科学家低估了气候变化的步伐

一本名为《洞察专家》的书解释了原因——以及可以采取的措施

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


最近,英国气象局宣布对哈德利中心的海面温度(SST)历史分析进行修订,表明海洋升温幅度比之前认为的高出约0.1摄氏度。之所以需要修订,是因为长期以来人们认识到,过去海面温度的测量方法多种多样,容易出错,例如使用敞开式水桶、羊毛包裹的温度计和帆布袋。直到20世纪90年代,海洋学家才开发出一致且可靠的测量浮标网络。

然后,为了形成长期趋势的一致图像,必须开发技术来补偿旧测量中的误差,并将其与新测量结果协调一致。哈德利中心领导了这项工作,新的数据集——被称为HadSST4——是我们理解全球气候变化的一个可喜进步。

但好消息到此为止。由于海洋覆盖了地球五分之三的面积,因此这一修正意味着之前对整体全球变暖的估计过低。此外,最近有报道称,在经过仔细测量的区域,驱动冰盖和冰川崩解的水下融化速度比理论预测的快得多——快了两个数量级之多——这使得目前对海平面上升的模型预测更加令人怀疑。


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这些最近的更新表明,气候变化及其影响的出现速度比科学家之前认为的要快,这与我们和其他同事所做的观察结果一致,即在对某些关键气候指标的评估中存在低估的模式,因此低估了气候破坏的威胁。当对气候系统的新观测提供了更多或更好的数据,或允许我们重新评估旧数据时,关于冰川范围、海平面上升和海洋温度的发现通常比早期主流观点更糟糕。

持续的低估是一种偏见——从字面意思上讲,它是一种系统性地倾向于一个方向的趋势——这引发了一个问题:是什么导致了气候系统科学分析中的这种偏见?

这个问题之所以重要,有两个原因。首先,气候怀疑论者和否认者经常指责科学家夸大气候变化的威胁,但证据表明,他们不仅没有夸大,反而低估了。这对于解释科学证据、捍卫气候科学的完整性以及公众理解气候问题的紧迫性至关重要。其次,客观性是科学工作中必不可少的理想,因此,如果我们有证据表明研究结果在任何方向上存在偏见——无论是趋向于危言耸听还是自满——这都应该引起我们的关注。我们应该努力找出这种偏见的根源,并尽可能纠正它们。

在我们新书《洞察专家》中,我们探讨了科学评估在政策方面的运作方式,特别关注其内部动态,试图阐明参与评估的科学家如何做出他们的判断。此外,我们想知道,当科学家们知道他们的结论将会在研究界之外传播时,他们如何回应压力——有时是微妙的,有时是公开的——简而言之,当他们知道全世界都在关注时。科学证据应该指导公共政策的观点假设该证据质量上乘,并且科学家对它的解释大体上是正确的。但是,到目前为止,这些假设很少被仔细审查。

总的来说,我们没有理由怀疑科学评估的结果。我们没有发现任何欺诈、渎职或故意欺骗或操纵的证据。我们也没有理由怀疑科学评估没有准确反映其专家社区的观点。但我们确实发现,科学家们倾向于低估威胁的严重性和它们可能展开的速度。

似乎导致低估的因素之一是对共识的感知需求,或者我们所说的统一性:感受到需要用同一种声音说话。许多科学家担心,如果公开提出分歧,政府官员会将意见分歧与无知混为一谈,并以此为不作为的理由。其他人担心,即使政策制定者想采取行动,如果科学家未能发出明确的信息,他们也会发现难以做到这一点。因此,他们会积极寻求共同点,并专注于达成一致的领域;在某些情况下,他们只会提出所有人都可以同意的结论。

这如何导致低估?考虑这样一种情况:大多数科学家认为一个问题的正确答案在1-10的范围内,但有些人认为它可能高达100。在这种情况下,每个人都会同意它至少是1-10,但并非每个人都会同意它可能高达100。因此,达成一致的范围是1-10,这被报告为共识观点。只要存在包括长尾高概率的可能结果范围,重叠区域必然位于或接近低端。误差条可以(并且通常是)用来表达可能结果的范围,但在误差估计的高端达成共识可能很困难。

