揭露：2100 年的气候谬论

本文发表在《大众科学》的前博客网络上，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

我（罗伯特）难以接受我的家园可能会被大幅上涨的海水淹没，这让我感到震惊。那是因为我住在圣地亚哥北部的一座山上，海拔 45 英尺，距海岸线一英里多。同样让我（丹）震惊的是，我心爱的加利福尼亚州门多西诺县目前的海岸线可能会大面积消失，我经常在那里与女儿们一起度周末，探索深入葡萄酒产区的河流。这些淹没事件不会在本世纪发生，但这并不是什么安慰。按照世界目前的发展速度，我们心中珍视的土地可能会沉入海底，并在那里停留数千年。

这让人伤心。我们大多数人都认为，我们的家园、城镇和城市会在未来的几个世纪和几千年里继续存在。为什么不呢？在欧洲和亚洲各地，数百万人居住在拥有数千年历史的城市中。事实上，受到欧洲永久性的启发，罗伯特的家人用石头建造了花园围墙，并热切期望将土地传给希望中的孙子孙女，以及他们的后代，等等。

然而，现在我们两位撰写这篇文章的人都认为这个想法是错误的。强有力的新研究表明，今天任何或任何高于海平面数十英尺的地方都可能在某一天面临一种无法战胜的力量，无论是圣地亚哥附近的乡村住宅还是迈阿密的高层公寓。虽然海岸线一直在变化，但这些变化是可以直接预测的，并且是由于近期一段时期内不必要的过量二氧化碳 (CO₂) 排放造成的。

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公众为何没有清楚地、痛苦地意识到这一点？为什么关于气候的激烈辩论会忽略如此明显的威胁？误解、普遍的不信任和谬论都根植于我们在思考时间方面的一个严重错误。

人为的时间界限

许多预测未来气候变化情景的模型通常只预测到 2100 年，有时甚至只预测到 2050 年。因此，公众讨论主要集中在本世纪末“升温 X 度”或“海平面上升 Y 英尺”。我们无意中但明显地限制了我们的思维，导致我们错过了超出这个有限和人为的特定时间界限的显著影响。

可以肯定地说，公民和政治家都希望迈阿密，以及整个佛罗里达州，在 2100 年之后仍然存在。纽约市、波士顿、华盛顿特区、伦敦、上海、阿姆斯特丹、孟买等城市也是如此。然而，同样的人们却忽视了这些地方在 2100 年之后面临的惊人损失。这是错误的，而且也是不道德的。

那是因为来自工业革命的大部分空气中的碳，加上本世纪和下一个世纪的碳，将持续数万到数十万年。从仅仅 150 年前到仅仅两个世纪后的二氧化碳可能会因为惯性而使世界在数万年内受到影响。

在人类时间尺度上，任何持续数万年的事情都基本上意味着“永远”。这些新数据表明，我们正在创造一种永久性的遗产，这种遗产可能永远无法被遗忘或修复，无论我们如何构想未来的人类。

我们始终将 2100 年视为影响的最后一年，这实在是对我们自己的一种可怕的伤害。我们只考虑未来几十年，却踩着加速变暖的加速器，而这种加速器会在数个世纪后产生严重的影响。

那么，我们如何在更真实的时间框架内思考气候和海洋呢？

彼得·克拉克及其同事在《自然气候变化》杂志上发表的一篇令人钦佩的新论文，题为“二十一世纪政策对数千年气候和海平面变化的影响”，阐明了这个问题，并有助于指明未来的方向。它从科学的角度探讨了长期海平面上升问题。

作者首先分析了数据，这些数据表明，2 万年前二氧化碳和气温的大幅上升如何使地球摆脱了冰河时代。从冰河时代到大约 1.1 万年前开始的近现代气候，气温在很长一段时间内持续上升。从那时起，二氧化碳水平和气温急剧趋于平稳。

然而，海平面比今天低 400 英尺，并没有停止上升。它们在气温达到平稳期后仍在持续上升，又上升了 8000 年，上升了 150 英尺，达到今天的水平。直到大约 3000 年前，海洋才达到了我们都熟悉的现代海岸和地图的近乎现在的状态。

在过去大约 1 万年里，气候稳定性仅仅是（在地质时间上）一小部分，它极大地帮助了人类社会和文化的繁荣。但教训是，海洋对二氧化碳和气温非常敏感，它们可能会滞后于碳循环和气候系统。这意味着，即使人类采取坚决的行动减缓全球二氧化碳的上升，甚至减少排放，今天的海洋仍可能在二氧化碳稳定后很长一段时间内继续上升。这个棘手的事实并没有被广泛认识到。

