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地球对温室气体的反应比我们想象的更强烈
2025-02-06 23:14  浏览:79

  

  气候科学家詹姆斯·汉森很沮丧。他很担心。

  近40年来,汉森一直在警告世界全球变暖的危险。他在1988年参议院关于温室效应的开创性听证会上的证词帮助公众意识到即将到来的气候危机。这使他成为世界上最有影响力的气候科学家之一。

  汉森在美国宇航局戈达德空间研究所担任了几十年的主任,现年82岁的他领导着哥伦比亚大学的气候科学、意识和解决方案项目。

  在他的开创性证词之后的几年里,汉森对地球气候未来的许多基本科学预测都实现了。温室气体排放量增加,全球气温持续上升。世界上的冰川和冰原正在融化,海平面正在加速上升。

  但汉森对科学界对他最近对地球变暖未来的一些预测的反应感到失望,一些研究人员认为这些预测是不切实际的可怕。

  特别是,他对2016年发表的一篇论文的回应感到沮丧,该论文表明,在未来相对温和的变暖情况下,格陵兰岛和南极洲的灾难性冰融化可能会产生广泛的全球影响。

  许多研究人员表示,这样的结果不太可能发生。但汉森将这篇论文描述为他最重要的工作之一,并警告人们需要采取更紧急的行动。

  现在,他准备迎接周四上午发表的最新论文引发的类似反应。

  他在给E&E新闻(E&E News)的一封电子邮件中说,“我预计人们的反应将以科学上的沉默为特征。”

  这篇发表在研究期刊《牛津开放气候变化》(Oxford Open Climate Change)上的新论文,解决了现代气候科学中的一个核心问题:未来的碳排放将使地球变暖多少?这是一个被称为“气候敏感性”的指标,即地球对大气中温室气体的敏感程度。

  汉森的发现表明,地球变暖的速度可能比之前估计的要快。虽然一些专家认为这是可能的,但也有人认为他把结果看得太过分了。

  在研究中,科学家们通常通过调查如果大气中的二氧化碳浓度是工业化前水平的两倍,地球会变暖多少来解决气候敏感性问题。在工业时代之前,全球二氧化碳浓度徘徊在百万分之280左右,这意味着二氧化碳浓度翻倍将达到百万分之560左右。

  今天的二氧化碳浓度已经攀升到百万分之400以上,这使得这个问题变得越来越重要。

  气候敏感性是一个难以估计的指标。它取决于地球气候系统中各种各样的反馈回路,这些反馈回路可以加速或减缓地球变暖的速度。

  例如,随着地球反射性冰川和冰盖的融化,地球可以吸收更多的阳光,并以更快的速度变暖。随着地球变暖,森林和其他自然生态系统可能会吸收不同数量的碳。不同类型的云既可以加速也可以减缓全球变暖,目前还不清楚随着地球变暖,它们将如何变化。

  这些因素的不确定性使得科学家们很难对气候敏感性做出准确的估计。但近年来,他们在这方面做了一些努力。

  几十年来,研究普遍认为,地球应该经历1.5到4.5摄氏度的变暖,二氧化碳增加一倍。但2020年的一篇论文使用了多种证据,包括气候模型、地球对近期历史排放的反应和地球古代气候史,将这一范围缩小到2.6至3.9摄氏度之间。

  联合国最新的评估报告联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change)采用了类似的估计,认为可能的范围在2.5至4摄氏度之间,中心估计在3摄氏度左右。

  汉森与一组国际合著者共同发表的新论文显著提高了这一数字。该报告的中心估计值约为4.8摄氏度,比IPCC的数字高出近2摄氏度。

  这篇论文主要依赖于地球古代气候历史的证据。一个原因吗?汉森和他的合著者认为,目前尚不清楚当前的气候模型是否准确地代表了可能影响气候敏感性的所有相关反馈效应。地球的过去提供了一个更清晰的视角,说明地球是如何对以前大气中二氧化碳浓度的变化做出反应的。

