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科普+资讯+综述:我们,会不会沦为气候难民?
www.creaders.net | 2021-04-24 21:05:03  网易 | 0条评论 | 查看/发表评论
  

  导读:4月22日是第52个地球日,中国国家主席习近平、美国总统乔·拜登及全世界其它40多个国家和组织的元首在线上召开领导人气候峰会。

  这也是《巴黎协定》正式签署5周年的日子,“减缓与应对气候变化”再次成为人类共同关注的焦点。

  气候变化议题为何如此重要?其科学基础足够夯实吗?为什么会有包括川普在内的重要人物在质疑其科学性?为何几十年来国际间气候谈判如此艰难?未来它将影响我们每一个人的生活吗?

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上篇:事实、科学与数据

  气候变化是一个重要而庞大的话题。其重要性毋庸多言,它将直接决定人类的未来命运。并且,这也是目前少见的、全人类目标一致、可能形成全球广泛合作的一个领域。就个人而言,对于气候变化的认识,是衡量一个人是否具有最起码科学素养的重要标志。

地球的宜居气温来之不易

  关于气候变化的科学与事实,有两个重要的问题:全球目前究竟是否真的在升温;这种升温是不是主要由人类活动引起的。

  我们讨论气候变化这个话题,首先要了解的一个最基本的科学道理来自物理学领域,叫做温室效应,它是确确实实存在的。如果你来自农村,并见过那些种菜的温室(暖棚),那么对于温室效应会有直观的感受。即使没有这种直观感受,我们也可以通过几个容易理解、比较有名的案例来理解温室效应。

  所谓的温室效应,是指一些能够吸收长波辐射的气体,在吸收地表向高空发出的长波辐射之后,引起空间温度上升,其整个作用过程与温室中所发生的升温过程相似。这里所说的长波,指的是波长大于可见光的红外辐射;这些能吸收长波的气体,就叫做温室气体。

  能显示温室效应威力的一个著名案例,是金星异乎寻常的大气温度。熟悉太阳系的同学们应该都很清楚,离太阳最近的一颗行星是水星,它跟太阳之间的距离只有金星的一半。那么从理论上说,它接受的太阳辐射应该要比金星强烈得多,如果其它条件都差不多,那么水星上的表面温度应该明显高于金星。但事实上,金星的表面温度反而比水星要高得多。

  金星有浓厚的大气层,它的表面温度比水星平均要高出约300度。水星没有那么浓厚的大气层保护,这导致它留不住自己表面的热量,它面向太阳的一面很热,而背向太阳的那一面,也就是其夜晚,温度很快会降得非常低,将近零下200度。而金星大气层的厚度远远超过地球,金星表面的大气压是地球的90倍左右。它的大气成分也跟地球不一样,是以二氧化碳为主,其它还包括水蒸汽、甲烷等温室气体。这导致它表面有强烈的温室效应,造成金星表面温度比水星要高得多。

  假如金星表面没有这么厚的一层大气、没有温室效应的话,那么它表面温度比水星要低100多度;而实际上金星表面的温度比水星却反而高出300度左右。也就是说,温室效应让金星的表面温度增加了400度左右。

  地球是另一个重要的温室效应案例。温室效应在地球上的作用,对我们来说太重要了,它让包括我们人类在内的高等动物能够成活。假如地球没有温室效应作用,其表面平均温度会降到-18℃左右。而今天,我们地球表面的平均温度是15℃。我们通常会把地球的表面平均气温说成是零上14℃,这是因为工业革命之前,地球的表面平均气温就是在14℃左右,当前的15℃,是因为工业革命之后的气候变化让这个温度上升了1℃左右。也就是说,地球上的温室效应,让它升高了32-33℃。

  我们需要了解的第二个概念是温室气体,包括我前面提到过的水蒸气、二氧化碳、甲烷、氟氯烃等。这么多种温室气体中,对于地球32℃的气温上升,最主要的贡献是谁做出的呢?主要是由水蒸气和二氧化碳联合做出的。其中,水蒸气的温室效应贡献占到了这32℃升温里面的70%左右,二氧化碳占到将近30%,还有几个百分点的温室效应作用来源于甲烷、氮氧化物等含量较少的温室气体。

  温室气体的占比很重要,我们如果单从一种温室气体的温室效应效率来看,甲烷非常高,大概是二氧化碳的18倍左右,就是说一个甲烷分子产生的温室效应,相当于18个二氧化碳。但到目前为止,大气中的甲烷含量还比较少,它们贡献的温室效应不是太多。而人类排放的氟氯烃,总的排放量也比较少,对于整个大气层的升温贡献也不大。

  我们接下来还要了解一个问题,那就是影响地球温度的另外几种因素。其一是太阳照射地球的辐射强度,它是会变的。地球绕着太阳转,走的是椭圆轨道,日地距离在变化,地球在离太阳近一些和远一些的时候,太阳对我们的影响不一样,这容易理解。除此之外,太阳本身的辐射也在变化,这是许多人不了解的。大家可能听说过太阳的黑子和耀斑变化,这个影响没那么大;我说的太阳辐射变化,指的是另一种情况。

