氣候危機不是未來的問題

世界氣象組織發布的《2021年全球氣候狀況》報告顯示，去年六七月份，熱浪與野火席卷北美西部；寒潮和強降雪在北美、俄羅斯和西班牙肆虐；異常降水頻率越來越高，隨之而來的洪水災害在中國鄭州、德國西部、比利時東部以及澳大利亞新南威爾士皆有發生；南美洲則承受了干旱帶來的影響，水資源一度短缺，威脅當地人的生存。

我們已經到了必須面對氣候危機考驗的時候了。

政府間氣候變化專門委員會的第六份報告在描述人類對地球造成的災難性影響時毫不諱言，這份具有里程碑意義的報告的開篇摘要寫道：“毫無疑問，人類的影響使大氣、海洋和陸地變暖。”

自1880年以來，全球平均氣溫上升了1℃多一點，其中三分之二發生在1975年以后，大約每10年上升0.15～0.20℃。根據《巴黎氣候協定》，要在21世紀末將全球溫升控制在工業革命前不超過2℃的水平 （盡力不超過1.5℃）。

表面上看，1～2℃似乎不是很多，但考慮一下：溫度每升高1℃，大氣中的水蒸氣含量就會增加7%，結果是：颶風給沿海地區帶來了前所未有的風暴潮和降雨，毀滅性的降雨沖刷了重要的農田；世界各地千年一遇的洪水越來越多。氣溫每升高1℃，雷擊次數就會增加10%～12%，結果是：出現越來越多的野火。當然，僅僅1℃就決定了你是否有水，因為在0℃時，它會變成冰。這就是為什么在許多專家看來，1.5℃已經成為全球變暖的危險界限。

即便是全球平均變暖1.5～2℃之間的0.5℃差距，《巴黎氣候協定》的跨度和目標區別也是令人震驚的：與升溫2℃相比，升溫1.5℃的地球，城市地區面臨嚴重干旱的人口將減少約6100萬；到2050年，面臨水資源短缺加劇的人口將減少1.84億～2.7億；可以防止150萬～250萬平方公里的凍土融化，而凍土本身是碳和甲烷的主要來源。

我們必須記住，氣候危機不是在氣溫上升1.5℃時開始的，它是地球氣候和天氣模式長期變化的結果。近一個世紀的研究和數據，才讓科學界多數人相信，人類活動可能會改變我們整個星球的氣候。

從證明全球氣溫上升的早期研究，到使用包含80萬年連續地球氣候記錄的冰芯，再到使用超級計算機進行氣候模擬，我們來看看迄今為止氣候變化研究中一些最重要的發現吧——

01 人類可以改變全球氣候的早期跡象

早在古希臘時期，就有人提出人類可以通過砍伐樹木、耕地或灌溉沙漠來改變溫度和影響降雨。

在1930年代的美國沙塵暴之前，一種關于氣候影響的理論一直被廣泛相信，它認為“雨隨犁至”，即耕作土壤和其他農業實踐會導致降雨增加。這一觀點現在已被質疑。

不管準確與否，這些感知到的氣候影響只是局部的。人類能夠以某種方式在全球范圍內改變氣候的想法幾個世紀以來似乎都是遙不可及的。

02 1827年：“溫室效應”理論誕生

英國人把工業革命帶給了世界，開啟了人類現代化的進程。第一次工業革命是以蒸汽機為代表的一場技術革命，同時也是一場能源革命，用煤替代了人力。18世紀中葉前，英國的煤產量在2000萬噸左右。隨著蒸汽機的廣泛使用，到19世紀末，英國的煤最高產量達到1億噸。“火車冒著黑煙，不僅損害田禾，使五谷不生，而且會毒害草地。乳牛聽到火車的轟鳴聲嚇得都不出奶了。”所以狄更斯說，“這是最好的時代，也是最壞的時代”。

1827年，法國物理學家傅里葉提出，以陽光的形式到達地球的能量必須與返回太空的能量相平衡，因為加熱的表面會產出輻射。但是他推斷，其中一部分能量不能返回太空，而是在大氣中保存，以保持地球的溫度。他提出，地球薄薄的一層空氣——即大氣層——的作用就像玻璃溫室一樣，能量通過玻璃墻進入，但又被困在里面，仿佛一個溫暖的房間。