  这篇论文还指出,全球变暖在短期内可能比以前的研究表明的更快。

  根据国际巴黎气候协议,世界各国领导人正在努力将全球变暖控制在2摄氏度和1.5摄氏度以下,如果可能的话。这篇新论文警告说,到本世纪20年代末,气温可能超过1.5摄氏度,到2050年可能超过2摄氏度。

  部分原因是,在环保法规收紧的推动下,全球空气污染逐渐减少。已知某些类型的空气污染对气候有冷却作用,这可能掩盖了温室气体排放的一些影响。一些研究表明,随着这些气溶胶在大气中的减少,这种掩盖效应可能会消失,全球气温可能会以更快的速度上升。

  汉森和他的合著者认为,更好地计算全球气溶胶的减少应该会加速对近期全球变暖的估计。研究表明,从1970年到2010年,全球变暖的速度可能在每十年0.18摄氏度左右。这篇新论文认为,2010年后,这一数字将上升到0.27摄氏度。

  汉森表示,这些发现应该激发更大的紧迫感,不仅要减少温室气体排放,还要最终将全球气温降至接近工业化前的水平。这意味着利用自然资源和技术手段从大气中去除二氧化碳。

  汉森还提出,一种有争议的地球工程形式,即太阳辐射管理,可能是合理的。理论上,SRM将利用反射性气溶胶将阳光从地球反射出去,从而降低地球的温度。这种做法尚未进行任何大规模的测试,科学家们对其伦理和潜在的意想不到的副作用提出了各种担忧。

  然而,汉森认为科学家和活动家“应该提高对不进行SRM的安全性和伦理的担忧,”他在电子邮件中说。

  他补充说,由人类温室气体排放引起的气候变化本身就是一种行星地球工程。

  “我的建议是减少人类对地球的地球工程,”他说。

  然而,一些科学家说,这篇新论文的发现再次被夸大了。

  英国利兹大学普里斯利国际气候中心主任、IPCC最新评估报告的主要作者皮尔斯·福斯特(Piers Forster)在给E&E新闻的电子邮件中说,这篇论文“对文献的补充很少”。

  他说,它根据地球过去的古代气候记录,对气候敏感性进行了高端估计,但这些发现并不一定是新的。福斯特还表示,这篇新论文中用于得出这些高估计的一些方法“相当主观,没有得到观察、模型研究或文献的证明”。

  福斯特还对这篇新论文对以前气候敏感性估计的处理提出了质疑,包括被广泛引用的2020年的研究,作者认为这篇论文太低了。福斯特说,2020年的研究进行了仔细的分析,使用了多条高质量的证据。然而,这篇新论文的作者“以虚假的理由驳斥了它”。

  普林斯顿大学(Princeton University)能源与环境政策研究中心(Center for Policy Research on Energy and Environment)主任、气候科学家迈克尔·奥本海默(Michael Oppenheimer)表示,围绕气溶胶减少影响的不确定性值得关注。他还表示,这篇新论文的气候敏感性估计是可能的。

  但他补充说,他认为这是“最坏的情况”。

  “我认为出现最坏的情况是完全合理的,”他补充说。“它们帮助人们思考可能性的界限是什么,它们对于应对气候问题的风险管理是必要的。”

  但他说,影响地球气候敏感性的各种反馈因素仍有很多不确定因素,“你无法像汉森所提供的那样精确地确定下来。”

  但汉森说,这篇新论文的证据线是基于对地球古代历史的最新研究。

  “声称我们的结果‘不太可能’是没有任何根据的,”他在电子邮件中说。“正如我们在(同行评议的)论文中定量显示的那样,IPCC的敏感性不太可能是正确的,不到1%的机会。”

  汉森在其职业生涯的大部分时间里都投身于气候辩论的深处。

  1988年,当他在参议院作证的时候,科学家们还在讨论,在地球自然气候变化的“噪音”之外,是否还能发现人类造成的全球变暖的痕迹。

  “当我第一次研究这个问题时,当吉姆和我在作证时,我们争论的是是否存在一个全球性的信号,”1988年与汉森一起作证的普林斯顿大学科学家奥本海默说。“我们所有的信息都是关于全球平均温度,全球平均海平面。我们不能用人们关心的语言来谈论事情。”