  我用一个案例来说说这个问题。17世纪前半叶到18世纪初,地球上曾经历过“蒙德极小期”,由于某一种迄今还不十分清楚的原因,当时太阳的辐射减弱了1%,导致了蒙德极小期。可以说,蒙德极小期是距离我们最近的一次小冰期,它持续的时间比较短,大概70年左右,但是造成的影响很大,当时英吉利海峡整个都被海冰冻住;有研究认为它还直接影响到了中国明末的社会稳定。

  造成蒙德极小期的因素是偶然的,另有一些必然的变化因素。地球围绕着太阳的运行轨道不仅仅是一个椭圆,还有另外一些轻微的变化,这种变化导致了古气候学里面的冰期和间冰期变化,这里面还有太阳本身辐射变化的因素。

  太阳还有一种必然的趋势性变化,那就是太阳当前处于壮年期,它的辐射在逐渐变强,每十亿年辐射强度会上升几个百分点。这就意味着,即使没有人类活动,地球的温度在未来的几亿年到几十亿年,温度也会缓慢上升,并且从长时间尺度看,这个温度上升的幅度很大,但这个因素我们左右不了。

  影响地球气温的还有几个因素,包括群体性的火山爆发,以及地球内部的放射性同位素衰变产生的辐射等。这些因素要么是偶然性、一过性的,要么是一种长久效应,其影响跨度以亿年、十亿年计算,在短短几十年上百年的时间跨度中,其变化微不足道,我们基本上感觉不出来。

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为何说“气候变化主要是人类活动所致”?

  同时具有趋势性,又能在短时间(几十年到上百年)就显著影响地球表面温度的因素,最主要就是温室气体。假如我们可以通过人为手段来操控温室气体、来控制地球大气温度,那就完美了,甚至可以对抗太阳的辐射变化。但我们目前还没有这种能力,当前我们是被动的,温室气体在以我们不愿意看到的一种方式在改变地球气候。

  这就是今天我们的主题,气候变化主要是由人类活动所致,是因温室气体的加速排放导致的。

  在具体分析这个问题之前,我们先来看几个明确的事实。第一,工业革命开始之前,地球大气中的二氧化碳浓度很稳定。我们通过分析冰芯、黄土、岩层、树木年轮等手段,能够检测以前大气中的二氧化碳浓度变化。在长时间尺度上(百万年),它的波动基本上都是在180到300个PPM之间,工业革命之前的二氧化碳浓度数据是280PPM以下。

  工业革命之后,短短200年左右的时间,大气中二氧化碳的浓度已经到了407PPM。这是2018年末的数字,是国际能源组织等一些机构测出来的,并且每年还在以超过1PPM的速度在上升,今天的大气二氧化碳浓度比工业革命之前已经上升了40%多。

  工业革命开始之后不久,人类就具备了测量地表气温的能力。1850年我们开始有效记录气温,从1850年到2006年,全球的温度上升了0.74℃以上。实际上,真正有效的比较是从上世纪初开始的,我们一般会把这个数据界定在:整个上世纪,100年中全球气温上升了0.72℃。

  0.72℃,大家听起来好像没有什么大不了,其实它引起的效应、所带来的问题比我们想象的要严重得多,其意味留待后文具体解释,我先将这个0.72℃跟以往自然变化下的温度增加幅度、速度做对比。2006年之前,科学家给这个数据的意味定位在:过去65万年来,我们监测到的地球温度上升速率都远没有这么快。之后科学家进一步往前追溯、观察和分析,给出的结论是:一个世纪气温上升0.72度,远远超过了130万年来任何一个同样时间段的气温上升速度。

  这也是科学家下结论“当前这场异乎寻常的升温,主要是由人类活动引起的”的主要依据。在政府间气候变化委员会(IPCC)报告里面,表述会更严谨一些,第一次、第二次报告说的是“很可能是人类活动引起的”,到了第三次、第四次报告,变成了“极有可能是人类活动引起的”。报告给出的置信度从最早的60%,上升到了90%,再到95%及现在的99%以上,即有99%以上的置信度,目前的气温上升主要是由人类活动引起的。

  科学家通常都不会给出100%的置信度,因为即使你实验设计得再严谨,观察再严谨,计算再严谨,分析再严谨,考虑的因素再多,也保不准还有其它的因素会干扰结论。就气候变化这个问题来说,我们当前能够观测到的一切证据,以及依据这些证据推算的趋势,跟已经发生的事实及趋势都是吻合的,但依然不能给出100%的肯定, 95%以上的置信度已经非常高了。

