這個(gè)世紀(jì)到底會(huì)有多熱？

南方周末特約撰稿　祝葉華

到2070年，極端炎熱的氣候條件會(huì)擴(kuò)展到地球上19%的陸地面積。

視覺(jué)中國(guó)　?圖

★如果全球變暖不加控制地繼續(xù)下去，本世紀(jì)晚些時(shí)候地球上某些地區(qū)出現(xiàn)的致命高溫將會(huì)給三十億人帶來(lái)幾乎無(wú)法居住的狀況。

我們正面臨難以想象的更熱的未來(lái)，我們用空調(diào)的次數(shù)越來(lái)越多，時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)。一系列最新的研究警告說(shuō)，氣候危機(jī)將會(huì)給我們帶來(lái)“致命的高溫”，而空調(diào)并不能解決高溫帶來(lái)的很多問(wèn)題。

數(shù)字里的氣候變化

海平面上升、全球氣溫破紀(jì)錄、空氣質(zhì)量下降和天氣模式不穩(wěn)定是氣候變化的不同表現(xiàn)，這些表現(xiàn)有時(shí)候會(huì)直觀地體現(xiàn)在數(shù)字上。

根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）戈達(dá)德太空研究所(GISS)的數(shù)據(jù)，自1880年以來(lái)，地球的平均溫度上升了1℃多一點(diǎn)。NASA地球天文臺(tái)的數(shù)據(jù)則顯示，隨著大氣中碳含量的增加，全球氣溫上升的速度也在加快，三分之二的變暖發(fā)生在1975年以后。美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)對(duì)外公布的數(shù)據(jù)也顯示，截至2018年，全球CO2平均水平為407.4ppm，比過(guò)去80萬(wàn)年的水平高出100ppm以上。大氣中的碳上一次達(dá)到今天的水平是在300萬(wàn)年前，不過(guò)，今天大氣中碳的變化速度遠(yuǎn)比過(guò)去要快。

2020年6月，《地質(zhì)學(xué)》（Geol-ogy）上發(fā)表的一篇文章中就提到，今天的CO2水平實(shí)際上比過(guò)去2300萬(wàn)年都要高。研究小組利用古代植物組織的化石遺跡，創(chuàng)造了一個(gè)跨越2300萬(wàn)年不間斷地球大氣CO2歷史的新紀(jì)錄。植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，碳的兩種穩(wěn)定同位素（C-12和C-13）的相對(duì)數(shù)量會(huì)隨著大氣中CO2含量的變化而變化。這項(xiàng)研究測(cè)量了化石植物材料中這些碳同位素的相對(duì)含量，并計(jì)算了古代植物生長(zhǎng)時(shí)大氣中CO2的濃度。新CO2“時(shí)間表”顯示，沒(méi)有證據(jù)表明CO2的任何波動(dòng)可以與當(dāng)今CO2的急劇增加相提并論，今天的溫室效應(yīng)在最近的地質(zhì)歷史中是獨(dú)一無(wú)二的。

更確切的數(shù)字解釋了每增加一個(gè)熱度的確切后果：升溫2℃可能意味著農(nóng)作物歉收，每年有50萬(wàn)人死于營(yíng)養(yǎng)不良；升溫3℃將會(huì)是我們?nèi)祟?lèi)經(jīng)歷過(guò)的最熱的世界；升溫5℃，可能會(huì)導(dǎo)致地球歷史上最大規(guī)模的滅絕，事態(tài)迅速升級(jí)。

2020年5月《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）上的一篇文章量化了受影響的地區(qū)和人數(shù)，即如果全球變暖繼續(xù)不加控制，本世紀(jì)晚些時(shí)候在世界某些地區(qū)出現(xiàn)的高溫將會(huì)給多達(dá)30億人帶來(lái)“幾乎無(wú)法居住”的狀況。研究團(tuán)隊(duì)重建了過(guò)去6000年來(lái)氣候條件與人口地理分布的對(duì)應(yīng)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在人類(lèi)歷史上持續(xù)的技術(shù)發(fā)展和歷次大規(guī)模的人口移動(dòng)似乎都沒(méi)有顯著改變?nèi)祟?lèi)的氣候生態(tài)位，人們大多已經(jīng)在這種氣候條件下生活了幾千年。然而，在氣候變化的商業(yè)模式下，這個(gè)溫度生態(tài)位的地理位置在未來(lái)50年的變化比過(guò)去6000年的變化還要大。該研究警告說(shuō)，除非減少溫室氣體排放，否則年平均氣溫將會(huì)超過(guò)人類(lèi)已經(jīng)繁衍了6000年的氣候“生態(tài)位”。這個(gè)“生態(tài)位”相當(dāng)于大約11℃到15℃的年平均溫度。

