。如今颶風出現在以前不可能出現的地方。海洋變熱，一些地方的水溫第一次超過特定門檻，變得如此溫暖，足以為熱帶氣旋的形成提供能量。數個世紀以來，我們經歷的天氣處在一個穩定的氣候范圍內——但隨著全球變暖，一些人們熟知的降雨、干旱和風暴模式正在被顛覆。

但這是一幅全球圖景。大部分人——從貧窮的農民到各國領導人——想知道的是氣候變化是如何影響了他們生活所在地或者資產所在地的天氣。這也正是我的工作要解決的問題。

將極端事件與氣候變化聯系起來

直到最近，如果你問一個氣候科學家極端天氣事件——熱浪、洪災、干旱——是否與氣候變化有關，你聽到的答案可能都會讓你失望。科學無法找到兩者之間的關聯，我們最多能說隨著地球變熱，某個特定事件將如我們預期的那樣發生得越來越多。

多虧有了歸因科學，這樣的局面發生了變化。在歷史上首次，我們擁有了對單個天氣事件做出可靠陳述的方法。在某種程度上，我們完全改變了氣候科學：我們正在以事實取代對天氣變因的不安感，這是我們過去不曾做到的。在過去30年里，氣候研究人員總是在談論籠統的氣候進程，現在我們可以聚焦于此時此地影響我們的事件。

極端天氣歸因是在虛構的世界里尋找天氣災難。當某個極端事件在真實世界里發生，我們可以非常精確地對事件作出界定，知道我們在尋找什么：什么溫度、持續幾天等等。然后我們可以創建一個地球計算機模型，在這里人類還沒有通過溫室氣體排放改變氣候，并以此作為理解極端天氣事件是否受氣候變化影響的基礎。要做到這一點，我們在一個虛擬世界模擬可能的天氣，然后將其與在一個已經升溫1.2攝氏度的現實世界中可能的天氣進行對比。之后我們在兩個世界進行搜索，看在有多少個模擬的天氣模型符合極端事件的定義。

這究竟意味著什么？首先，我們確定在因人類活動而變熱的這個世界里在某個特定地域，什么天氣是可能的。比如，在北美西北的太平洋會在一個典型的夏天熱到什么程度？在這個已經升溫1.2攝氏度的世界里，我們今年夏天剛剛經歷的最熱的日子是每隔十年發生一次？還是每隔50年或者100年？我們經歷過的極端熱浪有多大可能發生？之后我們再次提出同樣的問題，這一次是在沒有發生氣候變化的虛擬世界里模擬可能的天氣。如果某種天氣事件在某個情境下更可能或者更不可能發生，那很明顯區別的產生是因為氣候變化;這是我們在兩個世界模擬天氣情況的唯一區別。比如，如果某種極端事件出現在我們當下氣候里的頻率是每十年一次，而在沒有氣候變化的世界里則是百年一遇，那么氣候變化使得這一事件以10倍的頻率發生。

在世界天氣歸因——一個成立于2014年的跨大學項目，我是領導之一——我們在幾天或者幾周之內展開歸因研究——有時某個天氣事件還未結束。最近幾個月，除了北美的熱浪，我們還評估了氣候變化與西歐水災以及一場導致法國葡萄歉收的霜凍有何關系。我們正在研究發生在馬達加斯加的嚴重旱災，研究對其的影響。

盡管我們可以非常迅速地對事件展開研究，但我們并非唯一從事事件歸因研究的人。碳簡報網站的數據庫列出了400多個歸因研究，包括很多關于洪災、干旱、熱浪以及其他發生在中國的事件。這些研究中大約10%發現氣候變化與天氣事件并無關聯。這并不意味著10%的事件都未受到氣候變化的影響，因為不是所有事件都展開了歸因研究，但這表明進行歸因分析的好處，它要好于假設溫室氣體排放要為每一個天氣事件負責。極端天氣常常因為人類活動變得更糟，但有時它只是正常的天氣現象，或者純粹是運氣不佳。