正如克拉克及其合著者所指出的那样，人类工业迄今为止和未来 100 年释放到空气中的二氧化碳，有五分之一到一半将在 3000 年仍然存在于大气中。将二氧化碳的持续存在与海洋的惯性结合起来，可能意味着海平面上升可能会持续至少 1 万年甚至更久——这是不可思议的。无论未来社会多么希望结束海平面上升，都没有简单的关闭开关来阻止海平面上升。

现在，继续忽视这一基本动态的机会正在迅速消失。自 1900 年以来，全球气温已经出现了公认的 1.5 华氏度的上升。仅这一变化似乎就接近过去 1 万年中出现的最大变化。

目前的变化速度也同样令人担忧。从大约 2.1 万年前到 1.2 万年前，大气中二氧化碳的浓度花了很长时间才从大约 190 ppm 跳升到 270 ppm，增加了 80 ppm。在那段时间里，全球气温平均上升了 7 华氏度。我们正走在以更短的时间重复这种上升的道路上。

请记住这种变化规模的含义。7 华氏度的差异将今天的“理想”气候与冰河时代的极端条件区分开来。作为复习，冰河时代在加拿大、新英格兰、美国中西部部分地区、北欧和北亚地区形成了冰盖。当这些冰盖退缩时，形成了五大湖。融水退缩形成了纽约的长岛和科德角。因此，7 华氏度的变化带来了巨大的影响；冰层在北美部分地区高达两英里，塑造了我们今天所知的地貌。

试想一下，如果全球气温再上升 7 华氏度，会怎样？当然，这会以难以想象的规模和方式改变陆地、海洋和生态。

通过回顾地球更遥远的过去，我们知道，如果气温“仅”升高 2 到 5 华氏度，海平面可能会上升 15 到 65 英尺，这将淹没今天的许多地方。进行一个思想实验，假设按照目前二氧化碳增加的趋势，气温升高 5 华氏度是非常有可能的。因此，可以合理地想象海平面升高 60 英尺。这将使整个佛罗里达州成为回忆，几乎整个纽约市、东海岸的大部分地区、美国西部和墨西哥湾沿岸的部分地区——以及（罗伯特）位于圣地亚哥的那片距离海岸一英里的土地，都将消失。

发生这种情况的机制很容易理解。格陵兰冰盖仅储存了 22 英尺的潜在海平面上升，可能持续约 1 万年。然而，南极冰盖在同一时间内储存了大约 150 英尺的潜在上升。具有讽刺意味的是，在过去十几年里，南极冰盖的东部每年增加了约 175 万亿磅的冰。但南极西部每年损失更多，约为 275 万亿磅的冰。（格陵兰每年平均损失 600 万亿磅的冰，相当于每年有 100 亿辆卡车运走冰）。

我们可能正走向人类有记录的历史中未知的状况。地球甚至可能开始表现出只能猜测到的状态变化。例如，一项新的研究表明，净融化正在导致地球在极轴上的运动方式略有改变。随着两极冰层融化，并将质量以水的形式重新分配到赤道，白天正变得略微延长。地球自转的微小变化可能不会令人担忧，但它有助于显示二氧化碳可能带来的变化的幅度。甚至遥远的地震也可能在规模或频率上增加，因为地壳在失去了数万亿吨的冰后反弹。

这些威胁可能在长远的时间尺度上，但迫切需要以数千年为单位来衡量的科学知识渗透到我们的全球讨论中。

2016年8月是有记录以来地球上最热的月份，而且是大幅度地打破了记录。这是连续第16个月打破月度高温记录，远远超过了137年来的任何此类记录。北极气温比正常水平高出惊人的20华氏度。由于北极地区被相对极端的高温覆盖，冬季的冰层达到了有史以来的最低水平。全球的夜晚也保持着更高的温度，使得热浪更加难以忍受。与此同时，大气中的二氧化碳(CO₂)浓度出现了有史以来最大的一次单年跳跃。现在的水平已超过400ppm并还在上升。全球海洋的温度也达到了创纪录的高温。

那么，这一切对海平面上升意味着什么呢？

2013年，一个国际专家小组给出了本世纪海平面上升的情景，主要是基于变暖海洋的直接膨胀。他们只考虑了海洋冰盖不稳定（MISI）的少量影响，主要是基于南极冰盖过于稳定和巨大，在本世纪不会发生不可逆转的收缩的假设。

该报告提出了一个乐观的低端二氧化碳情景，假设本世纪晚些时候将采取强有力的行动来减少二氧化碳排放，并预测到2100年海平面将上升1英尺（0.3至0.6米）。基于当前趋势持续且本世纪几乎没有强有力的行动来减少二氧化碳的高端预测，到2100年海平面将上升3英尺，并且在最后二十年内，海平面上升的速度将迅速增加到每年三分之一到超过一半英寸（8到16毫米）。仅仅一个世纪之后，这样的速度可能高达20世纪平均上升速度的10倍，并可能接近冰河时代末期海平面迅速上升的速度。