論文中使用的未來(lái)情景是大氣中溫室氣體濃度高的情景。目前全球只有0.8%的陸地表面經(jīng)歷過(guò)這種極端炎熱的氣候條件，主要是在撒哈拉沙漠最熱的地區(qū)，但到2070年，這種氣候條件可能會(huì)擴(kuò)展到地球19%的陸地面積。這包括北非的大部分地區(qū)，中東、南美北部、南亞和澳大利亞的部分地區(qū)。該研究據(jù)此推測(cè)，未來(lái)氣候變化的加劇可能會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模氣候移民的風(fēng)險(xiǎn)上升。如果結(jié)合人口增長(zhǎng)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，在這種氣候變化情景下，約有30億人將面臨著幾乎難以生存的氣候條件。

地球上的大片地區(qū)將會(huì)熱到幾乎無(wú)法生存的程度，而且不會(huì)再冷卻下來(lái)。這不僅會(huì)產(chǎn)生毀滅性的直接影響，還會(huì)降低社會(huì)應(yīng)對(duì)未來(lái)危機(jī)的能力，比如新的流行病。唯一能阻止這種情況發(fā)生的就是迅速減少碳排放。

更潮濕和更干燥

科學(xué)家已經(jīng)證明，全球變暖會(huì)導(dǎo)致極端降水事件的增加，從而導(dǎo)致土壤無(wú)法吸收強(qiáng)降雨和雪融而導(dǎo)致的地表徑流增加，以及降水減少和蒸散增加導(dǎo)致的干旱加劇。而受氣候變化影響最嚴(yán)重的地區(qū)將是那些在雨季遭受暴雨襲擊、在旱季與干旱作斗爭(zhēng)的地區(qū)。

在一項(xiàng)新的研究中發(fā)現(xiàn)，與1.5℃的變暖相比，2.0℃下的干旱和洪水危害更大，對(duì)人口和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力的不利影響更大。研究使用了一個(gè)已建立的地表徑流模型，結(jié)合來(lái)自全球環(huán)流模型的最新氣候預(yù)測(cè)，評(píng)估了全球地表徑流和干旱趨勢(shì)，并比較1.5℃和2℃變暖情景之間的預(yù)測(cè)差異。模擬結(jié)果顯示，在全球升溫2℃的情況下，全球年徑流量預(yù)計(jì)會(huì)更高，陸地生態(tài)系統(tǒng)中的水保有量預(yù)計(jì)會(huì)更低，干旱和洪水的頻率預(yù)計(jì)會(huì)增加?？茖W(xué)家們認(rèn)為，隨著氣候變暖的加劇，墨西哥、美國(guó)西部、西歐、中國(guó)東南部和西伯利亞西部平原可能會(huì)經(jīng)歷更多的干旱。與此同時(shí)，美國(guó)阿拉斯加州、加拿大北部和亞洲大部分地區(qū)預(yù)計(jì)將面臨越來(lái)越多的洪水災(zāi)害。這項(xiàng)研究2020年4月，在線發(fā)表于《地球和空間科學(xué)》（Advanc-ing Earthand Space Science）上。

相對(duì)于其他地區(qū)，那些已經(jīng)遭受更多干旱和洪水的地區(qū)將進(jìn)一步看到這些事件的增加。2020年7月《自然·通訊》(Nature Communi-cations)發(fā)表的文章中稱(chēng)，隨著氣候變化，世界可能會(huì)迎來(lái)更多降雨，但也可能會(huì)蒸發(fā)更多的水。研究人員發(fā)現(xiàn)，美國(guó)東部的大部分地區(qū)，包括整個(gè)南卡羅來(lái)納州，降水量很高，終年分布均勻。根據(jù)這項(xiàng)研究，該地區(qū)和其他類(lèi)似地區(qū)在旱季和雨季都有更大的降水和蒸發(fā)，可用水量的變化將比現(xiàn)在更大，這些地區(qū)或許會(huì)面臨更大的洪水風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)這項(xiàng)研究，這些地區(qū)包括印度及其東部鄰國(guó)的大部分地區(qū)，包括孟加拉國(guó)和緬甸，以及巴西狹長(zhǎng)的內(nèi)陸地帶，以及澳大利亞北部。

另外，在全球范圍內(nèi)，亞馬孫、地中海和南部非洲等幾個(gè)重要的農(nóng)業(yè)和森林地區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)更頻繁和更嚴(yán)重的降雨或干旱。2020年6月，《地球物理學(xué)研究快報(bào)》（Geophysi-cal Research Letters）上一項(xiàng)對(duì)新氣候模型預(yù)測(cè)的分析顯示，由于氣候變化導(dǎo)致降雨不足，澳大利亞西南部和南部部分地區(qū)將會(huì)出現(xiàn)更持久、更嚴(yán)重的干旱。這項(xiàng)研究使用最新一代的氣候模型(稱(chēng)為CMIP6)檢測(cè)了基于降雨的干旱，將為下一份IPCC氣候變化評(píng)估報(bào)告提供信息。