03 1856年：二氧化碳吸熱像海綿一樣

1856年，科學家、女權活動家尤妮斯·牛頓·富特的研究進一步探索了這一理論。她使用玻璃圓筒的實驗證明，在潮濕空氣中，太陽的加熱效應比在干燥空氣中更大，而最高程度的加熱效應發生在一個裝有二氧化碳的圓筒里。尤妮斯的發現影響了愛爾蘭科學家約翰·丁達爾。

3年后，丁達爾發現了不同氣體在長波紅外線輻射下吸熱不等的現象，其中煤氣（含二氧化碳、甲烷和揮發性碳氫化合物）吸收能量的效果特別好。他最終證明，單獨的二氧化碳就像海綿一樣，可以吸收多種波長的陽光。這就證實了大氣中二氧化碳含量與后人所說的溫室效應之間的關聯。而丁達爾本人也被后世譽為“現代氣候科學之父”。

04 1895年：發現二氧化碳和溫度的關系

到了1895年，瑞典化學家斯凡特·阿倫尼烏斯（1903年諾貝爾化學獎得主）開始研究大氣中二氧化碳與地球溫度的關系。他的計算結果表明，如果二氧化碳水平減半，全球氣溫將下降約5℃；而反過來，如果二氧化碳水平翻倍，全球氣溫將增加同樣的幅度——5℃。幾十年后，現代氣候模型已經證實，阿倫尼烏斯的數字并不離譜。

05 1938年：第一次提出全球變暖

然而早在1890年代，地球變暖的概念還很遙遠甚至很受歡迎。“霜凍晚了，幾百年來都不曾見過小麥和鱷魚的北國，現在卻可以收獲小麥、捕獲鱷魚了。”正如阿倫尼烏斯所寫的那樣，“由于大氣中碳酸（二氧化碳）比例的增加，我們有可能享受更穩定、更適宜的氣候，特別是在地球上較冷的地區。”

1938年，蒸汽工程師蓋伊·卡倫德開始煞費苦心地收集世界各地147個氣象站的記錄，通過手工計算，他發現全球氣溫在過去50年里上升了0.3℃。卡倫德認為，工業排放的二氧化碳是全球變暖的原因。然而，這在很大程度上被其他科學家忽略了，他們不相信人類會影響像氣候這樣大的系統。

雖然遭到了質疑，但卡倫德成功引起了人們對全球變暖可能性的關注。這種關注在一定程度上促成了首批政府資助的項目，以便更密切地監測氣候和二氧化碳水平。值得注意的是，盡管使用了粗糙的方法，卡倫德對全球變暖的估測卻極其準確。

06 1958年：化石燃料是罪魁禍首

1958年，一位名叫查爾斯·大衛·基林的年輕地球化學家決定比較水和空氣中的二氧化碳含量。以前從來沒有人真正嘗試測量大氣中的二氧化碳水平，所以他沒有現成的設備可以使用。他自己設計了儀器，前往夏威夷莫納羅亞火山頂部的一個氣象觀測站。一到那里，他每天都進行細致的測量，并在5年內首次提供了明確的數據，證明二氧化碳濃度正在上升。更重要的是，通過分析樣本中的二氧化碳，基林博士能夠將這種上升歸因于化石燃料的使用。盡管19世紀的一些科學家已有類似的推斷，但基本上都是一種假設。

基林博士的發現是20世紀最重要的科學成果之一。從那時起，莫納羅亞火山的每日讀數幾乎不間斷地持續了60多年。“基林曲線”記錄了二氧化碳濃度隨時間而發生的變化，是世界上持續時間最長的二氧化碳濃度記錄。向上的鋸齒狀曲線顯示了二氧化碳水平的穩步上升，伴隨著北半球反復越冬和變綠所產生的氣體水平短暫的、鋸齒狀的上升和下降。

07 1967年：首次模擬氣候變化

1967年，研究人員真鍋淑郎（2021年諾貝爾物理學獎得主之一）和理查德·韋瑟爾德制作了世界上第一個精確的地球氣候計算機模型，以供研究影響氣候的所有不同成分，包括大氣、海洋、云以及它們之間的關系；它甚至允許研究人員調整二氧化碳的水平，看看這會對全球氣溫產生怎樣的影響。他們寫道： “據我們估計，大氣中二氧化碳含量增加一倍，下個世紀將導致大氣溫度（相對濕度固定）升高約2℃。”如今我們知道，從工業革命前到今天的測量結果與這一預測非常吻合——自1880年代以來，二氧化碳增加了約50%，氣溫上升了1.1℃。

