7 个气候反驳谬论的解答

人类干扰地球气候的证据持续积累

艾莉森·塞弗

唐纳德·特朗普总统一直反对对抗气候变化。例如,他的政府放宽了新型机动车辆的燃油经济性和排放标准——这项措施甚至连汽车制造商都没有要求。他用允许燃煤和燃气发电厂排放更多二氧化碳的新法规,取代了他的前任贝拉克·奥巴马总统倡导的清洁能源计划。2019年11月,他甚至启动了为期一年的美国退出《巴黎气候协定》的程序,该协定对其签署国没有任何要求,只要求他们做出一个无法强制执行的承诺,即帮助将全球气温上升幅度控制在 2 摄氏度以下。

这些行动背后的理由一直难以确定。特朗普一再谴责全球变暖是一场“骗局”和中国削弱美国制造业的阴谋。但后来,在 2019 年 1 月的新闻发布会上,特朗普也表示气候变化“绝非骗局”。他任命的许多机构负责人,包括能源部的里克·佩里和环境保护署的斯科特·普鲁伊特,都质疑或否认二氧化碳在气候变化中的作用。但是,当记者直接询问特朗普是否相信全球变暖是真实存在时,白宫新闻秘书们却避而不谈。很难判断他的政府是对气候危机的科学事实持怀疑态度,还是仅仅是对采取任何行动的紧迫性持怀疑态度。

模棱两可经常被那些喜欢称自己为“气候怀疑论者”的人所利用——尽管他们似乎更热衷于否定,而不是真正的怀疑探究。当然,并非所有质疑气候变化科学的人都符合这种描述:有些人确实不了解事实,或者真诚地不同意对事实的解释。真正否定者的区别在于他们执着地反对承认存在一个可采取行动的问题,他们经常使用早已被驳斥的关于气候变化科学所谓弱点的论点。


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以下是反驳者恶意论证的部分清单以及对它们的一些简短反驳。

论点 1:人为二氧化碳不可能改变气候,因为二氧化碳在大气中只是一种痕量气体,而且人类产生的量与火山和其他自然来源产生的量相比微不足道。水蒸气是迄今为止最重要的温室气体,因此二氧化碳的变化无关紧要。

尽管二氧化碳仅占大气层的 0.04%,但这个小数字在气候动态中起着重要作用。即使在如此低的浓度下,正如物理学家约翰·廷德尔在 1859 年所证明的那样,二氧化碳也会吸收红外辐射并充当温室气体。化学家斯万特·阿伦尼乌斯在 1896 年更进一步,估算了二氧化碳对气候的影响;经过艰苦的手工计算,他得出结论,二氧化碳浓度增加一倍可能会导致近 6 摄氏度的升温——这个答案与最近更严格的计算结果相差不远。

森林吸收大气中的二氧化碳,抵消非人为释放的二氧化碳。然而,人类活动,加上森林砍伐(此处显示),抵消了这一过程。图片来源:Joel W. Rogers Getty Images

与反驳者的观点相反,人类活动是大气中二氧化碳观测值增加的最大贡献者。根据全球碳项目的数据,人为二氧化碳每年约为 350 亿吨——是火山产生的 130 多倍。诚然,释放到大气中的二氧化碳有 95% 来自自然来源,但植物生长和海洋吸收等自然过程会将气体拉回大气中,并且几乎完全抵消了它们,从而使人类的添加成为净盈余。此外,包括空气中碳同位素比例变化分析在内的几组实验测量进一步证实,化石燃料燃烧和森林砍伐是二氧化碳水平自 1832 年以来上升 45% 的主要原因,从百万分之 284 (ppm) 升至百万分之 412——这是一个显著的跃升,达到了数百万年来的最高水平。

反驳者经常反对说,水蒸气而不是二氧化碳是最丰富和最强大的温室气体;他们坚称气候科学家经常将水蒸气排除在他们的模型之外。后者根本不真实:从阿伦尼乌斯开始,气候学家就已将水蒸气纳入他们的模型中。事实上,水蒸气是二氧化碳升高对气候产生如此大影响的原因。二氧化碳吸收一些水无法吸收的红外波长,因此它独立地向大气中增加热量。随着温度升高,更多水蒸气进入大气层,并成倍增加了二氧化碳的温室效应;政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 指出,水蒸气可能会“大约使仅由添加二氧化碳引起的温室效应增加一倍”。

气候反驳者认为,到达地球的太阳能量变化是全球变暖的幕后推手。但人类的影响对气候具有可衡量的更强影响。图片来源:NASA

然而,在这种动态中,二氧化碳仍然是温室效应的主要驱动力(气候学家称之为“强迫”)。正如 NASA 气候学家加文·施密特所解释的那样,水蒸气比二氧化碳更快地进入和离开大气层,并且倾向于保持相对湿度在相当稳定的水平,这限制了其温室效应。因此,气候学家将水蒸气归类为反馈因素,而不是强迫因素。(在气候模型中看不到水蒸气的反驳者,是在错误的地方寻找它。)