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灾难性的反馈

  接下来我要讲一讲0.72℃上升温度的后续故事。全球的升温与二氧化碳浓度的升高是趋同的,但并不同步。根据气候科学家和物理学家的综合分析,我们都能得出同样的一个结果,那就是全球的升温具有滞后性。这是什么意思?二氧化碳排放增加、大气中二氧化碳的浓度跟着上升,温度紧跟着上升,这个“紧跟着”和二氧化碳浓度上升是有一个时间差的,并且全球升温还有一个加速趋势。也就是说,既有的二氧化碳排放量即使不变,后面温度的上升依然会加快。这个问题我需要进一步给出解释。

  刚才我介绍了,水蒸气是第一大温室气体,地球的32度温室效应升温里面,二氧化碳占到了将近30%,水蒸气占到将近70%。水蒸气的影响看起来比二氧化碳要大。但对于当前全球的异常升温(上世纪0.72℃)来说,第一因素是二氧化碳,而不是水蒸气。其理由是,到目前为止,水蒸气在大气中的浓度变化还很小,而二氧化碳的上升迅速,增量超过40%,它首先发生了作用,是第一因素。

  二氧化碳导致的全球升温发生之后,会引起反馈变化。有两方面的反馈变化,第一个反馈是二氧化碳浓度升高导致地球表面温度上升,这不仅发生在大气中,还发生在海洋里,海水表面也有零点几度的温度上升,这引发了海洋蒸发量增加,大气层水蒸气逐步增多。

  第二个反馈是全球温度上升后,进一步引发了两极变化。地球的两极和第三极、也就是青藏高原,对于全球气候变化的响应是最明显的,其响应之一就是极地冻土层融化,埋藏着的甲烷会被释放出来,目前每年有数百万吨到上千万吨的甲烷被释放。而甲烷的温室效应效率大约是二氧化碳的18倍,几百万吨的甲烷释放出来,温室效应相当于几千万到上亿吨的二氧化碳当量。在全球目前总的二氧化碳量增量面前,这还不是一个大数字。但如果这个趋势持续恶化,未来这个量会进一步上升,这个恶性反馈也是可怕的,我们有必要进一步监测、跟踪它。

  此外还有其它反馈,比如全球升温之后,原始森林里的腐殖质腐烂速度加快,也会释放出甲烷和二氧化碳等温室气体。

  后面可能还潜藏着一种恐怖的反馈:海底储存着大量固态可燃冰,其主要成分是甲烷,如果海水进一步升温,可能会导致大量可燃冰释放进入大气层。当然,目前看来让深海温度显著上升还没那么容易。

  所有这些反馈会在二氧化碳增加之后的几十年到上百年中逐步显示、逐步加剧,导致全球气温的上升出现延后效应和加速效应。过去这100多年,地球气温上升和海平面的上升看着似乎没那么可怕,为什么科学家说未来100年会有那么大的变化?它不仅仅是二氧化碳排放量进一步增加的结果,还有气候变化存在滞后和加速这两种效应的原因。

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二氧化碳的数据

  我们有必要了解一下二氧化碳的排放数量信息。

  2019年,国际能源组织发布了几个数据。第一个数据是全球二氧化碳的排放量,2018年是331亿吨。十几年前,这个数据就已经是300亿吨左右了,看起来增加并不太多,年排放量只增加了二三十亿吨。这是因为发达国家做出了一些努力,做了一些遏制二氧化碳排放的工作。中国在这方面也做了一些努力,但我们的二氧化碳排放量还在逐年上升。2018年中国的排放量是95亿吨,占到全球总排放量的将近三分之一,而我们的人口只占全球的大约六分之一,中国当前的人均碳排放量是全世界平均量的1.7倍左右,这就是当年国家气象局局长郑国光表示我们在人均排放量方面也已经不占优势的原因。

  我们还需要了解一个数字,就是大气中的二氧化碳总共有多少。假如大气中二氧化碳非常多,每一年排放量相对微不足道,那就无所谓了。但实际上,整个全球大气层中二氧化碳的总量比我们很多人想象的都要少得多。这个量不难计算,我在上小学和初中的时候就计算过大气中二氧化碳的总量,大家都可以尝试着去计算一下。当前整个大气层中二氧化碳的质量占比是408PPM,即百万分之408,也就是万分之四多一点。整个大气层有多重?很容易计算,地球表面积是5.1亿平方公里,每平方公里是100万平方米,每一平方米上面承受的大气压力,也就是大气的重量大约是10吨,这样大家就很容易计算了。

  最后核算下来,全球大气层中的二氧化碳,只有区区20000多亿吨,我们现在每一年就要塞给它331亿吨。

  但大气层里面并未每一年就增加331亿吨二氧化碳,它实际的增加量,比我们直接塞给它的要少一些,这要牵扯到另外几个因素。

  在谈这个问题之前,我说一个小故事。在一个关于转基因的科普群里,有一个转基因科普做得还不错的科学家,他坚决不相信全球气候变化这回事;至于气候变化主要是由人类引起的,他更不相信。他提出一个问题:你先告诉我两个数字,每年自然环境向大气中排放的二氧化碳量,以及每年二氧化碳回到自然环境里面的量是多少。