歸因科學對規劃和訴訟的意義

這一新的科學回答了很多人在極端天氣發生時想要問的問題：氣候變化是一個影響因素嗎？但它不僅僅是滿足好奇心的工具——它還有著重要的實踐意義。

理解氣候變化如何影響了天氣的后果之一是它可以讓官員和投資者確保我們這個世界為將來的氣候做了更周全的準備。只有當我們知道哪種天氣事件更可能在哪個季節和哪些地域發生，對災難預防和管理的投入才能得到有效部署。

這可以挽救生命，維護繁榮。當人們制定計劃——無論主題和規模如何——他們都聚焦于風險和成本。他們也需要知道愿意承擔哪些風險。但為了做到這一點，他們首先需要知道風險到底是什么。隨著全球升溫，很多風險——比如一場足以沖毀河堤的暴雨——正在改變發生頻率，從很罕見的也許是300年一遇變得更加頻繁，比如80年一遇。規劃者可能只會針對比百年一遇更頻繁的事件為城市設防，現在他們需要知道這些改變的可能性，為過去不太可能發生的極端事件采取行動。

歸因不僅是理解此刻正在發生什么的工具：它還能告訴我們發生極端天氣的可能性如何在變，當世界持續變暖我們可能會遭遇什么。我們用于計算氣候變化如何改變天氣的方法不僅適用于過去。我們可以把現實世界和一個沒有氣候變化的世界以及未來世界進行對比——允許我們模擬地球在不同程度變熱場景下的天氣，展示溫室氣體持續排放對未來風險造成的后果。不過，盡管這些工具已經存在，很多城市規劃者卻未能擁抱它們以及由氣候變化帶來的新挑戰。在我的祖國德國，今年夏天發生的毀滅性洪水很清楚地表明我們未能為今天的極端天氣事件做好充分準備，更不必提未來的極端天氣。

歸因科學第二個可以運用的地方是，它很有可能用于對天氣變化承擔責任的法律案件中。未來我們會看到越來越多的能源公司被傳喚至法庭。第一起基于極端天氣事件、海平面上升以及它們與氣候變化關聯的訴訟已經啟動。有了歸因研究的幫助，這些公司將被迫為造成氣候相關的破壞向那些沒有游說力量支撐的人進行賠償。

這一方法始于2009年的基瓦利納。基瓦利納是阿拉斯加西北部的一個村莊，居住著400名因紐皮雅特人。基瓦利納常在冬天遭遇暴風雪。在很長一段時間里，一道海冰的屏障向它提供了保護。但氣候變化導致這些屏障融化，冬天的暴風雪將村莊淹沒在海里，并侵蝕了海岸線。由此造成的后果是，村里的建筑物都面臨掉進白令海的危險，居民只好被迫重新尋找家園。村民認為一些人和公司對此負有責任，對他們展開了訴訟，比如石油公司埃克森美孚和煤炭公司皮博迪能源。原告認為，這些公司在燃燒化石燃料導致的氣候影響上有意欺騙公眾。除了指控它們提供虛假信息，這起案件還新增了一個角度：為失去的村莊提供賠償。

這起訴訟以失敗告終，因為法庭認為這是美國國會而非法院的責任，法院無法認定村莊消亡的原因——但隨著歸因科學的發展，對這些污染方進行成功訴訟的可能性在加大。最近的一些研究已經計算出特定極端事件造成的金融損失，而這些事件可以歸因于氣候變化。比如最近的研究發現人類行為引起的海平面上升加重了2012年“桑迪”颶風在美國東海岸造成的破壞，帶來了額外81億美元的損失。另一項研究發現氣候變化要為2017年颶風“哈維”在得克薩斯造成的670億美元損失負責。此前的訴訟忽略了這樣的分析，部分是因為缺少具體數字，部分是因為當事人和法官對最新的科學缺乏認識。把這與氣候變化責任的證據結合起來可以彌補差距，法院需要這樣的信息來做出為極端天氣事件造成的破壞進行賠償的判定。