由于二氧化碳不可避免的温室效应,坚持用自然原因解释当前全球变暖的反驳者需要解释,在他们的情景中,为什么二氧化碳不会加剧问题。

论点 2:所谓的过去 1600 年的气温“曲棍球棒”图已被推翻。它甚至没有承认公元 1000 年左右存在一个比今天更热的“中世纪温暖期”。因此,全球变暖是一个神话。

很难知道哪个更大:是反驳者对迈克尔·E·曼恩及其同事 1998 年的历史温度重建中缺陷的夸大,还是他们的论点对气候变化案例的最终微不足道。

首先,不仅仅有一个使用一组代理数据的历史温度曲棍球棒重建。在研究冰芯、树木年轮和其他直接测量的替代数据时,从许多地点独立地发现了过去几个世纪气温急剧上升的类似证据。尽管它们存在差异,但它们证实地球一直在急剧变暖。

美国国家研究委员会 2006 年对证据的审查得出结论,“高度确信 20 世纪最后几十年全球平均地表温度高于过去四个世纪的任何可比时期”——这是图中与当前气候趋势最相关的部分。该报告对追溯到公元 900 年的重建不太信任,尽管它仍然认为它们是“合理的”。因此,欧洲和亚洲中世纪温暖期的温度与 20 世纪所见的温度相当,这同样是合理的,但可能只是局部现象:该报告指出“温暖的程度和地理范围是不确定的”。曼恩及其同事的一篇研究论文似乎证实,中世纪温暖期和 1400 年至 1700 年之间的“小冰河期”都是由太阳辐射和其他自然因素的变化引起的,而这些因素似乎并没有在今天发生。

在美国国家研究委员会的审查发布后,另一份由四位统计学家进行的分析,即韦格曼报告,该报告未经正式同行评审,对曲棍球棒论文提出了更多批评。但是,纠正其指出的错误并没有实质性地改变曲棍球棒图的形状。2008 年,曼恩及其同事发布了温度重建的更新版本,该版本呼应了他们早期的发现。

但假设曲棍球棒真的被推翻了……那又怎样?人为全球变暖的案例最初来自对气候力学的研究,而不是来自寻求原因的过去温度重建。关于当前变暖趋势的警告早于曼恩的曲棍球棒图。即使 1000 年前的世界无可辩驳地更温暖,也不会改变以下事实:最近二氧化碳的快速上升比任何自然因素都更可信地解释了当前的变暖事件——而且似乎没有任何自然因素能够抵消未来几年的进一步变暖。

论点 3:全球变暖在 1998 年停止了;此后地球一直在降温。

这种反驳论点可能是最过时和无意中令人捧腹的。它是这样说的:根据英国气象局哈德利中心记录,1998 年是世界最热的一年;接下来的十年气温较低;因此,上个世纪的全球变暖趋势已经结束,对吗?

任何即使对统计学略有了解的人都应该能够发现该论点的弱点。鉴于变暖趋势的持续时间延长、增加速率的预期(和观察到的)变化以及温度测量和预测中的不确定性范围,气候学家说,十年的温和中断不足以证明模式的破裂。

如果全球变暖的停顿再持续十年,那是否会证明反驳者的观点是正确的?不一定,因为气候是复杂的。例如,德国莱布尼茨海洋科学研究所当时的莫吉布·拉蒂夫及其同事在 2008 年发表了一篇论文,该论文表明,尽管长期变暖模式仍然有效,但海洋环流模式可能会导致北半球部分地区出现降温期。从根本上说,那些抵制支持变暖的大量证据的反驳者,不应过快地抓住仅暗示相反情况的证据。

无论如何,“变暖暂停”反驳持续气候变化的说法,在 1998 年不再是有记录以来最热的一年时,就完全变成了学术问题。现在这个头衔属于 2016 年,2019 年紧随其后。事实上,过去 15 年包含了有记录以来最热的 10 年。

论点 4:太阳或宇宙射线更可能是全球变暖的真正原因。毕竟,火星也在变暖。

在试图理解气候时,天文现象是显而易见的自然因素,特别是太阳的亮度和地球轨道的细节,因为这些似乎是工业文明兴起之前冰河时代和其他气候变化的主要驱动因素。因此,气候学家在其模型中确实考虑了这些因素。但是,为了反驳那些想将最近的变暖归咎于自然周期的否定者,没有足够的证据表明到达我们星球的额外太阳能足以解释观测到的全球气温上升。