  很遗憾,这两个数字我并不能精确给出,这个领域的所有科学家给出的都是一个估数,并且保守的估计数字和不保守的估计数字甚至会相差几倍。但我告诉他,从长时间段看,这两个数字的加和是零,你只要记住这个就可以了。就是说,全球二氧化碳在整个生物圈里面长期以来处于一个动态的平衡点,每一年大自然释放出来的二氧化碳和它吸收的二氧化碳几乎是一样的,相互抵消掉了。

  为什么科学家会有如此大的信心给出这个结论?这是基于对古气候和当今气候的观察,我们通过冰心、树木年轮、岩石层、还有中国刘东生院士发明的黄土层的观察来分析古气候,可以得到结论,在长时间范围内,大气中二氧化碳的浓度是非常稳定的,只有一种情况才会保持这种稳定,那就是生物圈释放出的和吸收的二氧化碳基本抵消。

  每一年人类排放出的二氧化碳量增加后,自然吸收量有没有变化呢?研究发现,随着人类排放的二氧化碳量的增多,生物圈的固碳作用确实也增强了。

  十几年前,科学家在这方面已经做出了比较精确的计算。结论是,每年人类排放进入大气的二氧化碳,被大自然增强的固碳作用吸收了不到一半。按照这个数字,每一年我们给大气层新增加的二氧化碳量还是很可观的,远不止当前我们监测到的二氧化碳浓度上升(每年1PPM多一些)所反映的量。剩余的大量二氧化碳去哪了?答案是,它主要是被海水吸收了。

海洋是光合作用最主要的区域,全球生物圈光合作用中90%左右的量是海中的水藻所完成的。但并非所有二氧化碳被海洋吸收后都通过生物光合作用给固定了,还有一部分只是溶解在海水中。大家都听说过酸雨这个词,就是说,大气中二氧化碳、二氧化硫等酸性物质只要增多,水汽就很容易跟他们结合,形成水合物。增多的二氧化碳会快速被水体接受,最主要是被海洋水体接受。

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海平面上升0.17米的意味

  上世纪我们的海平面平均上升了0.17米。海水上升和大气层温度的上升是同步的,有两方面因素导致了海水上升,一是海水本身温度的上升会导致海水膨胀,二是随着全球温度上升,导致极地冰川融化,进一步导致海平面上升。

  0.17米的海平面上升,看起来一点都不可怕,区区0.17米,有什么大不了的?我把堤坝加高0.17米,很容易解决嘛。但其实问题远没有这么简单,这个0.17米对人类的影响超出了我们想象。

  不久前,有一家研究机构出了一份报告,认为到2050年,海平面可能会上升四米,这个数字未必可靠,我个人不敢接受。但那份报告出来之后,许多人争的是另一个问题,他们认为即使把两极的冰盖、冰川全部融化了,也不可能让海平面上升这么多。

  他们显然低估了地球上冰川的量。整个南极大陆冰盖如果全部融化,海平面的上升幅度是58米。南极洲之外还有个大冰盖,是在格陵兰岛。格陵兰岛的冰盖如果全部融化了,海平面会上升大约6米。如果格陵兰岛和南极冰盖全部融掉,地球海平面会上升近64米。格陵兰岛和南极的冰盖究竟有多大,这个数字大家上网是可以查到的,会吓很多人一跳。整个南极大陆冰盖的平均厚度超过1800米,现在估算是1820米左右。而格陵兰岛冰盖厚度也达到了1500米。

  在此我没有探讨北极冰盖和陆地高山上的冰川,原因是北极冰盖主体是浮在大海上的,它的融化不会导致海平面上升,这个结果,但凡认真学过中学物理课的人都可以自己推算出来。而陆地上的高山冰川,包括整个青藏高原上的那么多冰川,量相对很少,跟格陵兰岛和南极洲一比几乎可以忽略不计。

  现在我们具体说说海平面上升了0.17米(从上世纪初到现在,上升幅度已经超过了0.19米),这个数字意味着什么。关心新闻的人可能都看到过报道,最近几年威尼斯常常整个城市泡在海水里面。这在以前也发生过,但最近几十年来,发生的频率越来越高,这是一个非常明显的变化。这个变化跟全球升温、海平面上升有一定的关系。

  气候变化在很多时候带来的影响不是我们直观看到的几个数字那么简单,这个数字在实际发生作用的时候,常常会莫名其妙地扩大。不仅我们观察到的事实是这样,先前科学家用各种各样的数字模型来模拟气候变化给人类带来的影响,就已经发现了这个规律。比方说海平面,并不是上升10公分,淹没的高度就是10公分。拿威尼斯来说,平时海水不见得比以前高出很多,但每一次发生极端的气候现象时,海水上升的幅度就会更大,远远超过我们简单观测到的海平面平均上升的高度;同时发生这种莫名其妙的水位上升事件的概率更高了,这也是一种显著的变化。