自那份重要报告发布以来的三年里，关于冰盖动态的三篇新论文表明，我们之前的理解是不完整的，并且南极洲的MISI机制可能更加广泛。例如，南极洲巨大的松岛冰川正在以加速的速度变薄和后退。新模型中的机制表明，不稳定的后退造成的质量损失可能会比预期更快地变得显著。在现在的斯韦茨冰川，可能正在开始一些早期的坍塌。南极海洋冰盖的意外坍塌可能会导致本世纪末不久，海平面上升的先前上限估计被超出。尽管时间尺度不确定，但更快的坍塌可能会在相对较短的二到九个世纪的时间内发生。

此外，2016年发布的一篇重要论文指出，海洋冰崖可能变得不稳定，这又是一种在2100年前加速后退的机制。3月份发布的另一篇论文表明，海平面可能会开始比之前低端情景预测的高得多地升高。它表明，按照二氧化碳高端情景，到2500年，仅南极洲就可能导致超过40英尺的上升。

这里的重点是，2100年不应该被视为一个终结点。这样做是愚蠢的，是一种错误的思维方式。生活会继续下去，人们不会在那里结束，而海洋也不会在那里突然停止上升。

科学家是天生的怀疑论者，不倾向于夸大他们的发现。但是，抱有充足希望的理由正在逐渐消失。这应该扩展我们的思维。倾听海洋和这种新兴的科学应该意味着调整关于什么是明智的想法。古气候记录表明，在融水期或最后一个冰期结束时，海平面可能以惊人的速度上升，即每十年上升一英尺，或每世纪上升10英尺。没有理由说它不会再次发生，或者以更快的速度上升。鉴于积极的二氧化碳趋势，必须考虑这种情况。

这些想法会导致合理的政策决策吗？它们应该会，但可能不会。考虑到可能的二氧化碳水平可能会使数十亿甚至数万亿美元的海岸线加固措施成为徒劳。我们可以想象一堵高耸而昂贵的墙，比如说10英尺高，将会在一两个世纪内被超越。我们甚至无法想象海堤能够应对高出50英尺且不断上升的海洋。

如果海平面上升可以被认为稳定下来，或者从可预测的高度回落，并且在对我们人类有意义的年份内这样做，那么昂贵的墙壁可能会稍微合理一些。由于这两种情况都不是事实，因此可能用于加固的资金可能应该以更聪明的方式部署。可以说，与其将巨大而有限的资金用于昂贵的“硬化”，不如将资源用于避免二氧化碳排放，并首先发展可再生能源。预防胜于治疗。这就引出了这个故事的下一部分：那么，我们应该做什么？

全球气候政策：行动在哪里？

最近庆祝的一个初步步骤是2015年12月阐明的《巴黎气候协定》。尽管专家认为该协议需要数年时间才能获得批准，但到2016年10月，代表全球排放量55％的55个国家已经批准了该协议，使其生效。

然而，从希望转向实际且困难的行动，已经破坏了先前的有抱负的协议，例如《京都议定书》。《巴黎协定》是一个重要的开始，最近的一项修正案扩大了《蒙特利尔议定书》的范围，涵盖了氢氟碳化物，但世界在时间和核实减排的手段以及为实现这些减排所需的行动提供资金方面严重不足。

此外，《巴黎协定》不具有约束力。它不是一项条约，并且缺乏惩罚。也许最重要的是，将2摄氏度（3.6华氏度）作为“允许”变暖的“上限”的正式目标实际上是一种法律虚构，只是对当前领导人的一种安慰剂，因为地球正走在一条明确的道路上，即将远远超过这个目标。

此外，科学表明，这2摄氏度的升温比谈判人员似乎认为的要危险得多。即使在希望达到的2度升温情况下，也可能已经注定了数千年海平面大幅上升。这就是为什么《巴黎协定》让许多科学家绝望地摇头的原因。科学指出，碳排放必须以多快的速度下降才能保持在2摄氏度以内，这与像巴黎协议这样的全球协议可能旨在要求的目标之间存在巨大差距。

国际公平也很重要。西方国家已经消耗了世界上大部分允许的碳预算，即地球在可能越过2度阈值之前可以燃烧的碳量。这是深刻且令人恼火的。像中国和印度这样的发展中国家，对迄今为止燃烧了一个世纪的燃料几乎没有责任，而且他们可能会毫不奇怪地主张基于他们自己的碳排放工业的增长。