IPCC 指出,在 1750 年至 2005 年之间,来自太阳的辐射强迫增加了每平方米 0.12 瓦——不到人类活动产生的净强迫(1.6 瓦/平方米)的十分之一。该比较中最大的不确定性来自大气中气溶胶的估计影响,气溶胶会不同程度地遮蔽地球或使其变暖。然而,即使考虑到这些估计的最大不确定性,人类对气候的影响增加也超过了任何太阳变化。

此外,请记住,二氧化碳和其他温室气体的作用是放大太阳的变暖作用。希望将全球变暖归咎于太阳的反驳者不能仅仅指出太阳辐射的任何趋势:他们还需要量化其影响,并解释为什么二氧化碳不会因此成为气候变化更强大的驱动因素。(削弱温室效应是太阳影响上升的必然结果,还是为获得预期结果而添加的临时推论?)

因此,反驳者倾向于丹麦技术大学的亨利克·斯文斯马克的工作,他认为需要考虑太阳对宇宙射线的影响。进入大气层的宇宙射线有助于播撒气溶胶和云层的形成,从而反射阳光。在斯文斯马克的理论中,过去 50 年中较高的太阳磁活动使地球免受宇宙射线的照射,并允许异常升温,但现在太阳再次变得磁性平静,全球变暖将会逆转。斯文斯马克声称,在他的模型中,温度变化与宇宙射线水平和太阳磁活动的相关性比与其他温室因素的相关性更好。

然而,斯文斯马克的理论未能说服大多数气候学家,因为其证据存在薄弱环节。特别是,宇宙射线涌入或它们应该形成的云层似乎没有明显的长期趋势,而且他的模型无法解释(如温室效应解释的那样)世界变暖的一些观测模式(例如,更多变暖发生在夜间)。至少目前,宇宙射线仍然是气候变化中不太可能的原因。

而火星上看到的明显变暖呢?由于它基于非常小的测量基础,因此可能并不代表真正的趋势。关于什么控制着火星气候,我们知之甚少,但表面颜色较深的时期可能会增加吸收的阳光量并提高温度。

二氧化碳升高会使海洋酸化,这可能会对珊瑚礁产生不可逆转的有害影响,例如珊瑚白化(此处显示)。图片来源:Getty Images

论点 5:气候学家合谋隐瞒全球变暖的真相,将他们的数据锁起来。他们所谓的关于全球变暖的共识在科学上是无关紧要的,因为科学不是由受欢迎程度来决定的。

对于那些已经相信巨大全球阴谋的人来说,几乎不可能反驳对巨大全球阴谋的指控(谁能证明共济会和罗斯威尔外星人也没有参与其中?)。因此,请注意,这个假设的阴谋的规模需要涵盖来自世界各地的成千上万的无可争议的出版物和受人尊敬的科学家,可以追溯到近 150 年前的阿伦尼乌斯和廷德尔。一个阴谋必须非常强大,以至于它已经吸纳了数十个科学组织的官方立场,包括美国国家科学院、英国皇家学会、美国科学促进会、美国地球物理联合会、美国物理学会和美国气象学会。

如果真的存在一个大规模的阴谋来欺骗世界气候问题(并且为了什么目的?),那么 2009 年黑客从英国东安格利亚大学气候研究部门窃取并分发的数千封电子邮件和其他文件肯定会证明这一点。但事实并非如此。批评者声称是渎职证据的那些电子邮件中的少数几句话,在科学家私下和非正式交谈的背景下,有更无辜的解释。如果任何相关科学家不诚实地操纵数据或阻挠信息自由请求,那将是可悲的;但是,没有证据表明发生了这种情况。缺少的是任何明确的迹象表明存在广泛的企图,以伪造和协调调查结果,其规模足以维持一个全球阴谋集团或严重歪曲气候变化的记录。

气候学家经常对他们隐瞒数据或其模型细节的指责感到沮丧,因为正如 NASA 的施密特指出的那样,许多相关信息都在公共数据库中或可以访问——反驳者在坚持认为科学家阻挠他们的请求时,会方便地忽略这一事实。(而且由于各国在数据保密方面的规定不同,科学家并非总能随意遵守某些请求。)如果反驳者想对全球变暖理论造成毁灭性打击,他们应该使用公共数据并开发他们自己可信的模型来证明合理的替代方案。

然而,这种情况很少发生。2004 年,科学史学家内奥米·奥雷斯克斯发表了一项关于全球变暖同行评议文献的里程碑式分析报告《关于气候变化的科学共识》。在她调查的 928 篇论文摘要中,她写道,75% 明确或隐含地支持人为全球变暖,25% 是方法论或其他方面,对该主题不持立场——并且没有一篇论文主张纯粹的自然解释。尽管有人试图驳斥奥雷斯克斯的发现,但最终都失败了,她的结论仍然成立。