  跟很多人想象的不一样,我们的海平面并没有想象的那么平。咱们的珠峰海拔是以黄海海面为基准,当以东海海面或者南海海面为基准的时候,海拔数字就会发生变化。全球海平面平均上升0.17米、0.19米,并不意味着每个地方都只上升这么多,整个海平面的变化比我们想象的要复杂一些,有一些地方受到的影响会更加严重。

  比如中国东海,从上海黄浦江涌进来的海浪对陆地有一种影响,叫咸潮。咸潮从上世纪初到本世纪初这100年时间里,变化非常大。现在涌上来的咸潮,它上升的高度远远超过了0.17米或0.19米。

  为什么咸潮上升的高度远远超过海平面上升的高度?是因为在发生极端天气的时候,大潮、大浪上升的高度,比海平面平均上升的高度大得多。观察沿东海海岸线周围的咸潮,可以作为一个基准,判断海平面上升给我们造成了多大的影响、未来可能会造成多大的影响。

  基于此,国际气候组织的下属机构发布了一种模型,推算出到2050年全世界有哪些地方会被淹掉,其中就包括了中国的上海。有很多网友对这个数字是完全不相信的,当然,我也不会100%地相信这个数字,因为这只是气候模型给出的一个结果,这个结果的置信度落在怎样一个范围,需要科学家一步步去评估。但大家应该了解,2050年哪些地方会被淹掉,并不是依据海平面会上升多少厘米简单推算,而是要把这个上升数据乘上一个不小的系数。

  海平面上升对我们意味着什么,进一步的研究会给出不同的判断,但这个判断的大方向不会有什么变化。作为公众,我们只要清楚,不能看到上升0.17米或者0.19米,就简单地认为“也就上升这么一点而已,没什么大不了”。

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冰川消融:短期利,长期弊

  气候变化还带来一个问题,那就是陆地上高山冰川的退化。这对于中国或者亚洲,还有南美等一些国家而言——他们所依傍的大江大河都以“冰塔”,也就是高山冰川融水作为发源地——这个问题变得非常重要。在哥本哈根气候谈判之前,曾经发生过“气候门”事件:一些半吊子科学家、一个并非IPCC的科学组给出了明显不靠谱的评估,认为到2035年,青藏高原上的冰川会全部融化。这个结论引起一片哗然。事实上,这并不是IPCC科学家小组评估出来的结果,但当时还是引起了大家对于IPCC的一些误解。

  在可预见的将来,整个青藏高原上的冰川不太可能全部消失,任何一个对气候变化有所了解的科学家都会认为这个时间点肯定是很久远的。但在不久的将来,冰川缓慢融化给我们带来的影响却会很快就显示出来——我所说的这个影响,指的是坏影响。

  2006年,我和我的一个记者合作做过一期报道《消融的青藏》,采访了一系列科学家,对青藏高原在全球变暖背景下的变化做了详细描述,同时对其未来的可能变化也做了前瞻性的探究。当前有相当多的变化是正面的,比方说青藏高原上的一些干旱地带,由于全球升温、冰川融水增多,干旱状况得到缓解了,水草重新恢复了;因为天山、帕米尔的冰川融水增多,新疆塔里木河也逐步得到恢复,胡杨林重新焕发生机。

  气候变化在短期内或者是在局部区域出现这种好的变化,科学家不是没看到,而是早就看到了,肯定会比公众更早看到。之所以提这个,是因为之前有一个质疑气候变化的网友——他在另外一个领域是科学家,但在气候科学领域只是一个普通网友——就曾经问我:二氧化碳增多会让植物生长更好,是好事啊,你们为什么要担忧?我跟他说,你看到的这些好事科学家也已经看到了,但评估一个事件的好坏,要放在大的方向、从综合角度来考虑。

  青藏高原有亚洲水塔之称,亚洲几条大的河流都是凭借它的冰川融水发源的。当前这些河流源头冰川融水是在增多,简单一看是好事,未来等冰塔融化完之后,是不是源头水就没了?

  这是简单地以直线思维去看问题,但这个结论是站不住脚的。因为你会发现,冰川融水实际上也来自于天上的降水,而天上的降水并不会因为你的冰川融化而发生大的变化,冰川融化的过程中源头水量增加了,融完之后水量不就只是回到原来的供水量吗?

