考虑到科学界特有的谨慎措辞，本周具有里程碑意义的政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 报告中令人震惊的陈述尤其令人担忧。该文件 234 位作者的首个共识是：人类燃烧化石燃料“明确”导致了气候变化。事实上，报告中的数据重建表明，地球的平均表面温度可能在大约 125,000 年以来 [参见“全球表面温度变化”] 未曾如此温暖。
最新的 IPCC 报告在描述温室气体排放增加的后果时毫不含糊，佐治亚理工学院的气候科学家兼评估报告的主要作者之一 金·科布 在为记者举办的预发布简报会上指出。科布和她的合著者比以往的 IPCC 报告更肯定地得出结论，气候变化已经导致全球各地出现极端热浪、干旱、强降雨和热带气旋。在所有可能的研究排放情景中，气温都将上升至至少 2050 年，并且很可能在 2040 年之前超过 1.5 摄氏度。但是，如果到 2050 年将排放量降至净零——意味着任何排放的温室气体都被从大气中移除的量所平衡——那么在本世纪内，升温仍然可以限制在 1.5 摄氏度以内。
这份近 4,000 页的文件引用了 14,000 多项研究，是 IPCC 自 2013 年以来对气候科学状况的首次重大评估。报告的确定性不仅基于对地球气候系统更好的理解，还基于对其气候过去的调查。来自珊瑚、树木年轮、从冰层或海洋沉积物中提取的岩芯以及其他来源的数据，使像科布这样的古气候研究人员能够超越现代记录，窥探古代世界，从而为当今的气候科学和预测产生关键见解。大众科学 与科布就古气候数据在完善 IPCC 新报告中的作用以及为地球当前变暖提供背景的重要性进行了对话。
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[以下是访谈的编辑稿。]
为什么审视我们的气候过去如此重要？
鉴于仪器测量的气候记录通常只能追溯到 50 年前——有时可能可以追溯到 100 年或 150 年前——我们无法真正捕捉到地球气候系统自然变率的全部广度。我们可以利用古气候档案来扩展追溯到过去的记录。现在，我们在世界各地的许多地点都有足够的记录来进行大规模平均——这种平均使我们能够直接与当今地球上正在发生的事情进行比较。重要的是为当今事物的变化速度以及这种变化有多么不寻常提供背景。
古气候研究是如何应用到这份新报告中的？
自 1990 年的第一次评估以来，古气候研究一直是每次 IPCC 评估的一部分。这里的不同之处在于，这些证据不再被归入单独的章节，而是尝试将这些证据线索整合到报告的各个方面。各个学科的气候科学家现在都了解古气候来源提供的丰富信息。近几十年来，该领域已经成熟，能够提供定量信息，这些信息有助于当前气候变化研究中最常见的定量分析类型。
地质记录中是否存在与我们今天看到的气候变化相似的先例？
看看大约 125,000 年前，即上次间冰期，是很有趣的。我们对该时期温度升高的最佳估计约为 1 到 2 摄氏度——与我们今天所处的水平大致相同，比工业化前时期高出约 1 摄氏度。当时，气温升高是由地球相对于太阳的轨道变化驱动的，变暖持续了足够长的时间（数千年），导致格陵兰冰盖融化，全球海平面升高了 5 到 10 米。这些数字是对我们星球在不太遥远的地质过去所处位置以及我们长期以来随着地球完全响应我们已经达到的变暖水平而走向何方的巨大惊叹号。
然而，地球过去的暖期都不是我们今天所见情况的恰当类比。我们现在正在进行的速率往往将当前的气候变化与过去发生的这种量级的变化区分开来，后者发生在更长的时间尺度上，并且是由自然气候驱动因素引起的。
本报告对一个重要的指标，即气候敏感性，提出了新的估计。那是什么，古气候研究如何帮助估计它？
气候敏感性本质上是大气中二氧化碳单位增加所发生的变暖程度。较高的气候敏感性意味着给定的二氧化碳增加会导致更多的变暖，反之亦然。这是未来排放影响的不确定性之一，但与过去的报告相比，本报告已显着缩小了其范围。
古气候科学可以通过研究过去二氧化碳变化引起的温度响应，并以描述地球过去气候条件的数据为基础，来为围绕气候敏感性的讨论做出贡献。
例如，我在亚利桑那大学的同事 杰西卡·蒂尔尼 努力汇编了上次冰河时期（大约 20,000 年前）的全球温度数据库，并用它来估算那段时间的全球降温。我们非常了解二氧化碳，因此凭借这两个数字，她和她的合著者能够计算出气候敏感性的估计值。
该报告预测，即使我们成功将升温限制在 1.5 度 C，海平面也将在 2050 年之前继续上升。这是为什么？
我们迄今为止烘烤到大气中的热量已经渗透到冰盖内部。为了适应我们已经造成并将要造成的过量热量，持续缓慢融化的大型冰盖将在未来几个世纪甚至几千年内留下印记。
好消息是，如果我们现在确实采取深入且持续的温室气体减排措施，我们将在本世纪晚些时候看到其益处，形式是海平面上升速度或幅度降低。我们希望海平面降到哪里？我们是否希望为后代争取尽可能多的时间来适应？这些是我们在这个十年和下一个十年面临的问题。
现在还有哪些其他过程基本上“锁定”在较长的时间尺度上？
总的来说，海洋影响将需要更长的时间才能逆转。一个重要的影响是海洋酸化——海洋中储存碳的标志。我们已经改变了上层海洋的化学成分，深度达到 2,000 米——在某些地方几乎是其深度的一半。碳不会一下子神奇地出来；当这些高二氧化碳水暴露在地表，与二氧化碳含量较低的大气接触时，它就会出来。我们必须等待这种交换发生，因为深海水必须再次被带到地表。这将是一个相对缓慢的过程。
但这与报告的核心信息之一并不冲突，即当我们实现净零排放时，我们将开始看到全球变暖本身几乎立即和明显的稳定——如果不是逆转的话。许多与全球表面温度直接相关的影响，例如热浪，可能是最早响应的影响之一。
古气候研究如何继续增加我们对气候变化的理解？
回顾古气候记录可以帮助我们了解极端事件或周期的组合在最近的过去是如何演变的，以及它们可能如何响应气候变化而发生变化。越来越明显的是，这些方法与我们的气候未来极其相关。我们可以求助于过去极端事件的档案——无论是干旱、极端降雨、热带气旋——还是自然气候周期，以更多地了解它们在过去几个世纪到几千年的自然变率。厄尔尼诺事件就是一个例子，它是热带太平洋发生的自然气候周期的温暖阶段。在过去的 70 年里，我们实际上只看到了少数——大约 10 个。但是通过研究厄尔尼诺事件的古气候档案，我们可以分析过去几千年的数百个事件。就在去年，我们发表了一篇论文，记录了近几十年来厄尔尼诺强度与工业化前时期相比有所增加。
我们现在可以从气候乐观主义中汲取哪些见解？
我有点欣慰地看到，世界其他地方可以达到我在过去五到八年中已经达到的意识水平。当您必须为了日常工作而跟上科学进展时，您会实时消化它。现在感觉好像卸下了一点重担——至少世界其他地方知道我现在在做什么。这是一种巨大的安慰。
我希望新的意识将促使采取必要的行动，走上深入、持续减排的道路，这将限制变暖并保留在本世纪晚些时候降温的权利。这就是我为之奋斗的目标。