气候正在变化

地球气候是个复杂系统, 而人类是其中的重要组成部分。 例如, 人类燃烧石油、 天然气和煤炭等化石燃料的活动会向大气中释放二氧化碳。 这种温室气体可滞留热量, 为地球保温, 但过量二氧化碳将导致地球过热, 引发气候系统的连锁反应。 作为人为气候变化的主要推手, 这种现象正以多种方式影响人类与社会。 例如, 全球范围内极端高温和暴雨天气的强度与频率显著提升 [1, 2] （图 1）, 多国遭遇更加极端的干旱天气。 全球变暖的严重程度主要取决于我们未来的温室气体排放量 —— 减排力度越大, 负面影响就越弱。

了解不同气候变化条件下的预期影响至关重要, 这能清晰展现人类行为的潜在后果, 从而激励我们加大减排力度, 并为未来某些已不可避免的影响做好应对准备。 本文基于联合国政府间气候变化专门委员会 （IPCC） 第六次评估报告 [3, 4] 撰写, 介绍了该领域最新研究成果。 IPCC 报告汇集全球科学出版物, 是关于气候变化最具权威性的研究综述, 最新一期为 2021 至 2023 年间发布的第六次评估报告。

如何预测气候变化的未来影响

预测气候变化对未来的影响, 主要分为三步 （图 2）。 首先, 需要构想未来社会的发展图景。 研究人员会设定多种可能出现的情境:例如各国携手减轻气候污染, 或继续高度依赖化石燃料。 具体是哪种情境, 取决于多种因素:经济增长水平、 国际合作程度、 所实施的气候政策等等。

随后, 运用气候模型模拟自然环境对这些社会变化的反应。 气候模型是通过大量计算机代码与方程构建的复杂系统, 描述了环境中的物理和化学变化。 气候模型会持续优化, 但没有哪一个模型是完美的, 我们需要综合考虑多个模型的模拟结果。

最后, 分析气候模型输出的数据, 解读环境变化如何影响人类社会。 分析工具包括统计方法与影响模型。 相较于气候模型, 影响模型的数据通常更加详细, 但聚焦特定领域。 例如, 作物模型能模拟某种农作物在全生命周期对不同气候条件的响应方式。

不同全球变暖程度的影响

全球变暖程度是衡量气候变化的一项关键指标, 指全球平均气温相较于 19 世纪末 （1850-1900 年） 化石燃料广泛应用前的升幅。 该指标通常取 20-30 年期间的平均值, 以反映整体气候状态而非单一年份的极端波动。 预计到 2030 年, 地球平均气温将比 19 世纪末升高 1.5°C。 到本世纪末 （2081-2100 年）, 全球升温幅度可能介于 1.4°C 至 4.4°C 之间, 具体数值取决于本世纪剩余期间内的温室气体排放量。

2015 年 《巴黎协定》 缔约国承诺将全球变暖幅度控制在 2°C 以内, 并努力限制在 1.5°C。 然而, 即便仅升温 1.5°C, 仍将对人类与环境产生重大影响 [5] : 更强劲、 更持久的热浪导致死亡率上升； 暴雨、 干旱、 强飓风和台风等灾害随地域和季节加剧； 大量动植物濒临灭绝；珊瑚礁严重退化； 北极海的夏季融冰范围扩大； 极地生态发生巨变, 影响北极熊、 海豹及原住民社区； 冰川也将加速消融, 对于那些在温暖干燥季节依赖冰川与融雪供水的地区, 这无疑是噩耗。 在这种升温幅度下, 到本世纪末海平面将上升约 44 厘米 [6]。 由于海洋对气候变暖的反应较慢, 即使将升温幅度控制在 1.5°C, 海平面仍将在相当长的时间内持续上升。

