从温度变化到海平面上升,气候科学充满了矛盾的数字。

当冰融化时,海平面会上升。但是涨幅有多大,速度有多快?

如果我们现在不采取积极行动,全球变暖将是3摄氏度,甚至5摄氏度..到2100海平面会上升0.3m还是3m?

几乎你会读到的每一篇关于气候变化的文章都充满了数字。从1.5摄氏度开始,我们被告知,这些数字代表了我们可以允许的最大温度上升,并避免全球变暖的最坏影响。

但事实并非如此,这只是混乱的开始。气候变化研究中似乎没有两个数字是一致的。甚至气候学家也经常被其他研究人员获得的数据搞糊涂。

否认气候变化的人抓住不确定性作为潜在科学错误的证据。其实不是的。很复杂,就像混沌的现实世界里的科学。到目前为止最大的不确定性是我们是什么,也就是下一个世纪我们要做什么。不确定性的影响是双向的:我们可能低估了全球变暖的速度和影响。

那么,哪些数字可以确定,哪些数字不能确定呢?

地球变暖了多少?

作为2015,15年2月巴黎气候协议的一部分,世界上几乎每个国家都同意将全球平均气温升幅限制在比工业化前水平高1.5℃。

要弄清楚这意味着什么,我们首先要知道我们现在在哪里。不确定性从这里开始。在跨过门槛之前,我们可能仍然有高达0.6℃的温度,或者不到0.3℃。

我们怎么能不知道世界变暖了多少?那么,衡量全球变暖最好的方法就是从陆地、海洋、大气的角度来看全球变暖。但我们的测量重点是我们生活的那一薄层:全球平均地表温度通常是指地面以上2米的空气的热量。

我们从陆地上数以千计的气象站和海上的船只和浮标中知道这个温度是如何变化的。每一个读数都会被检查,看温度是低于还是高于一年中同一时间同一地点的长期平均温度。然后将它们结合起来,计算全球平均地表温度相对于长期平均值或基线的变化。

这可不简单。例如,虽然陆地上的气象站测量的是离地面2米的空气,但海洋观测的通常是海面温度。而且因为你不能在一个充满移动冰川的海洋中建立一个固定的气象站,我们几乎没有北极的测量数据。英国气象局保存的气温记录只排除了北极。美国国家航空航天局的GISTEMP记录基于周围的气象站来估计北极的温度。由于北极的快速变暖,美国国家航空航天局的数据显示,全球变暖的程度比英国气象局的数据高出近0.1摄氏度。

围绕基线问题的进一步混乱。全球气温最早的记录可以追溯到1850年,但工业时代开始于一个世纪前。计算机模型显示,在1850年之前,世界气温上升了0.2摄氏度。

尽管如此,从1850到1900的平均温度被认为是一个半官方的“前工业化水平”,因为这是我们有直接测量的最早时期。英国雷丁大学的埃德·霍金斯参与了许多相关研究。他说,“我不认为社会对改变这种状况有多大兴趣。”

如果用气象局的记录,以1850到1900为基线,那么到目前为止全球变暖的温度大概是0.9℃。使用美国国家航空航天局和更早的工业化前基线,它已经是1.2摄氏度

随着全球变暖趋势远远超过1.5℃,这种差异变得非常小。但是如果真的要把升温限制在1.5℃的话,真的很重要。霍金斯说:“以1.5为例,0.1的差额是一个很大的数字。”

升温的安全极限是多少?

不是1.5 c之所以用1.5 C,不是因为它是正确的数字,而是因为它方便。1990年的一份报告得出结论,将全球变暖限制在1℃比2℃的上限更安全,但在1996年,由于1℃遥不可及,欧盟部长理事会将2℃定为目标。这导致它在2010年被联合国通过。

2015巴黎气候协议谈判时,面临洪灾的岛国需要一个更低的温度目标。因为当时世界气温已经上升了1℃左右,所以选择了1.5℃。但正如政府间气候变化专门委员会(IPCC)在6月5438+10月关于这一目标的报告所显示的,这不是安全限制。

越来越多的证据表明,气候变暖正在促成破纪录的极端现象。我们目睹了毁灭性的风暴、难以置信的热浪和肆虐的野火。什么是安全的,现在被认为只是程度的问题。随着世界变得越来越热,全球变暖的大多数不利因素,从珊瑚漂白到更严重的洪水,都会变得越来越严重。

也有一些潜在的转折点,如温暖北欧的大西洋洋流的关闭。然而,因为我们不确定这些物质在什么温度下会起作用,这无助于建立一个“安全”的极限。

任何特定程度变暖的危险在某种程度上都取决于我们。如果我们停止在注定会消失在海浪中的海岸上建造房屋,并开始调整我们的家园以应对更极端的天气,我们将拯救许多生命。

我们什么时候会超过1.5摄氏度的极限?

按照目前的趋势,1.5℃高于1850至1900平均值的第一年很可能出现在2020年。但因为气候是多年平均天气,所以认为超过这个限度还为时过早。在厄尔尼诺期间,这个阈值可能会被越过,在此期间,温暖的海水穿过太平洋,暂时提高了全球表面温度。当这一切结束后,温度会再下降一点。

一个合理的定义是,当平均和长期温升超过1.5℃时,我们就超过了这个极限。根据目前的轨迹,这很可能在2040年左右发生,许多科学家和政治家对达到1.5℃采取了略有不同的定义。政府间气候变化专门委员会报告中关于1.5℃目标的几乎所有情景都涉及到,在本世纪中叶超过1.5℃的阈值后,气温将在2100年升至低于此阈值。

如果你积累了大量的温度债务,还清债务的唯一方法就是通过去除大量的二氧化碳来降低大气中的二氧化碳含量,也就是在温度过高之后,将温度恢复到原来的水平。目前,我们有很多方法可以在小范围内捕获碳,但没有一种方法可以扭转几十年来化石燃料大范围燃烧的趋势。

就算能把温度降下来,如果超过1.5℃,影响会更严重,因为未来几十年升温速度会更快。这可能会引发一些无法快速逆转的临界点,比如亚马逊雨林的消失。

二氧化碳会导致多大程度的变暖?