08 1968年：科學家預測冰蓋正在融化

1968年，冰河學家約翰·莫瑟在南極洲西部的里德冰川進行實地考察時，發現了在橫貫南極山脈1400米高的地方曾經有一個淡水湖的證據，莫瑟博士將此作為整個南極西部冰蓋曾經融化的證據。他的這篇具有里程碑意義的論文表明，在大約12萬年前的上一次間冰期，海平面上升了6米，當時的氣溫比現在高6～7℃。

他的研究稱南極西部冰蓋是“獨特的、脆弱且不穩定的冰體”，還給出了物理學上的理論推導，這套理論模型后來被命名為“莫瑟效應”，俗稱“被掏空”模型。大氣溫度的升高會導致海水溫度的升高，溫度較高的海水會從下面融化冰蓋，當冰蓋從下面被掏空之后，其邊緣就會變成冰架（浮冰），失去支撐，容易斷裂成冰山漂走。莫瑟警告說，大氣變暖可能會再次導致冰架解體，海平面上升約5米。莫瑟是第一個公開提出兩極冰蓋融化將造成海平面上升，從而摧毀沿海城市的人。

他的警告在30年后應驗了：1995年，南極巨大的拉森A冰架崩塌；緊接著2002年，拉森B冰架崩塌；剩余的C冰架成為最大的冰架，卻在2017年出現巨大裂口，現在也已進入快速崩解期，2021年還崩解出了全球最大的冰山。

09 1969年：衛星首次測量了地球溫度

美國NASA的Nimbus III衛星發射進入軌道，它提供了世界上第一個對全球大氣溫度的精確測量，徹底改變了科學家研究地球氣候、天氣系統和大氣的方式。

這一系列衛星于1964年首次發射，在30年的時間里為我們提供了前所未有的全球氣溫、大氣中溫室氣體濃度、臭氧層以及海冰厚度等數據。這份獨立的衛星記錄證實了地球低層大氣正在變暖。

10 1985年：冰芯里藏著80萬年前的氣候記錄

冰芯是地球的時間膠囊，提供了關于地球過去氣候的關鍵信息。密封在冰中的氣泡提供了當時大氣的獨特快照，科學家還可以通過分析“重”的氧原子和氫原子的比例來計算出地球過去的表面溫度。挖掘得越深，所能考察的時間就越久遠。

所以，當一個由法國和蘇聯科學家組成的團隊在1985年提取出一個2000多米長的南極冰芯時，他們能夠說出15萬年前的大氣狀況。1998年，研究小組提取了一個更長的冰芯，將氣候記錄延長到42萬年前。兩個冰芯都顯示出了溫室氣體含量與南極溫度之間隨時間變化的明確關系，即隨著溫室氣體的增加，溫度也隨之上升。更重要的是，目前大氣中二氧化碳和甲烷的水平高于過去42萬年的任何時間。

2004年，英國南極調查局（BAS）的冰芯科學家組織了一個團隊，從南極提取了一個3公里長的冰芯，它包含了地球80萬年前的氣候記錄，為我們提供了迄今為止從冰芯中獲得的最古老的連續氣候記錄。南極冰芯告訴我們，在過去的1000年里，二氧化碳的濃度一直穩定到19世紀初，然后它開始上升，現在它的濃度比工業革命前高出近50%。

11 1985年：一個震驚世界的空洞

地球大氣層中的臭氧層自然地保護我們免受紫外線傷害，因此，當1985年3名來自BAS的科學家報告說，他們在南極上空探測到異常低水平的臭氧時，世界震驚了。

科學家認為，常用于氣霧劑罐和冰箱的一種叫做氯氟烴（CFCs）的化合物可能是罪魁禍首。他們的發現促成了《蒙特利爾議定書》（1987）的出臺——呼吁減少并全面禁止使用氯氟烴。《蒙特利爾議定書》是20世紀最成功的全球環境政策之一，它提高了公眾對氣候變化的認識。南極臭氧空洞如今正在慢慢愈合。