若全球变暖幅度达到 2°C, 上述影响将全面加剧。 人类的粮食与营养需求将更难满足, 贫困国家首当其冲。 更频繁的干旱、 洪涝和热浪将伤害农作物与动物, 农业灌溉用水短缺问题将愈发严重。 全球主要粮食产区同时遭受气候灾害的可能性显著增加 [2], 继而可能导致粮价飞涨甚至断供, 危及全球粮食安全。 城市和建筑在自然灾害中损毁加剧, 修复成本倍增。 登革热、 疟疾等蚊媒疾病伴随极端热浪和灾害, 将严重威胁公共健康。 在这种升温幅度下, 气候系统突破“临界点”的风险陡增。 由于人类应对准备的不足, 加上影响难以逆转, 这种突破界限的剧变格外可怕。

当全球升温幅度达到 3°C 时, 气候变化将影响世界绝大部分地区。 各地生态危机持续升级, 部分损害将永久不可逆, 即使未来降温也无法修复, 某些变化的幅度甚至超出人类适应极限。 北极海冰几乎会在每年九月完全消融, 本世纪末海平面或上升约 60 厘米。 若 3°C 升温持续两千年, 海平面上升幅度可能达 4-10 米 [6]。 经济损失将随温度攀升迅速加大, 部分关键气候临界点一旦被突破, 将引发极为严重的灾难。

倘若升温幅度达到 4°C 或更高, 地球生态系统将发生巨变。 近半数热带海洋生物将失去现有栖息地, 约三分之一陆地的地貌将发生显著改变。 野火过火面积激增 50% -70% , 约 40 亿人将遭受水资源短缺危机, 全球粮食生产体系濒临崩溃 [4]。

超越自然灾害的深层影响

气候变化对人类未来的影响不仅取决于气候变化本身, 更与社会的发展变化轨迹紧密相连。 同样的气候事件因社会防护能力差异会产生截然不同的后果 —— 例如医疗水平提升可降低疟疾死亡率, 但社会老龄化会加剧热浪对老年人的威胁。 另一方面, 沿海城市扩张将使更多人口与建筑暴露于海平面上升与沿海洪灾风险中。

要降低气候变化带来的风险, 我们应未雨绸缪, 积极适应变化, 更关键的是立即限制温室气体排放, 避免将气候系统推向极端状况。

今日行动决定未来状况

全球升温幅度即将达到 1.5°C。 温度攀升越高, 影响范围越广, 危害程度越深。 若放任人为气候变化持续下去, 社会与自然将逐渐面临剧变, 而临界点的突破更可能让剧变改为突变。 部分极端变化将超出人类与生态系统的适应极限, 造成持久性损害。

但未来并非注定无望。 只要减少化石能源使用并提前做好规划, 我们完全能减缓变暖进程及其危害。 当务之急包括:削减温室气体排放量以尽快实现二氧化碳净零排放、 转向可再生能源、 保护脆弱生态与社群、 建设更能抵御极端天气的基础设施。 全球协作与气候行动承诺至关重要。 要应对困境, 社会当然准备得越充分越好, 但随着人为气候危机加剧, 适应空间将持续收窄。 只有洞悉未来风险并立即行动, 我们才能为所有人构建更加安全、 可持续的未来 （图 3）。

术语表

临界点 (Tipping Points): ↑ 微小变化引发不可逆的突变现象, 如同轻推水杯至桌沿并最终坠落的过程。

适应 (Adapt): ↑ 为应对环境变化而采取的调整或行动。

净零排放 (Net Zero): ↑ 排入大气中的温室气体与从大气中清除的温室气体实现平衡, 不再对气候产生额外影响。

脆弱 (Vulnerable): ↑ 易受损害的危险状态, 可能源于对外界变化的敏感性, 或缺乏对变化的适应能力。

利益冲突声明

作者声明本研究不涉及任何潜在商业或财务关系。

致谢

本研究由英国商业、 能源与产业战略部 （DSIT） 资助的英国气象局哈德利中心气候计划提供支持。 作者在撰写初稿后借助 ChatGPT 进行语言通俗化处理, 并对生成内容进行人工核查与修改, 以确保科学信息的准确性与完整性。

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