然而，鉴于全球碳预算，重复我们相同的碳路径现在是负担不起的。物理碳上限是完全不屈的。变暖的化学和物理特性无法讨价还价或恳求。因此，尽管《巴黎气候协定》是很好的第一步，但现在需要的是持续的实际行动以及对实现1.5摄氏度目标的坚定不移的承诺。如果我们认为《巴黎协定》和《蒙特利尔议定书》修正案是主要的终点，而不是一个开始，那将会把真正的解决方案推迟到为时已晚。

如果我们不将气候解决方案作为一个持续的过程，那么在此过程中也会存在陷阱。碳排放的“总量管制与交易”系统理论上可以开始向基于市场的机制过渡，但是由于上限不够严格且在减少，许多参与者已经对其进行了博弈。需要非常认真地审视天然气是如何实施的：今天的工厂可以建成，并到2050年退役吗？所谓的“清洁煤”是昂贵的，未经检验的，笨重且不可行的，但它却被当作灵丹妙药。（失去的煤炭工作确实是一个值得高度关注的问题）。一些绝望的人，至少在长期内，提出了像地球工程这样的非初学者，但这违背了道德，并可能使螺旋式的海洋酸化更加严重。

如今，机会在于实施清洁、绿色的太阳能和风能经济，以及生态友好的地热能和水力发电。海洋酸化，脆弱的生态系统以及气候引发的移民挑战都指向需要以特殊的速度扩大真正清洁的能源经济。

我们假设我们可能都可以闭上眼睛，希望例如中国的领导人在清洁能源方面做得更大，同时完全放弃煤炭。但是，中国正在削减其雄心勃勃的太阳能目标。

我们可以希望通过从空气中吸收二氧化碳并将其封存在地下深处的岩石中来实现“负排放”。这在某些玄武岩地区在技术上是可行的，但是该过程非常昂贵，并且很难看到在全球范围内实施该过程。这就是问题的关键：二氧化碳的倾倒是免费的，今天，而二氧化碳的封存成本很高。

有些步骤是合理的。碳税，包括减少其他税收的收入中性碳税，可以发挥作用，因为它们发出了明确的经济范围内的信号。公共部门以及希望与当地政府和国家政府开展业务的公司进行的碳核算，可以教育并开始向完全碳定价的运动。强大的交叉政策，例如将汽车购买与低碳目标联系起来的政策，也加快了这一进程。从化石燃料中撤资，这是一项难以实施的挑战，是另一个自然的起点。

那么，我们必须考虑利用可行的技术和经济学的机会。例如，一个简单而透明的碳税可能是关键。它可以帮助我们接近我们需要达到的目标并加快绿色能源的发展。甚至许多大企业现在都在呼吁征收碳税。广泛采用的简单税收可能非常重要。但是在美国的政治辩论中，碳税却只字未提。

无论如何，如果领导人要在气候问题上采取行动，他们必须停止化石燃料补贴，然后逐步淘汰化石燃料的使用，同时实施清洁、可再生的能源进行发电和运输。我们应该为我们的子孙后代这样做。并且因为它具有爱国主义精神，将使我们更加强大，并且比对化石燃料的依赖对我们的利益的扭曲要少得多。

这些举措不是负担，而是机遇。实现 100% 可再生能源的目标比大多数人说的更容易实现。这可以使国家更强大、更具韧性，并增加就业机会。在一些地方，如加利福尼亚州、中国、丹麦、德国、肯尼亚和摩洛哥，可再生能源的进展比其他地方更快。但没有一个地方的速度足够快。

我们两位作者的职业生涯大部分时间都在推进可再生能源和可持续发展，在全球范围内从理论和实践层面应对气候变化——在学术界、公共部门、私营部门以及作为企业家。然而，目前没有任何迹象让我们有很大的希望，可以完全避免气候变化和海平面上升带来的、持续数千年的严峻局面。

看看二氧化碳的排放率，以及国际上倾向于对未来减排做出空泛承诺，而不是今天采取实际行动的现状，乐观情绪实在难以涌现。仅仅在几个世纪内，人类就将使地球陷入我们历史上从未见过的新的气候模式和更高的海平面，这可能会持续数千年。

而我们将完成这一切，并且知道其可能造成的后果。

更多探索

利用生态和经济上可行的解决方案。Robert J. Wilder，《另类投资杂志》，第7卷，第2期，第80-84页；2004年秋季。
http://www.iijournals.com/doi/abs/10.3905/jai.2004.439653 

拯救海洋生物多样性。Robert L. Wilder、Mia J. Tegner、Paul K. Dayton，《科学与技术问题》，第15卷，第3期（1999年春季）。
http://issues.org/15-3/wilder 

倾听海洋：改善环境保护的政治。Robert J Wilder。匹兹堡大学出版社，1998年。
https://books.google.com/books?id=Dqnj8JgDk5EC&dq=listening%20to%20the%20sea%20robert%20wilder&source=gbs_book_other_versions