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七大事件之六

已有 2949 次阅读 2013-9-28 20:14 |系统分类:科普集锦|关键词:学者

全球变暖和气候变化,长期、缓慢且不可逆吗?

一些孤立的事件由于其突发的,可怕的,有时候是破坏性的后果会给公众的心灵造成重大的影响—比如广岛爆炸的原子弹,切尔诺贝利核事故。其他事件可能是长期且缓慢的,其影响也是逐步的,有时候短期内(年余年之间比较)难以察觉到,但是其累积的影响可能是灾难性的,甚至是不可逆转的—比如蕾切尔卡逊在《寂静的春天》一书中描述的DDT对环境的破坏。她的这个作品主要是基于美国的情况,但是它却为全球敲响了警钟。

近年来,最不祥的发展就是全球变化和气候变化了—一个被看做是多维度且多政治因素的议题—比如,导致了众多的争议。

全球变化一般是指在过去半个世纪里全球平均气温的升高。而气候变化则指一定时期内全球天气类型分布的改变,这个时期从近几十年到冰川时代,甚至可能到地球诞生之初。

一般来说,和全球变暖以及气候变化相关的议题和争议涉及到以下7个方面:

l  改变的数量

这里的核心问题是空气温度,海洋温度或者说更广泛的天气类型改变了多少—如果有所改变的话。长期趋势是什么以及未来的可能灾难是什么?比如在未来的50年或者100年里。在联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)于2007年发布的第四次评估报告显示在过去的一个世纪里全球空气温度升高了0.74±0.18摄氏度。随之而来的问题则是这是否是一个长期趋势的开头部分,以及未来变化的一个预兆。

l  变化的原因

全球气温或者气候的变化可以归因于自然现象的变化,比如太阳活动,地球轨道的偏移,火山爆发或者海洋环流。但是这种变化的原因可能也越来越归因于人类活动,特别是能源使用和使用化石燃料—比如煤,石油和天然气—而产生的二氧化碳。实际上,人们杜撰了一个新的词汇来描述人类的影响:它们被称为人为(anthropogenic)因素。除了二氧化碳,温室气体的主要成分是水蒸汽,甲烷,一氧化二氮和可以影响排放并吸收来自于地球辐射以及阻止到达地球的辐射的臭氧。大气中这些气体浓度的不断增加可能会引发气温的变化,也就是“温室效应”。

温室效应是法国数学家和物理学家约瑟夫·傅里叶(Joseph Fourier)在1824年首次提出的,而瑞典物理化学家拉斯穆松(Svante Arrhenius)在1896年首次开展了温室效应的量化研究。但是正是过去几十年里采集的方法和研究的模型改变了正在发生的变化和发生这种变化的力量的全貌。最著名的时序数据采集模型是基林曲线(Keeling Curve),它基于夏威夷莫纳罗亚山(Mauna Loa)观测站的数据记录了自1958年以来二氧化碳浓度的变化曲线。这些观测数据的时序是查尔斯大卫基林(Charles David Keeling)首先开展的,并且就大气中二氧化碳浓度不断增加的论点首次提供了可靠且可信的数据。

l  后果

人们已经发现了全球变暖和气候变化众多的实际和潜在的影响。这些影响包括大规模的森林砍伐,荒漠化和土地退化,栖息地的损害,物种灭绝。有些影响则是负面的,比如农作物产量的降低会导致食物短缺和营养不足。但是有些影响可能存在着积极的作用,比如当冰川消融后,北极海盆地区可用的资源将会增加,使得新的运输通道得以开辟,比如东北大通道(North-East Passage)。冰川和冰盖融化后的水将使得海平面上升,同时由于气温的升高,海水的热膨胀也会增加。永久冻土带的解冻也会释放出更多的温室气体,所以可能会引发更复杂的反馈回路。天气类型将会发生改变,极端天气和极端事件,比如洪水和暴风雨,可能会变得稀松平常。