  这个推导进了一步,但这个结论依然是错误的,我们还需要更严谨的思维来看待这个问题。

  关于气候变化,许多问题都比我们粗粗一看的要复杂。在冰川融水这个问题上,第一重思维是冰川融水融掉多少就供给我们多少水;第二重思维是冰川融水来自于天上,并不会因为冰川变化而变化;现在请看第三重思维:冰川并不是简单地承受来自天上的降水,它还有一个作用是反射太阳光,在反射太阳光的同时能起到冷凝作用,并且还有“限流”作用。

  假如把亚洲水塔上的这些冰川都给去掉,会发生两个坏的变化。第一个变化,是原先有冰川反光的地方裸露出了石灰岩或其它岩壁,反射率会急剧下降,开始吸收太阳光,导致这些区域的温度上升;在这个基础上,冷凝作用下降,经过的水汽被凝固下来的量减少,供水量随之减少。第二个变化,失去了冰川的储水作用,这些河流源头“细水长流”的局面被破坏,裸露的地表将进入旱季滴水不存,涝季水土流失加剧的场景。

  全球升温对于供水的影响,并不仅仅是青藏高原这一个地方会有这样的变化,总体而言,气候变化发展到一定的阶段,就会出现一种现象叫“旱者更旱,涝者更涝”。当前,这种变化的趋势已经出现了。全球升温会导致极端天气现象出现的频率更高,这种“旱者更旱,涝者更涝”是结果,而不是原因。

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生态与农业:局部利,整体弊

  下面说说气候变化对全球生态带来的影响。这种影响,不同的地方会完全不一样。比如我曾经考察过的青藏高原,有一些地方林线在上升。什么叫林线上升?不同的植被分布在不同的海拔上,这就是植被的垂直分布:在青藏高原,一定的高度之上是雪,下面一些是苔藓带,再低一些是高山草甸,再下来会有云杉。云杉就是当地的树林,云杉生长区上端的海拔高度就叫林线。其它灌木会在更低的海拔位置出现,灌木区的海拔高度变化也属于林线变化。不同种类、具有不同的生长特征的森林,它的海拔分布即垂直分布发生变化,就叫林线变化。

  随着全球的升温,林线变化在青藏高原上非常明显。林线在上升,意味着具有同一特征的森林分布在往更高海拔的地方走。为什么?因为温度上升后,更高海拔的区域,其性质变得跟原来相对低一些海拔的区域一样,包括降水量、气温都差不多。

  林线上升的结果是植被的丰富度增加,在目前看来是件好事,它可以让更多的植物参与到光合作用来;也起到了更好的固碳作用,让更多的二氧化碳被固定下来;并且能让当地的生态系统变得更顽强一些。

  但如同亚洲水塔的变化一样,这种局部的、区域性的、暂时性的变化并不能反映全局。如果把眼光放得更长一些去看,情况就完全不一样了。靠赤道的地区原来温度就很高,整个生态系统受全球变暖影响,率先在往坏的方向发展。在几十年到上百年的短时间里面,温度发生剧烈的变化,每一年都在上升,植物不是那么快就能适应的。本来就已经在很高温度的地方生长,植被并不希望温度变得更高。这些区域已经观察到植物的生产量在下降,物种消失的速度在加快。

  从长远趋势看,未来这种变化将从赤道往两极蔓延。总体而言,当前气候变化对于地球生态的影响,表现为热带已经在往坏的方向发展,而温带和寒带是有益的一面在体现。从更长远的角度上来说,气候变化对于全球生态系统的影响,总体而言是负面的,各种气候模型给出的结论基本一致。

  气候变化对于生态的影响也会反映到对农业生产领域。全球气温变化对于自然生态系统的影响和对农田生态系统的影响是一致的,不同的纬度差别非常大,热带表现出负面影响,寒带和温带目前表现出正面影响。中国处于亚热带和温带的区域比较多,多数受到的是正面影响——全球升温之后,作物的生产力提高了。中国在这方面研究不多,美国有个植物研究所,我2017年去采访他们,他们观察到的情况跟我在IPCC报告上了解到的情况是一致的。

  气候变化对于农业生产的影响,《斯特恩报告》中评估比较多,描绘得比较详细。《斯特恩报告》是2006年出来的,十几年来,人类对于这一块儿的研究更多了,这些研究在IPCC第五次报告里面有比较详细的体现。概括起来就是,如同自然生态系统一样,全球升温对农田生态系统、生产的作物的影响,整体而言、长远来看是负面为主,正面的只是区域性、暂时性的。

极端天气与海水酸化

  前述海平面上升问题的时候,谈到一个词叫“极端天气”。最近一二十年来,世界范围内观察到的极端天气增多非常明显。中国南方很多人都有一个印象,那就是2008年年初,南方一直到广东、香港都有大面积降雪和结冰,这种情况前所未遇。可以预计,未来一两百年,这种极端天气会越来越多。

  另一方面,又有人想不明白:不是说全球升温了吗,为什么2008年出现前所未有的寒潮?实际上这种变化也是在科学家之前的研究结果之中。全球升温并不是整个地球表面平均上升,有一些地方甚至比以前变得更冷,但大部分地方比以前更热;多数区域,同一个地方有时会比以前更冷,大部分时候比以前更热。

  接下来说说海水酸化给我们带来的麻烦。海水酸化给珊瑚礁带来的灾难性后果就是珊瑚礁白化,但海水酸化带来的不仅仅是珊瑚大量死亡的麻烦,还有一个麻烦是碳汇速度会减缓。

  所谓碳汇,就是通过生物作用或者其它手段吸收二氧化碳并且将它固定下来的能力。绿色植物把二氧化碳变成木头,珊瑚礁经过生物作用把大气中的二氧化碳固化成岩石,后者是一种终极的碳汇作用。随着全球二氧化碳的增量排放导致海水酸化,进一步导致珊瑚礁白化,会让珊瑚的固碳量减少。这又是二氧化碳增多的一种不利反馈。