不斷改進(jìn)的氣候建模

得益于公眾普遍增長(zhǎng)的認(rèn)知，氣候變化給人類(lèi)生活帶來(lái)的影響越來(lái)越凸顯出來(lái)。也許并不是所有人都能感受到海平面上升以及糧食短缺帶來(lái)的氣候危機(jī)，但夏季實(shí)實(shí)在在的熱，卻讓人不得不重視氣候變化的影響。公眾認(rèn)知的提高敦促科學(xué)家更積極地“升級(jí)”氣候模型，以期能增強(qiáng)氣候預(yù)警預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

作為氣候變化的最重要因素之一，氣候敏感性強(qiáng)烈地影響人類(lèi)適應(yīng)和減緩溫室氣體排放的規(guī)劃。上一代氣候模型（CMIP5）的平衡氣候敏感度值被界定在全球溫度變化2.1℃至4.7℃之間。最新的CMIP6的數(shù)值則被調(diào)整為從1.8℃到5.6℃。

這對(duì)未來(lái)意味著什么？　對(duì)于任何給定的未來(lái)排放情景，更高的平衡氣候敏感度值意味著比先前預(yù)期的更熱的未來(lái)氣候。根據(jù)這些新模型，到2100年，在溫室氣體排放持續(xù)增加的情況下，澳大利亞的變暖可能會(huì)超過(guò)7℃。更高的氣候敏感性意味著極端高溫的增加。這意味著我們將會(huì)看到其他氣候特征的更大變化，比如極端降雨、海平面上升、極端熱浪等等，降低我們的適應(yīng)能力。高平衡氣候敏感度也意味著我們需要在給定的全球變暖目標(biāo)下大幅削減溫室氣體排放。

時(shí)至今日，科學(xué)家已經(jīng)不僅僅是將目標(biāo)鎖定在以CO2為主體的氣候模型上。隨著研究的深入，科學(xué)家越發(fā)體會(huì)到地球大氣是復(fù)雜的有機(jī)體的含義。CO2是全球氣候變暖當(dāng)之無(wú)愧的罪魁禍?zhǔn)祝贿^(guò)，海洋、陸地植被也在影響著全球氣候變化，以此為基礎(chǔ)的模型，也能夠側(cè)面反映各類(lèi)因素對(duì)全球氣候變化做出的“貢獻(xiàn)”。

2020年7月在《地球物理快報(bào)》（Geophysical Research Letters）上發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，研究小組調(diào)查了利用風(fēng)場(chǎng)預(yù)測(cè)未來(lái)幾年北大西洋表面溫度變化的可能性。海面溫度的這種變化也有可能影響歐洲的氣候。例如，每隔幾年，熱帶太平洋就會(huì)出現(xiàn)厄爾尼諾現(xiàn)象，這可以提前幾個(gè)月預(yù)測(cè)。海洋觀測(cè)，特別是在地表以下，在數(shù)量和質(zhì)量上都是有限的，為了提高預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度，這項(xiàng)新研究使用了“迂回政策”，即在研究中，沒(méi)有使用任何海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。相反，通過(guò)只規(guī)定在海面上觀察到的風(fēng)的變化來(lái)創(chuàng)建海洋起始值。一段時(shí)間后，這將使模型的海洋進(jìn)入一種足夠現(xiàn)實(shí)的狀態(tài)，可以開(kāi)始對(duì)未來(lái)7年的氣候進(jìn)行成功預(yù)測(cè)。

研究小組提出以下機(jī)制來(lái)解釋這一事實(shí):風(fēng)導(dǎo)致海洋環(huán)流的變化。由此，北大西洋的某個(gè)地區(qū)積聚了異常多的熱量。這些熱量隨后在幾年的時(shí)間里向東北方向輸送，最終導(dǎo)致了北大西洋東部海面的變暖，這是對(duì)多年前風(fēng)的反應(yīng)。以前的研究就曾表明，北大西洋的海面溫度會(huì)影響歐洲的氣候。因此，這種涵蓋幾年的北大西洋表面溫度的預(yù)測(cè)對(duì)于政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的決策者以及公眾來(lái)說(shuō)也是非常重要的。遠(yuǎn)的不說(shuō)，2019年歐洲的熱浪就是很好的實(shí)例，在被熱浪炙烤后，氣候?qū)＜医o出的結(jié)論是，2019年高溫?zé)崂耸录谟?guó)、德國(guó)約為10年到30年一遇，在法國(guó)、荷蘭約為百年一遇。因此為了減少此類(lèi)氣候事件對(duì)人類(lèi)的影響，“改造升級(jí)”氣候模型也很重要。