对达成一致的推动也可能受到一种心理模式的驱动,该模式认为事实是所有理性的人都应该能够同意的事情,而观点或判断的差异可能是无法解决的。如果评估报告的结论不一致,那么(人们可能会认为)它们会被视为观点而不是事实,不仅会被敌对的批评者驳回,甚至会被友好的力量驳回。因此,推动达成共识可能是试图将评估结果呈现为事实而非判断。

在关于如何描述政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告(AR4)中西南极冰盖(WAIS)崩解风险的辩论中,统一性的冲动强烈地显现出来。几乎所有专家都认为,随着气候变暖存在这种风险,但有些人认为这只是发生在遥远的未来,而另一些人则认为这可能更迫在眉睫。另一个复杂之处在于,一些科学家认为,现有数据根本不足以对短期风险得出任何站得住脚的结论,因此他们根本没有做出任何估计。

然而,每个人都一致认为,如果WAIS没有很快崩解,它很可能在长期内崩解。因此,达成一致的范围在于长期——非迫在眉睫的风险的结论——因此这就是报告的内容。结果是一个最小化的结论,我们现在知道,所提供的估计几乎肯定过低了。

这与学术科学形成了鲜明的对比,在学术科学中,没有特别的压力要在任何特定的最后期限之前达成一致(除非可能在实验室小组内,以便能够发表研究结果或满足资助提案的截止日期)。此外,在学术生活中,科学家通过与同事意见不一致来获得关注,有时甚至是声望,特别是如果后者是杰出人物的话。学术生活的奖励结构倾向于批评和异议;评估的要求倾向于达成一致。

低估的第二个原因是科学家如何看待错误及其对其声誉的影响存在不对称性。许多科学家担心,如果他们高估了威胁,他们会失去信誉,而如果他们低估了威胁,则对声誉几乎没有(如果有的话)影响。在气候科学中,气候否认的鼓噪加剧了这种焦虑,其中科学家被指责为“危言耸听者”,他们“夸大了威胁”。在这种背景下,科学家们可能会加倍努力来反驳这种刻板印象,他们会淡化已知的风险,并否认批评者将他们标记为危言耸听者的机会。

许多科学家认为低估是“保守的”,因为它们在何时发出警报或如何响亮地发出警报的问题上是保守的。这种逻辑可能会受到质疑,因为就给人们足够的时间准备而言,低估并不是保守的。(例如,考虑一下对即将到来的飓风、龙卷风或地震的低估。)在AR4 WAIS的辩论中,科学家们低估了冰盖快速崩解的威胁,因为许多参与的科学家对他们认为“保守”的估计比对不保守的估计更自在。

这三个因素的结合——对统一性的推动,认为保守主义在社会和政治上具有保护作用,以及在现有数据相互矛盾时不愿意做出任何估计——可能导致“最小公分母”的结果——即薄弱或不完整的最小化结论。

此外,如果将共识视为一项要求,科学家可能会避免讨论引发争议(但可能仍然很重要)的棘手问题,或排除某些已知观点“有争议”(但可能仍然具有相关专业知识)的专家。他们也可能有意或无意地避免报告极端结果。(在其他地方,我们将这种倾向称为“宁可少出风头”。)简而言之,对达成一致和谨慎的推动可能会损害其他重要目标,包括包容性、准确性和理解力。

我们并非暗示每一种低估的例子都必然是由我们工作中观察到的因素造成的,也并非暗示对共识的需求总是导致保守主义。在没有仔细研究具体案例的情况下,我们无法确定我们观察到的影响是否在起作用。但我们发现,在西南极冰盖(WAIS)辩论中观察到的低估模式也出现在酸雨和臭氧空洞的评估中。

我们发现,评估的制度性方面,包括作者是谁以及如何被选择,内容如何划分为章节,以及强调共识的指导,也倾向于科学保守主义。因此,就我们的证据而言,参与评估的科学家似乎更有可能低估而非高估威胁。

在我们的书中,我们提出了一些具体的建议。虽然评估中的科学家通常以达成共识为目标,但我们建议他们不应将共识视为评估的目的。根据科学知识的状况,共识可能在评估中出现,也可能不出现,但不应将其视为需要实现的目标,更不应视为需要强制执行的目标。如果存在实质性的意见分歧,应该承认这些分歧,并解释其原因(在可以解释的范围内)。科学界也应该开放地尝试其他用于制定和表达群体判断的模型,并更多地了解政策制定者如何实际解释所得出的结论。

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