这可能是所有气候科学中最棘手的问题。二氧化碳很容易通过吸收更多的太阳热量直接使地球变暖。

但它也引发了各种影响全球温度的反馈。例如,变暖的加剧意味着更多的水蒸气,这是一种强大的温室气体。云的行为也会立即改变。

其他的反馈需要几千年。例如,随着巨大的反射冰盖融化,气候变暖将被放大,并被吸收大部分阳光的土地和水取代。更令人困惑的是,我们正在向大气中排放各种其他污染物,其中一些污染物具有降温作用。这不仅让我们很难确定二氧化碳变暖的程度,也很难计算我们需要做什么来限制变暖,因为这也取决于这些污染物的变化程度。

衡量气候敏感度的一个通用标准是,在二氧化碳水平翻倍后的几十年或几个世纪里,会发生多少变暖。结果显示,最有可能的值是3°C,但可能的值范围从低于2°C到高于5°C..如果排放量继续增加,在不到50年的时间里,二氧化碳的水平将是工业化前水平的两倍。

虽然我们越来越相信合理范围内的低值是可以排除的,但是高值的长尾是不能排除的。今年早些时候,一些气候科学家警告说,我们可能大大低估了这一风险,如果地球确实变暖了至少2摄氏度,它可能无法阻止它再变暖几度。

我们能排放多少二氧化碳?

尽管我们不能确定气候对二氧化碳和其他温室气体敏感度的确切数值,但很明显,重要的是它们在大气中的含量。为了简化问题,气候科学家已经开始谈论碳预算:我们可以排放多少二氧化碳。

因为二氧化碳已经在大气中停留了许多世纪,所以二氧化碳的总排放量和累积排放量与其在大气中的含量之间存在直接关系。那么1.5 C的预算是多少呢?

挪威国际气候研究中心的格伦·彼得斯说,大多数碳预算都“超出预算”。这些显示了在温度上升到1.5°c之前,我们可以排放多少二氧化碳。

政府间气候变化专门委员会(IPCC)2013的一份报告估计,将变暖限制在1.5℃的可能性为66%,20118亿吨二氧化碳的碳预算。在最新的报告中,这个数字是4200亿吨。

较高的预算在一定程度上是一些真正好消息的结果。早期的计算依赖于过去一个世纪的估计排放量,并使用了一套温度上升略高的计算机模型。更精确的数字和更好的模型导致了二氧化碳排放量的增加。

然而,政府间气候变化专门委员会的最新报告承认,出于我们已经考虑过的原因,预算可能会非常不同。例如,使用不同的温度记录可以使预算低至2580亿吨,或高达5700亿吨。

即使这些数字也掩盖了巨大的不确定性。根据气候敏感性和历史基线,预算可能是6500亿吨或更高。此外,报告还称,如果湿地释放更多甲烷,融化的永久冻土释放更多碳,预算将比预期低6543.8+0000亿吨。

如果是蹦极,这个预算相当于绳子的长度。你需要限制绳子的安全长度,避免被打到地上。

海平面会上升多高?

约1.20万年前的冰期间暖期,气温比1.850 ~ 1.900年高约1℃,海平面高6 ~ 9米。换句话说,即使我们将变暖限制在1.5℃,格陵兰岛和西南极洲的大部分冰仍然可能消失,这将足以使海平面上升5米或更多。

如果我们实际上正在朝着气温升高3或4摄氏度的可能性发展,这将导致海平面上升20多米。因为地球的温度上升比最近任何一个温暖时期都要快得多,所以对地球过去温度的研究对我们的未来并不是一个很好的指导。

普遍的看法是,这将需要许多世纪或数千年。政府间气候变化专门委员会的预测是,在气温上升1.5℃的世界里,海平面将上升0.3至0.8米,如果不控制排放,到本世纪末将上升0.5至1米。如果天气保持温暖,在22世纪及以后,海平面将会有更大的上升。

一些科学家认为这些预测是保守的。南极洲的冰层融化速度比预期的要快得多。一项基于2016年冰盖计算机模型的研究显示,到2100年海平面可能上升3米。

我们需要多长时间来扭转局面?

"科学家说我们还有12年来拯救世界."这似乎是许多人从政府间气候变化专门委员会(IPCC)的最新报告中获得的信息——但报告没有这么说。

事实上,按照目前的排放量,我们将在大约12年后超过报告中“最有可能”的剩余碳预算。但我们可以看到,碳预算处于一个较宽范围的中间,1.5°C的目标本身就是一个任意的目标。

否认气候变化的人会指出,他们之前已经被多次告知,拯救地球的时间只有“XX”年。因此,专注于任意的截止日期可能不是总结科学的最佳方式。

英国利兹大学的皮尔·福斯特说:“我个人不喜欢这个12年。事实上,我们必须立即采取比以往任何时候都更大的行动。”

在令人困惑和相互矛盾的数字的泥潭中,有两件事仍然清晰可见。首先,我们必须将全球净排放量降至零,我们越早做到这一点,我们的生活就会越好。其次,事情变得有多糟糕部分取决于我们做了多少准备。我们需要认真适应更温暖的星球上的生活。