12 1988年：全球變暖成為現實

1988年6月，美國國家航空航天局科學家詹姆斯·漢森向國會提交了證詞和模型，稱他“99%肯定”全球變暖正在影響我們。許多專家指出，1988年是一個關鍵的轉折點，使全球變暖成為焦點，為氣候變化敲響警鐘的科學家們開始受到媒體和公眾更為廣泛的關注。

13 1989年：IPCC 氣候研究的新時代

一年后的1989年，聯合國成立了政府間氣候變化專門委員會（IPCC），以提供關于氣候變化及其政治、經濟影響的科學觀點。迄今為止，IPCC已經發表了6份由世界上知名氣候變化專家撰寫的評估報告，它們可以說是關于全球氣候變化的最全面的科學報告。

自1990年以來，這些報告不斷指出，地球正在變暖，人類排放溫室氣體是罪魁禍首。隨著全球變暖成為一種現實情況，研究人員著手深入研究和預測氣候變暖可能產生的后果，包括海洋表面溫度上升引發的嚴重熱浪、干旱和更強大的颶風。

14 1992年：珊瑚礁受到威脅

科學家們意識到，海洋中二氧化碳含量的升高使珊瑚和其他動物更難形成珊瑚礁。當二氧化碳溶解在海洋中時，它會增加海水的酸度，這就阻止了珊瑚吸收一種叫做碳酸鈣的重要礦物質，它們用碳酸鈣來建造骨骼。美國科學家斯蒂芬·史密斯教授和羅伯特·巴德邁耶教授是第一個對海洋酸化的后果發出警告的人。

不只珊瑚處于危險之中，所有形成貝殼的生物都面臨危險，包括牡蠣、貽貝、蛤蜊和一些浮游生物。比如，斯蒂夫·威迪科姆博士的研究表明，心形海膽非常容易受到海洋酸化的影響，而海膽等挖掘生物就像蚯蚓一樣，是攪動海床、釋放養分供其他生物使用的至關重要的海洋生物。

15 1994年：第一個氣候變化立法生效

《聯合國氣候變化框架公約》（UNFCCC）是第一個旨在限制溫室氣體排放、防止氣候變化的國際條約，于1994年3月生效。這也直接導致了《京都議定書》（1995）的出臺，該議定書承諾，工業化國家和經濟體根據商定的個別目標限制和減少溫室氣體排放。此后，該協定又被《巴黎協定》（2015）取代，協定在法律上要求各國減少碳排放，以將全球變暖控制在工業化前水平的1.5℃以內。

16 1996年：碳捕獲、碳封存

碳捕獲是指將工廠、發電廠和其他來源產生的溫室氣體儲存在地下。這是為了阻止了二氧化碳被釋放到大氣中而進一步導致全球變暖。

世界上第一個商業二氧化碳儲存項目于1996年在挪威北海的斯萊普納氣田開始運行。從那時起， 每年從天然氣中捕獲并儲存約100萬噸二氧化碳——相當于1000萬輛汽車的年排放量。

17 2004年：將極端天氣與氣候變化聯系起來

每年都會發生暴洪和熱浪，這難道只是巧合嗎？直到幾年前，人們還無法準確地將極端天氣和氣候變化聯系起來。然而，這種情況在2004年發生了改變。當時英國氣象局的科學家皮特·斯托特教授在《自然》（Nature）雜志上發表了一篇論文，表明氣候變化使歐洲熱浪的風險增加了一倍，那場熱浪導致數萬人死亡。

他的發現在當時引發了一場名為“極端事件歸因”的科學運動。而今天的科學家已經能夠非常準確地計算出全球變暖對干旱、熱浪和洪水的影響。

18 2007年：北極變暖的速度是其他地區的兩倍

2007—2008年的“國際極地年”是迄今為止探索地球極地地區規模最大的活動，來自60多個國家的約5萬名科學家、學生和后勤人員聚集在一起，要解開南北極的秘密。他們的發現令人擔憂：格陵蘭冰蓋、南極冰蓋的部分地區和北極海冰正在以過去一萬年來前所未有的速度融化，氣候變化已經對從微生物到北極熊的整個食物鏈的生命形式產生了極大影響。