  但是,即使当时气候科学的局限性,科学家们也警告了世界即将到来的危险。

  从那以后的几年里,汉森与人合著了数十篇关于气候变化的论文,其中许多都得到了科学界的高度评价。

  奥本海默说:“随着时间的推移,他有一个非常好的记录,那就是在别人持不同观点的事情上证明自己是正确的。”

  利兹大学的科学家福斯特同意“汉森的一些论文非常出色,他的工作和行动首先帮助建立了IPCC。”

  但他补充说,他仍然认为这篇新论文没有达到目的。

  这种反应与汉森在2016年发表的一篇重要论文类似,那篇论文被广泛称为“冰融化”论文。

  发表在《大气化学与物理》(Atmospheric Chemistry and Physics)杂志上的《冰融化》(Ice Melt)论文,对地球气候的未来提出了一个严峻而全面的愿景,重点关注格陵兰岛和南极冰盖融化的后果。它主要利用古代气候数据——与这篇新论文类似——警告说,在未来的一个世纪里,冰川将迅速融化,海平面将上升几米。

  它还表明,寒冷、新鲜的融水迅速涌入海洋可能会影响海洋环流模式,甚至导致巨大的大西洋洋流停止。这是一个有争议的预测,被政府间气候变化专门委员会认为不太可能,如果它真的发生,将对全球天气和气候模式产生严重影响。

  这篇论文发表后,其他气候科学家的反应不一。一些人赞扬了这篇论文,而许多人则认为这些发现是不现实的。

  另一组科学家在2016年发表的另一篇论文后来发现,大西洋洋流关闭的可能性相对较小,并暗示汉森的论文依赖于“不切实际的假设”。

  在他的新论文中,汉森将这项研究称为对冰融化的“控诉”。他还指出,IPCC最新的评估报告没有包括冰融化的预测,他在新论文中将这一遗漏比作一种审查形式。

  这篇新论文指出:“科学通常承认不同的观点,并赋予自然最终的权威。”“在我们的第一作者(汉森)看来,IPCC不希望自己的权威受到挑战,并对渐进主义感到满意。谨慎有其优点,但气候的滞后反应和不断放大的反馈使过度沉默成为一种危险。”

  在回应对他的新论文的批评时,汉森再次提出“科学沉默”——或者说是对新发现的一种抵制——在起作用。他指出,社会学家伯纳德·巴伯(Bernard Barber)在1961年的一篇论文中指出,科学家自己也可能抗拒科学发现。

  声称他的新发现是不现实的,汉森说,这是“巴伯所说的‘抵制发现’的科学沉默的一个完美例子。”新的成果需要很长时间才能被社区所接受。”

  对汉森来说,抵制科学发现并不是什么新鲜事。他1988年的证词最初动摇了政治体制——然而几十年后,全球气候行动仍然进展缓慢,无法实现巴黎气候目标。

  奥本海默在上世纪80年代首次向国会作证时表示,他预计到2000年左右,世界各国政府将启动有意义的减排计划。

  “我们没有预见到影响,”他说。“这可能是因为在大多数国家,人们不愿意支持强有力的政府行动……直到他们受到不寻常的、极具破坏性的、在某些情况下是前所未有的气候事件的打击。”

  他对全球气候行动的现状既持怀疑态度,也持乐观态度。

  他说:“我们正处在得过且过的过程中。我们正处在一个气候变化会让人痛苦一段时间的时期,它会伤害到很多地方的很多人,但我们可以走出困境。”“我认为我们可以做到这一点。但我们会吗?”

  汉森以更为直白的方式回应了他的观点。

  他写道,他对“我们政治中反科学的虚无思想的增加”感到惊讶。

  “这就是我关注年轻人的原因,”他补充说。“他们需要了解形势并控制局面。”

  经POLITICO LLC许可,转载自E&E新闻。版权所有2022。E&E News为能源和环境专业人士提供重要新闻。

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