奥雷斯克斯的工作并不意味着所有气候科学家都同意气候变化——显然,有些人不同意(尽管他们只是极少数)。相反,有意义的共识不是在科学家之间,而是在科学内部:温室气体驱动的全球变暖的证据占绝对优势,即使是一些相反的研究也很难推翻它。(奥雷斯克斯目前是大众科学的专栏作家。)

论点 6:气候学家有既得利益,他们通过发出警报来获取金钱和声望。

如果气候科学家通过炒作对气候变化的担忧来争取更多资金,那么他们的做法并非非常有效。根据美国政府问责办公室的数据,1993 年至 2014 年间,联邦政府在气候变化研究、技术、国际援助和适应方面的支出从 24 亿美元增加到 116 亿美元。(2009 年的《美国复苏与再投资法案》的经济刺激计划还额外拨款 261 亿美元用于气候变化计划和活动。2014 年联邦政府非国防研究支出总额超过 650 亿美元。)然而,在此期间,科学研究在该资金中所占的份额急剧下降:预算资金的大部分用于节能项目和其他技术计划。因此,气候学家的资金几乎没有变化,而包括工业界人士在内的其他人则从中获利丰厚。当然,共济会可以做得更好。

论点 7:与减少碳足迹相比,技术修复,例如发明不产生二氧化碳的能源或地球工程改造气候,将是更经济实惠、更谨慎的应对气候变化的方式。

对气候变化标准政策回应的批评者似乎经常暗示,环保主义者痴迷于二氧化碳排放的监管减少,对技术解决方案不感兴趣。这种解释充其量是奇怪的:能源效率、节约和生产方面的此类创新正是二氧化碳排放上限或征税旨在鼓励的。

相关问题是,在这些技术准备就绪并可以按所需规模部署之前,文明推迟遏制或减少二氧化碳排放是否明智。最常见的结论是否定的。请记住,只要二氧化碳水平升高,额外的热量就会被泵入大气和海洋,从而延长和恶化气候后果。正如哥伦比亚大学地球研究所的气候学家詹姆斯·汉森指出的那样,即使当前的二氧化碳水平可以一夜之间稳定下来,地表温度在未来几十年内仍将继续上升 0.5 摄氏度,这是因为海洋释放出吸收的热量。我们仅仅等待技术来减少二氧化碳的时间越长,我们就越需要这些解决方案更快地从空气中抽出二氧化碳,以最大限度地减少变暖问题。通过限制二氧化碳的积累来最大限度地缩小挑战的范围,这才是明智之举。

此外,气候变化并非二氧化碳升高造成的唯一环境危机:它还会使海洋酸化,这可能会对珊瑚礁和其他海洋生物产生不可逆转的有害影响。只有立即减缓二氧化碳的释放才能遏制这些损失。

关于为什么地球工程——通过设计改变地球的气候系统——的方案似乎不明智,除非作为应对气候变化的绝望的最后手段策略,已经有很多文章对此进行了阐述。更宏大的提案涉及很大程度上未经检验的技术,因此尚不清楚它们在多大程度上能实现其预期目的;即使它们确实遏制了变暖,它们也可能在此过程中引起其他重大的环境问题。不从空气中去除二氧化碳的方法必须永久维持,以防止急剧的反弹变暖。地球工程系统的治理可能会成为一个政治雷区,各国在最佳气候设定应该是什么方面存在分歧。当然,与任何其他技术解决方案一样,首先减少二氧化碳的排放和积累只会使任何地球工程解决方案更容易。

总而言之,指望未来的技术发展来解决气候变化,而不是通过所有可用手段(包括监管手段)直接应对问题,似乎是极其不负责任的。但话又说回来,对气候变化采取负责任的行动正是反驳者最感兴趣否认的。

更多探索

过去六个世纪的全球尺度温度模式和气候强迫。Michael E. Mann、Raymond S. Bradley 和 Malcolm K. Hughes 发表于《自然》杂志,第 392 卷,第 779–787 页;1998 年 4 月 23 日。

2014 年气候变化:综合报告。政府间气候变化专门委员会第五次评估报告第一、第二和第三工作组,2014 年。可在 www.ipcc.ch/report/ar5/syr 获取

关于人为全球变暖的共识至关重要。James L. Powell 发表于《科学、技术与社会公报》,第 36 卷,第 3 期;2016 年。在线发表于 2017 年 5 月 24 日。

约翰·伦尼大众科学的前主编。

更多作者:约翰·伦尼
SA Special Editions Vol 26 Issue 5s本文最初以“7 个气候反驳谬论的解答”为标题发表于 SA 特刊 第 26 卷第 5s 期 (),第 26 页
doi:10.1038/scientificamerican122017-3dmeUO2Pre6M3ex4zyW07U
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