  我们都知道,珊瑚礁是相当多的海洋生物——从植物到动物——赖以繁衍、栖息的区域,珊瑚礁的大量白化,不仅是珊瑚本身受到损害,还会影响到依赖于珊瑚礁生活的整个生物链,这些生物群体都会受到影响。所以海水酸化对整个地球上的生态系统都会有宽泛的影响。

  所有这些影响加在一起,最后会影响人类经济与社会的发展,对于这种综合影响,《斯特恩报告》依据人类可能采取的不同力度的控制措施做前瞻性研究,描绘了三种可能的情景,对社会经济所受的影响给出了三种相应的推测,大家可以上网参阅、作为参考。

  

中篇:谈判、应对与适应

  现在我们已经清楚了两个结论:第一,目前的全球升温是由人类活动引起的。第二,全球升温总体上是负面影响居多,并且最终会带来灾难性后果。基于此,我们接下来要做的是怎么解决这个问题。

人类携手合作带来希望

  人类在气候变化这个话题被广为认同并且进入议程之前,曾经在另外一个领域通过全球协作成功解决过一次大问题,那就是全球臭氧层的变化,也是一个灾难性问题。

  上世纪70年代南北两极的上空出现臭氧空洞,被发现并引起重视。到了80年代,各国政府开始呼吁携手应对,主要是减少氟氯烃的排放。1985年,几十个国家一同发起,推出了一个维也纳公约,后来加入的国家增长到上百个。

  1987年,众多国家共同协商之后,在加拿大蒙特利尔签署了《蒙特利尔议定书》。1989年,这个议定书开始生效,限制两大类物质,一类是氟氯烃,包括大家熟悉的氟利昂;还有一类是哈农。氟氯烃主要用于制冷,空调和冰箱里常用;哈龙是灭火器常用的。这两大类化学物质都会直接破坏臭氧,导致臭氧迅速分解。

  《蒙特利尔议定书》签署之后,北欧国家第一个出来响应的是瑞典,中国一开始并没有响应,认为氟氯氢和哈农主要是发达国家排放的,我们作为发展中国家并没有排放太多,不分区别地减排对我们不公平。1989年,赫尔辛基会议展开讨论,认为应该区别对待,也叫双轨谈判,最后世界各国形成协议,曾经更多排放哈龙和氟氯烃的发达国家与排放比较少的国家要有区别地对待,发达国家要承担更多的责任。双轨协议出来之后,中国在1991年加入了这一行动。

  这是非常好的一个人类协作的先例,全世界在这个行动上都比较积极。到本世纪初,南极上空的臭氧空洞已经出现自我修补的迹象。

  《蒙特利尔议定书》能在较短时间内促成世界各国一致行动,有多方面原因,其中一个原因是氟氯烃和哈龙对于臭氧层的破坏在实验室里观察非常简单,没有明显的争议,大家都很快就接受了这个科学事实。其次,臭氧层变薄、空洞的出现对大家的影响发展得非常快,比气候变化带来的影响要迅速得多;第三是在这个变化中,没有一个国家、没有一方水土的人会从中得到任何益处,因此很快就形成了一致意见。当然,《蒙特利尔议定书》最后成功还有一个原因,是氟氯烃和哈农的替代技术很快就出现了,并且成本也不太高。在成本相对可控的情况下,大家也容易协作起来。

  这些因素放到气候变化的谈判里,有可以类比的地方。跟臭氧层变化的影响相比,气候变化需要解决的问题会更复杂一些,但只要能找到解决的手段或者明确目标,其实也简单。蒙特利尔议定书针对的是哈农和氟氯烃,气候变化瞄准的目标,则是二氧化碳。

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2019年8月8日,瑞士日内瓦,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在日内瓦发布的《气候变化与土地特别报告》称,只有通过减少包括土地和粮食在内的所有行业的排放,才有可能实现将升温控制在远低于2oC的目标。图为报告发布会现场。

五次报告,五大进步

  上篇讲过,对于全球升温的贡献,二氧化碳是第一因素,水蒸气属于第二因素。只要把二氧化碳的排放量限制在一个安全的范围内,那么水蒸气作为反馈因素自然会得到控制。

  这里谈的二氧化碳排放,指的是人类活动、尤其是化石能源的使用而增多的排放,2018年,这个数字是331亿吨,这是很恐怖的一个数字。怎样把这个数字减下去,就是当前我们要做的。减少二氧化碳就意味着减少能源的使用,几乎也就意味着抑制了经济的发展。中国每一年有经济增速的统计,这个统计一方面是依据地方汇报上来的账面数字,另一方面是国家通过各地能源的使用状况来统计GDP增速,后者往往更可靠——在能源结构不变、单位GDP能耗不变的情况下,能源使用的多少就意味着GDP的多少。