注意到有关气候变化和全球变暖的警告不仅来自于自然科学或者医学领域的科研机构,而且来自于军方机构,这是很有意思的事情。一个恰如其分的例子就是2011年4月5日《英格兰医学杂志》(The British Medical Journal)发表了《气候变化,不健康和冲突》的评论文章。它的出发点是国际战略研究所(International Institute for Strategic Studies,IISS)发布的气候变化对集体安全和全球秩序影响的一个新报告。气候变化所产生的影响包括对粮食,安全的饮用水,权力,公共卫生和健康服务更加有限的使用。这反过来会导致大规模的迁徙以及为了保留资源而发生竞争。因而饥饿,痢疾和传染病将更为广泛,而作为其结果的死亡率会升高。洪水,干旱,热浪和疾病媒介物分布的变化也会带来同样的影响。这些分析不仅与其他军方机构的分析相一致,而且医学杂志《柳叶刀》(Lancet)在2009年的报告中认为气候变化是本世纪全球健康最大的威胁,原因是饮用水和食品安全的下降,人类住所的残破不堪以及人类的迁徙。

l  分布

   由于全球变化和气候变化而引发的变化在全球范围内并非是统一的—实际上,存在着重大的变化。有些地区更容易面临着缓慢的变化,例如那些面临着海平面上升的地区,像印度洋的马尔代夫(Maldives),其最高的陆地海拔还不到2.5米,位于太平洋上的夏威夷和澳大利亚之间的图瓦卢(Tuvalu)其最高海拔也不过4.6米,还有基里巴斯(Kiribatu)和马绍尔群岛(the Marshall Islands)。如果海平面升高一米,很多沿海城市,包括伦敦,曼谷和纽约的部分地区,都会被淹没。对于很多国家来说,用来阻止海潮入侵的经济支出也会是巨大的。显然很多岛国,沿海城市和入河口也易受海潮的攻击,甚至更容易遭到像海啸这样极端事件的攻击。

全球变暖不仅会带来地理方面的影响,而且还会出现瞬时的脉动(temporal fluctuations)—以及瞬时的变动。其中的例子就是2010年出现在巴基斯坦,中国南部和澳大利亚昆士兰州的洪水。类似的瞬时脉动和地理变化还出现在易遭受骤雨,飓风和干旱袭击的地区和区域。

l  不确定性

显然,这转变为了一种讨论,即对于所记录的趋势和所预测的灾难是否有确凿的证据,还是它只是脆弱且不稳定的。实际上,它展现的是世界末日的场景而非科学。

科学共同体和其他广泛的共同体都在就全球变暖和气候变化的观测数据是否可靠以及这种变化是否是因为短期或者长期的自然波动而导致的而进行着激烈的探讨。总之,在过去有很多变化,比如中世纪暖期(the Medieval Warm Period)之后的小冰期(the Little Ice Age)基本处于16世纪中期到18世纪中期。

此外,在为展现自然现象而建构的模型的完整性方面也存在着争议—也就是说,应该变量应该包括在内,各个参数如何进行赋值,建构的逻辑和回路是什么。有些人认为这些模型太简单而无法体现真实的世界。其他人的观点则相反—该模型太复杂且是非线性的,所以其结论更多地取决于模型本身纠缠不清的反馈信息,而不是对真实世界的关联进行观测所得到的材料。因而,预测的临界点和不可逆性也受到了挑战。

l  反馈

不仅在全球变暖是否真的发生以及气候变化是否有人为因素所导致的方面存在着持续的辩论和争议。而且在应该采取什么恰当的措施方面—如果这些变化真的存在的话—也存在着争议。

这些争议的范围涉及到从可行性,降低温室气体排放的成本到在各方面(从工业生产到更高效的引擎以及更少能源消耗的白炽灯)发展和使用更清洁且更少污染的技术;从寻找化石燃料的替代能源,比如风能和太阳能,到在底下储存二氧化碳;从如何把太阳的辐射反射回太空这样充满想象力的—有时候是奇怪的—想法到通过私人住宅更好的保温措施以及降低对牛羊肉的消费来降低能源需求,牛羊肉即使水资源密集型的产品也是沼气的主要来源。

总之,如上所述:全球变暖和气候变化是多维度且多政治因素的,它给科学共同体和更广泛的共同体带来了多元的争议。就发生了什么,是什么引起的,应该采取什么措施,还应该做什么,如何做决定,谁来做决定,谁来承担责任以及谁来付账等方面存在着全球性的争论。这些争议不仅是涉及到当前世界的状况,而且涉及到技术的发展水平。

不仅缓慢的趋势促成了这些辩论,而且极端事件也发挥了作用。有关这个议题的一个总结性陈述可以在国际科学委员会(International Council of Science)和国际社会科学委员会(International Social Science Council)共同开展的《危机整合研究》(Integrated Research on Disaster Risk)(IRDR)研究项目中发现。它表明全球变暖和气候变化的稳定且逐年的变化不仅会有逐步且集聚的影响,还有可能引发重大的事件:

自然灾害的影响在全球范围内持续增加;可记录的影响全球共同体的灾难的频繁性从过去(1900年到1940年)每十年发生100次增加到了19世纪60年代的每十年650次,再到80年代的每十年2000次,而到90年代则增加到了每十年近2800次。

因为灾难的出现,每年有数十万人丧命,上百万受伤,或者流离失所,财产损失的总数在过去的40年里每七年就会翻一倍。虽然地震和海啸会有可怕的影响,但是大多数的灾害损失都来自于与气候变化相关的危害,比如飓风,龙卷风,和其他暴风雨,洪水,滑坡,山火,热浪和干旱。当前的证据表明全球气候的变化会持续增加气候相关危害的频率和严重性。

全球化,人口增加,大面积的贫困—特别是在危险场所,以及气候的变化会使得与自然灾害相关的危机在未来出现的几率更大,让更多的人和群体面临风险。在城市区域,让生活和经济活动变得可能的复杂的基础设施体系,经济和政治功能集中和集权,社会隔离和复杂的功能相关性等都会使得人们更容易受到因灾害所引发的事件的影响。

灾害所引发的物理影响还影响着人们对潜在的影响如何进行监测(比如,对当地影响的迅速判断),如何对损害进行消除,如何管理灾害的损失。保险行业也在重新制定自己的工作指南:美国保险资讯学会(Insurance Information Institute)的首席经济学家和主席罗伯特哈特维希(Robert Hartwig)说“我们正在全球范围内重新书写灾害的经济和金融史。”

至于对于适应,改变或者修复气候变化的政策措施,主流科学家认为我们为时不多。而政治方面的措施则已经被推迟了。比如,帕瑞(Parry),洛(Lowe)和汉森(Hansen)记录了2007年8国峰会期间如何主张到2050年温室气体排放降低50%。而2009年的联合国哥本哈根气候大会并没有就开始降低温室气体排放达成具体的共识,而实际上每年排放的温室气体不但没有下降,反而增加了3%。即使即刻采取行动,二氧化碳的排放在2015年达到峰值也会使得全球的气温升高2度,这最晚会出现在2065年。随着陆地区域的气温下降,海平面也有可能持续上升。迟缓的行动将会导致晚些时候气温增加出现更高的峰值。长期的拖延,将会需要更大的投入—更大的危害在《后果》(Consequences)一文中有所阐述。作者认为:

开始采取积极的长期行动来应对气候变化的机会十分渺茫。急迫且主要温室气体排放的降低是避免出现严重后果的必要措施。然而即使是最迅速的行动也有可能使得全球气温面临着升高2度的风险,它需要几个世纪的努力来达到相对稳定的气候,并且容忍气温有小幅的升高。适应这种变化的要求将会是巨大的,很多时候它们在目前还只是一种想象。因而我们应该对适应气候变化的政策给予更急迫的关注。

有关采取行动的时间越来越少的观点,海洋状态国际项目(International Programme on the State of the Ocean)也做出过类似的论述。

上述总结提供了一些深刻的教训,包括:

l  科学家们越来越就全球变暖正在发生以及地球正处于气候变化中间达成共识—但是这个论点却存在着争议。观测的发现受到争议,模型也受到争议。

l  即使现在就采取果断的措施,气温也会在接下来的几十年里持续升高—当前进程的势头会在以后的很多年里得以证实

l  这些争议不仅来自于自然界的变化以及如何对它们建模,而且来自于不同的立场,即如何分配其成本和责任

l  同时,气候变化的影响,特别是极端天气,很有可能出现在全球各地和各个国家,其在资源消耗,生命的丧失和机会的错过等方面的损失是巨大的。同时,这些事件对人们在气候变化和全球变暖方面的影响是巨大的—它们太大太严重以至于无法被忽视。(2010年出现在美国的龙卷风的频率和强度就是一个例子。)

l  这表明危机不是一个,而是多个—实际上是危机的合流—气候的,环境的,社会的和政治的。

l  这些危机将无法得到有效的解决,除非它们被看做是一个整体并且同时地加以解决

l  当自然法则受到人类活动的触发和干预,并且其后果是社会性的和全球性的时候,人们的知识就不应该只从一个或者几个学科中获得—人们所需要的是从很多不同的领域获取知识,这些领域包括物理,生物,经济学,社会学,工程和医学

l  不仅如此,改变人类状况所需要的是整合性研究:在研究的初始设计阶段就应该把自然科学和社会科学融合进来。

 



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1 曹聪

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