气候变化，与我们每个人的命运息息相关 | 图源：pixabay.com
一周前，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）最新的第六次评估报告《气候变化2021：自然科学基础》发布，联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯（António Guterres）称之为“对人类的红色警告”，再次提醒人类活动造成的温室气体排放增加给人类和地球带来的潜在风险。
《知识分子》邀请中国科学院大气物理研究所研究员周天军和浙江大学地球科学学院教授曹龙，对该报告进行了解读。文章刊发之后，引发不少读者的讨论和质疑，例如，“在没有工业化和大量温室气体排放的情况下，全球气候也在不断变化，如何确定如今人类活动的影响程度？” “气候变暖就是有害的吗？” “面对岌岌可危的气候危机，人类如何自处？”
针对部分讨论，《知识分子》再次邀请两位作者，从实际观测数据和自然科学基础的角度进行回应。两位作者认为，相较于气候冷感，国内舆论场中的气候质疑，或许不失为一种进步，也希望针对具体问题的回应，可以激发更多有价值的思考。毕竟，这与我们每个人的命运息息相关。
二氧化碳通过温室作用造成升温是基本的物理理论。全球变暖的空间分布不是均匀的，中高纬度特别是北极地区的增暖更强。因此，并不是只有亚洲的气候变化超出了自然变率的范围。关于海平面升高，观测证据显示，在1993-2018年期间，西太平洋地区的海平面升高最快，而东太平洋海平面升高最慢（中等信度）。这种区域差异和海洋动力学过程有关。
IPCC报告明确指出，人类活动已经使大气、陆地、海洋变暖。
大气圈、海洋圈、冰冻圈和生物圈已经发生了快速和广泛的变化。但是，大范围变暖不代表所有地区都变暖。在人类活动影响的同时，气候系统的自然变率也会对气候变化产生重要影响，特别是局地尺度的气候变化。图中显示的北大西洋部分海域变冷和“大西洋经向翻转环流”（AMOC）的减弱有关。当AMOC正常运作时，循环系统会将墨西哥湾附近热带地区含盐的温暖表层水带到北方的欧洲海岸，并将融冰生成的寒冷淡水带走。
二氧化碳通过温室作用造成升温是基本的物理理论，不存在所谓“例外”。但是，温度不仅仅受到二氧化碳变化的影响，也受到其它外源强迫的影响，特别在区域尺度，自然变率也会起到重要的调节作用。南极的气候变化特征比较复杂，空间上分布不均匀，自1950年以来，南极半岛非常可能在变暖，而东南极的温度变化没有显著趋势。
二氧化碳浓度是一个影响气温的重要因子，但不是唯一的因子。
在百万年的时间尺度上，地球绕行太阳的轨道参数的变化、太阳辐射的变化等，都会对地质时间尺度的气候变迁产生重要影响。据最新的气温重建序列，距今200万年处在第四纪更新世早期，气温开始下降，低于当前气候。而距今约300万年的中上新世时期，二氧化碳浓度约400ppm，与当前气候相当，但温度高于当前气候。这是由于当时的气候变化除了受到温室气体的调控，冰盖等外强迫因子也对其有重要影响。
谈气候变化，一定要先明确时间尺度，不同时间尺度上的变化，背后的驱动因子不同。气候变化包括年代际、百年际、千年甚至更长时间的地质时间尺度。驱动因子可以分成两类，一是自然原因，例如地球绕行太阳的轨道参数的变化、太阳辐射的变化、火山喷发的影响等；二是人为因子，包括人类排放的温室气体、气溶胶、以及土地利用等的变化。
地质时间尺度的气候变化，由自然因素决定，例如，在几千万到几亿年的时间尺度，大陆漂移、造山运动、板块运动等地质构造运动对全球气候产生重要的影响。万年到百万年尺度的冰期和间冰期的气候主要受到地球绕行太阳轨道参数变化的影响。
温升和累积碳排放的准线性关系，主要指工业革命以来这100多年间器测资料揭示的观测事实。这种准线性关系的背后是二氧化碳排放、碳循环和温度变化之间的因果物理联系。
理论分析和气候系统模拟都揭示了这种关系。关于工业革命以来温室气体和温升的因果关系，不是基于准线性关系推断出来的，而是采用“检测归因技术”定量估算的结果。
具体作法是：1首先，构建工业化以来100多年的各种强迫场观测数据，既包括自然因子（主要是太阳辐照度和火山气溶胶资料，因为地球轨道参数在这个时间段变化不大），又包括人为因子（含各种温室气体、气溶胶和土地利用变化）；2随后，分别利用这些自然因子和人为因子观测数据来驱动地球气候系统模式（基于数学和物理规律建立的“地球模拟器”），在高性能计算计算机上做数值模拟；3接着，利用一种称作“最优指纹法”的统计技术，来寻找数值模拟结果和观测结果之间的关系，定量估算不同强迫因子对观测的增暖的贡献。
火山喷发的确可以暂时给地球降温，例如，1991年的皮纳图博火山喷发在接下来的两年内，导致全球平均温度下降了约0.3度，但其影响也就持续几年。IPCC评估报告指出，根据古气候和历史证据推断，在21世纪，可能至少有一次大规模的火山喷发。
这样的火山喷发的确会在年际时间尺度上影响全球气候，在1-3年内降低地表温度和陆地降水，改变季风环流和极端降水，暂时和部分抵消温室气体增加造成的全球变暖，但不能缓解长期暖化效应。
自1970年以来，全球表面温度的上升速度超过了至少2000年来的任何时候，对应中国历史上的汉唐时期，全球平均温度也低于当前气候。
全球增暖已经造成了中国极端高温、极端强降水事件的增加，并在未来预估中进一步加剧，会带来严重的社会经济损失。另一方面，目前的工业社会与历史时期的农业社会在经济发展、人口分布、社会结构等诸多方面有巨大的差异，气候变化对不同的社会形态影响不同，因此，不能用历史时期气候变化对社会的影响简单地类推现在和未来气候变化的影响。
应对气候变化的挑战和难度在于这是一个全球性的大范围问题。
例如，虽然有些正在发展的二氧化碳移除技术（从大气中直接捕获二氧化碳，然后将捕捉的二氧化碳埋藏在地下）在局地小尺度上进行实验尝试，但是如果要在大范围实施这些技术，起到显著降低大气二氧化碳浓度的作用，在技术、成本、安全性、对环境影响各方面都面临很大的挑战。同时，也要考虑各种可能的副作用。很多分析研究指出，直接从大气中捕捉二氧化碳的碳捕捉设备都需要很高的运行成本和能耗。
我们只有一个地球，无处逃避，只有积极应对。过去无法挽回，未来可以改变。我们今天的行动，决定着地球气候的未来。每多排放一份二氧化碳和其它温室气体，就会增加一份气候变化风险。因此，快速和大规模减排是减缓气候变化的必须。同时，要未雨绸缪，积极做好气候变化应对措施。