联合国准备发布迄今为止对全球变暖最自信和最全面的评估，其中包括详细估计持续的温室气体排放将如何增加地球海平面并加剧未来几年的极端天气。这份报告由200多名科学家编写，并经195个国家的政府代表批准，来自政府间气候变化专门委员会（IPCC），将毫无疑问地表明人类正在改变地球的运作方式——如果各国政府不采取 drastic 行动，情况将会变得更糟，这是自然杂志采访的气候研究人员说的。
许多人希望这份涵盖气候科学最新进展的报告，将激励在今年11月于英国格拉斯哥举行的联合国气候峰会上采取行动，届时世界各国领导人将对遏制温室气体排放做出新的承诺。科学家们表示，根据目前的政策，各国政府将无法实现他们在2015年巴黎气候协议中设定的目标，即将全球变暖限制在前工业化水平以上 1.5–2 °C。
“这份报告将绝对清楚地说明科学的现状，并将行动的球踢回政府阵营，”英国诺里奇东安格利亚大学的气候科学家科琳娜·勒奎雷说。
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这是IPCC自1990年以来第六次重大气候评估报告中的第一份报告：第二份关于气候影响和适应的报告，以及第三份关于减缓努力的报告，将于明年发布。在期待下周发布的第一份报告之际，自然杂志预览了研究人员所说的自八年前上次IPCC评估以来气候科学取得的一些最重大进展。
高度确信，热门模型
经过几十年的研究，气候科学家们毫无疑问，温室气体排放会导致全球气温上升。自前工业化时代以来，这些气体的浓度已上升约 50%，地球已经变暖超过 1 °C（见“更温暖的世界”）。据一些估计，除非各国政府采取更多措施遏制这些排放，否则世界将走向接近 3 °C 的变暖。
随着气候科学的进步，研究人员对这些预测越来越有信心——IPCC 报告将强调这一点。科学家们评估其气候预测的一种方法是通过称为气候敏感性的指标。这是一种衡量如果地球大气二氧化碳 (CO2) 水平与前工业化水平相比增加一倍，预计将发生的长期变暖的指标。尽管在理解和计算能力方面取得了进步，但自 1970 年代以来，气候敏感性的估计值一直停留在 1.5–4.5 °C 左右。最近缩小该范围的努力大大提高了科学家们对未来几十年世界可能变暖速度的预测的信任度。
例如，在 2020 年 7 月发表的一项研究中，一个研究团队利用多条证据（包括当代气候记录和古代气候证据）挑战了气候模型。他们确定可能的气候敏感性为 2.6–3.9 °C。
“如果 IPCC 缩小气候敏感性范围，这听起来可能有点深奥，但实际上将是一件非常重要的事情，”该研究的合著者、加利福尼亚州奥克兰突破研究所的气候科学家泽克·豪斯法瑟说。缩小范围将有助于约束模型并改进未来的预测。
但豪斯法瑟很快指出，许多最新的气候模型——包括来自美国和英国大型建模中心的模型——预测的变暖幅度甚至远高于之前的气候敏感性估计值。在大约 40 个运行气候敏感性测试的模型中，大约有三分之一的模型预测，如果 CO2 水平增加一倍，变暖幅度将超过 4.5 °C，这让科学家们感到困惑，他们认为考虑到其他证据线索，如此极端的变暖水平是不太可能的。
科学家们仍在精确地研究模型运行过热的原因，但一些研究表明，部分答案可能是使用了复杂的新型云微物理学表示方法和大气中称为气溶胶的微小颗粒。例如，早期的模型具有不真实的云，这些云包含过多的冰，随着地球变暖，这些冰会变成水。这产生了冷却效果，因为水基云将更多的太阳能反射回太空。最新的模型开始使用更多真实的水云，这会随着时间的推移降低冷却效果。
但纽约市美国宇航局戈达德空间研究所建模团队负责人加文·施密特表示，这只是气候科学家仍在研究的更大方程的一部分。施密特说，在计算气候敏感性等指标时，一些运行过热的模型可能需要降低权重。但他补充说，它们仍然可以为降水模式等气候变量提供有用的预测。
施密特说，在解释最新的气候预测时，IPCC应该认识到科学家们才刚刚开始深入研究这些问题。
海平面上升
当 IPCC 在 2019 年发布一份特别报告时，世界对地球海平面可能如何上升进行了先睹为快。专家表示，它提出的科学依据无疑将包含在下周的发布中，指出到 2100 年，全球平均海平面将上升 0.3 米至 1.1 米，具体取决于温室气体排放量。这仅略高于之前的预测，但该报告还引用了最近分析该领域专家意见的研究，他们宣布不能排除海平面上升 2 米的可能性。如此极端的改变可能会使低洼地区的数千万人流离失所。
确定海平面上升是很困难的，因为它取决于关于格陵兰岛和南极洲冰盖是否会崩塌的复杂问题——如果崩塌，速度有多快。然而，自 2013 年上次 IPCC 重大气候评估以来，科学家们在理解海平面上升如何在地方和区域（而不仅仅是全球）范围内影响社区方面取得了显著进展。新泽西州普林斯顿大学的气候科学家迈克尔·奥本海默说，这一点很重要，因为不同的城市、国家和地区将以非常不同的方式经历海平面上升，他是 IPCC 特别报告的作者之一。
例如，格陵兰岛和南极洲的冰盖非常大，以至于它们会产生引力效应，导致周围海洋膨胀。当一些冰融化时，局部膨胀消退，水重新分配到其他地方，例如美国东北部——导致那里的海平面上升。
“这是 IPCC 首次对所有这些地方和区域效应进行全面分析，”奥本海默说。他说，这些信息很重要，因为即使是看似很小的局部海平面上升也会产生重大影响——尤其是在风暴期间的洪水方面。奥本海默补充说，在世界许多地区，即使在最乐观的气候情景下，百年一遇的洪水到本世纪末也将成为年度事件。
极端事件的归因
下周的 IPCC 报告紧随 7 月德国史诗般的洪水以及 6 月美国太平洋西北地区和加拿大西部的热浪之后，利顿镇在那里记录了 49.6 °C 的创纪录温度，之后一场野火几乎将其夷为平地。此后不久，气候科学家评估了热浪，并得出结论，全球变暖几乎肯定是驱动因素，并且自 19 世纪末以来，这种事件的可能性增加了 150 倍。
早在十年前，当被问及全球变暖与任何单一极端气候事件之间的联系时，科学家们往往会犹豫，只是说我们应该预期随着气候变暖，这种情况会越来越多。但瑞士苏黎世联邦理工学院的气候科学家索尼娅·塞内维拉特内说，气候归因科学近年来取得了显著进展。因此，即使最近的热浪分析不会被纳入新的 IPCC 报告，因为它没有及时发表，但 IPCC 可以评估大量关于极端天气的研究，塞内维拉特内说。
推动这一变化发生了两件事。首先是气候科学家开发了改进的模型和统计方法，用于确定任何给定气候事件可能发生（无论是否有人为引起的气候变化）的可能性。但塞内维拉特内说，同样重要的是，气候变化本身正在推进，最近的研究表明，日益极端的极端天气事件现在正在自然变率的噪音之上显现出来。
或者，用勒奎雷的话说，我们现在可以用“自己的眼睛”看到全球变暖的影响。
本文经许可转载，并于 2021 年 8 月 5 日首次发表。