極地變暖的速度比地球其他地方都快，這是氣候模型的關鍵預測之一。升溫的加速與“冰反照率反饋”效應有關：冰的反射性很強，所以太陽輻射到達地表后會大量反彈回太空；然而隨著地球變暖和冰蓋融化，反射回太空的太陽光越來越少，地表吸收的光和熱增多，導致變暖加劇。

氣候科學家擔心的另一個問題是甲烷。甲烷是一種強大的溫室氣體，其變暖效應約為二氧化碳的20倍。在寒冷的海水中，它通常以甲烷水合物的形式存在于海底。然而，如果海水溫度上升，甲烷氣泡可能會上升到表面，導致大氣更暖。在“國際極地年”期間，科學家目睹了這一過程的發生。當科學家們在勘察北極海床時，發現強大的溫室氣體甲烷羽狀物從挪威北部斯匹次卑爾根島的海底上升。近幾十年來，氣溫上升了1℃，這意味著曾經穩定的甲烷水合物正在分解，釋放出甲烷。這是科學家第一次發現證據，表明這種滲漏是由于海洋變暖造成的。

19 2015年：里程碑意義的協議達成

《巴黎協定》是一項具有法律約束力的氣候變化國際條約。該公約于2015年12月12日被196個國家通過，并于2016年11月4日生效。其目標是將全球變暖控制在比工業化前水平高1.5℃以內。作為協議的一部分，各國設定自己具有法律約束力的溫室氣體減排目標，并每5年報告一次進展情況。

20 2019年：冰崩“不可逆轉”

政府間氣候變化專門委員會的一份特別報告警告說，西南極洲阿蒙森海灣冰蓋的一部分可能已經越過了臨界點，崩塌是不可避免的。自2018年以來，研究人員一直在對兩個南極冰川——有“末日冰川”之稱的思韋茨冰川和南極最大、移動速度最快的松島冰川——進行一整套測量，它們構成了阿蒙森海灣的一部分。氣候模型表明，當這個板塊崩潰時，它可能會像多米諾骨牌一樣破壞西南極冰蓋的其他部分，這將導致海平面在幾個世紀到幾千年的時間內上升3米；與此同時，被稱為威爾克斯冰下盆地的南極東部冰蓋的一部分也可能不穩定；格陵蘭冰蓋也在加速融化，海平面可能會進一步上升7米。模型顯示，當地球溫度高于工業化前水平1.5℃時，格陵蘭冰蓋將崩潰，而這可能最早發生于2030年。

21 2019年：生命正以“前所未有”的速度消失

聯合國2019年的一份報告稱，自1900年以來，地球上本土物種的數量急劇下降。這份報告由來自50個國家的145名專家撰寫，是有史以來對全球生物多樣性最全面的評估。研究發現，自16世紀以來，至少有680種脊椎動物滅絕；超過40%的兩棲動物物種現在面臨滅絕的危險；超過三分之一的海洋哺乳動物和成礁珊瑚也受到威脅。導致物種大規模滅絕的主要因素是陸地和海洋利用的變化、生物資源的開發、氣候變化、污染以及外來物種的引入等。

22 2021年：諸多氣候變化無法避免且不可逆轉

科學家預測，到2040年，全球氣溫將上升1.5℃，遠遠早于最初警告的時間。這種加速變暖將導致更多的熱浪、強烈的風暴以及干旱與洪水。IPCC的最新評估報告就日益嚴重的氣候緊急狀況發出了迄今為止最嚴厲的警告，稱“我們已經觀察到地球氣候的變化是數千年甚至數十萬年以來前所未有的”，它們包括更強的降雨和洪水、更嚴重的干旱、沿海地區海平面上升、永久凍土融化、海洋酸化等等，這些變化“毫無疑問”是由人類燃燒化石燃料造成的。

如果我們能在未來10年內大幅減少碳排放的話，現在阻止氣溫進一步升高2℃或許還不晚。

氣候變化是一個全球性議題，備受世界各國的關注。如果我們不能控制溫室氣體排放，其惡劣影響將會越發顯現出來。臭氧層空洞的經驗或許告訴我們，面對日益嚴重的氣候危機，需要我們地球上的所有同胞齊心協力，一起行動起來！