誰來承擔這些損失？答案之一是化石燃料公司。根據加州地理學家理查德·黑德的研究，90個實體貢獻了全球范圍內從1751年至2010年間63%的溫室氣體排放。其中一半的排放是從1988年才進入大氣——在政府間氣候變化專門委員會（IPCC）成立之后，我們都意識到氣候變化是存在的，它是一種威脅，可被測量。黑德的碳清單可以用來決定個體公司的具體貢獻。根據這份清單，沙特國有能源公司阿美石油和美國石油巨頭雪佛龍以及埃克森美孚分別要為自工業化以來全球溫室氣體排放承擔高于3%的責任。英國石油公司BP、俄羅斯天然氣巨頭Gazprom、荷蘭皇家殼牌以及伊朗國家石油公司則分別要承擔超過2%的責任。我們知道這些排放對全球平均溫度的影響，這意味著我們可以完成因果證據鏈，從而使石油巨頭為氣候變化承擔責任并公平地分配責任。

另一個方法是聚焦國家。盡管統計企業對氣候變化的責任比較困難，計算國家的責任卻容易一些，因為全球都有這樣的排放報告。取決于是從工業化以來還是更近的時間來計算排放，我們發現當前大約三分之一或者五分之二的變暖是由美國、歐盟和中國的排放造成的。

無論你把目光投向何處，氣候變化都帶來了明顯的損失：孟加拉國、美國東海岸、小島國家以及印尼，這個有著大量低地的國家在2018年10月遭遇嚴重海嘯。有鑒于此，讓人更震驚的是這一問題在很長一段時間里很少被談及，在這么多年的氣候變化峰會上也很少發揮作用。但氣候變化導致的破壞正越來越多地轉化為經濟損失，大家都知道損失金額，全世界的政客都將面臨如何找到解決方案的壓力。

我不會冒險預測這樣的氣候訴訟在未來會帶來什么效應。但有一件事情是確定的：討論的話題將從富裕國家和公司需要如何幫助窮國轉向如何克服氣候變化的影響。那些不認真著手減少溫室氣體排放的國家和企業應該對潛在的法律行動最感憂慮。

持續排放的后果

極端天氣歸因對于理解我們的世界是一個巨大進步。它讓我們得以回答一些關于事件的基本問題，這些事件引發了愈發嚴重的破壞;它幫助規劃者為一個比今天更熱、更危險的世界做好準備;它可能為那些極端事件受害者尋求賠償打開了道路。歸因將真實世界的經歷和氣候模型預測連接在了一起。

但也許最重要的是，它告訴我們這個世界在近幾十年所做的選擇以及我們今天面臨的選擇。數十年來，決策者想要完全忽視氣候科學是很難的，尤其在第一份政府間氣候變化報告于1990年發布之后。然而面對越來越多關于全球變暖后果的證據以及越來越可靠的損失成本預測，很多人卻繼續無所作為。

歸因科學讓這些無知變得愈發無法維系，它連接了過去、現在和未來，闡明我們如何到了現在所處的地方，我們會因現在和不久的將來所做的決定而面臨什么。只是升溫了1.2攝氏度，世界已經開始經歷有記錄以來從未有過的致命事件，這些在工業化前的氣候中確實是不可能發生的。進一步的升溫將使世界上更多的人陷入史無前例的災難風險。

氣候科學家預見到幾十年來的這些變化，排放量每年都在持續增長。隨著時間的流逝，問題進一步惡化，災難性天氣事件已經證明了科學的正確。最慘痛的代價在由這些人承受：發展中國家的人、戶外工作的人、無法承擔保險的人，他們總是在承受代價。逐漸提升的成本將主要由那些在上世紀60年代、70年代、80年代和90年代還未出生的人承擔，而在這些年代里有影響力的人選擇忽視氣候變化。

只要排放到大氣的溫室氣體繼續增加，全球溫度也將持續上升。一旦實現了二氧化碳凈零排放，溫度將很快停止攀升。這帶來了一線希望，但也給政府和主要企業帶來壓力。愈發極端的天氣給每個人帶來的風險很明確;我們也看到了迅速減少溫室氣體排放的好處。但在這一切實現之前，世界將進一步踏入危險的未知。

本文作者弗里德里克·奧托博士今年9月被《時代》雜志評為世界上最有影響力的100人之一。她最近加入了帝國理工學院的倫敦格蘭瑟姆氣候變化與環境研究所，擔任高級講師。此前她在牛津大學環境變化研究所擔任副主任。她是世界天氣歸因組織的聯合創始人，這一組織就氣候變化對特定天氣事件的影響進行量化研究;翻譯：江瑋;編輯：郝洲