  正因此,气候谈判、也就是限制二氧化碳排放的谈判异常艰难。各国都要求别人把二氧化碳排放量降下去,而自己要减少的份额和责任尽量少一些。一个国家如果为自己争取了更多的二氧化碳排放额,就意味着在发展经济的时候会有更少掣肘。

  上世纪七八十年代,科学界对于气候变化这个话题形成了比较一致的意见,一些有识之士就站出来呼吁,认为各国应该联合起来解决这个问题。这跟制订《蒙特利尔议定书》的时间是差不多的。在一系列科学家和社会活动家共同努力下,1988年国际上成立了一个重要的组织,叫做IPCC,它的全称就叫政府间气候变化专门委员会。IPCC的成立对于地球是很重要的一件事,我相信在一两百年以后,每个人都会知道这个组织。

  IPCC主要是做什么工作的呢?它是来协调国际间应对气候变化的政策制定的。这个组织从成立到现在一共发表了五次报告,每次发表这些报告在世界上都是大事,都能促成全球在这方面有一些行动。

  1988年IPCC成立,两年之后的1990年,它发表了第一次报告。第一次报告给出了两个重要结论:第一,地球确实在升温;第二,地球升温有60%~65%的可能性是由人类活动引起的。IPCC第一次报告定调全球升温这一基础结论,促成1992年在里约热内卢签署了联合国气候变化框架公约,简称UNFCCC。

  五年之后的1995年,IPCC第二次报告诞生。第二次报告把全球升温主要是由人类引起的可能性上升到80%以上。第二次报告催生了更重要的、后来广为大家所知的《京都议定书》(1997年)。

  2003年,IPCC出具了第三次报告。这次报告推进了《京都议定书》生效,并且让它开始发挥作用(2005年)。

  2007年,IPCC第四次报告发表。这个报告催生了“巴厘路线图”,也就是人类遏制气候变化的后续具体步骤:到2012年,《京都议定书》的第一阶段将结束,那么需要制定第二阶段的指向性协议,这催生了哥本哈根气候谈判。

2014年,IPCC第五次报告出台。过了一年,《巴黎协定》签订。《巴黎协定》可太重要了,它是关于2020年之后各国政府间如何携手合作应对全球升温这个问题的、具有法律效率的条款。

里程碑:从《京都议定书》到《巴黎协定》

  我在这里有必要简单介绍和评价1997年签订的《京都议定书》。这个协议的重要性体现在几个方面,其中最重要的一个方面就是国际间能够坐到同一张桌子上来,把自己的利益先放在一边,共同面对全球升温这个大问题。《京都议定书》能够签订下来,谈判的过程非常重要。

  在这个过程中,几个发达国家首先给出了姿态,他们明确表示,对当前的全球升温应该负主要责任的是发达国家,而不是发展中国家。由此,《京都议定书》给出的应对气候变化方案,发达国家和发展中国家所要承担的责任是完全不一样的。在《京都议定书》规定的第一阶段(议定书生效到2012年),发展中国家并不承担任何硬性任务,只需要向IPCC提供二氧化碳排放数字和大致的情况就可以了,而发达国家必须承担减少二氧化碳排放的硬性任务。这就叫双轨谈判。

  当然,议定书也鼓励发展中国家减少碳排放,为此设立了碳交易政策:发达国家可以出钱、出技术帮助发展中国家减少碳排放,以此“购买”本土的二氧化碳排放权。

  这个协议并不是一签署就生效的,要生效需要达到两个有趣的数字,叫做“双55”。这是什么意思?第一,要有55个以上的国家认同这份协议才可以生效执行;第二,所有认同协议的国家,总的二氧化碳排放量要超过全球总排放量的55%。这两个55达到之后,过90天就开始生效,从此具有法律约束力。

  2005年,双55达到了,《京都议定书》开始生效。这里还有一个小插曲,在这份协议生效之前的2001年,美国退出了这个协议。1998年,民主党把控的克林顿政府签署了《京都议定书》,而共和党小布什上台之后,马上就否定了《京都议定书》并从中退出。这样的故事现在又重演了:奥巴马1916年签署《巴黎协定》,而川普一上来就否定了《巴黎协定》并正式启动退出了这个协议。这两次事件足以让关心人类命运的人们对共和党失望:在这个问题上,共和党不仅反科学,而且反人类。

  好在当时签订《京都议定书》并且生效的条件已经达到,不会因为某一个成员国半途退出而给彻底否定。并且发达国家按照其规范,开始减少自己的二氧化碳排放。包括美国,尽管它已退出协议,但还是采取了行动。现在拜登政府带领美国重返《巴黎协定》,值得我们为之鼓掌。

  再来说一说《哥本哈根议定书》。严格说来,《哥本哈根议定书》和后来的《巴黎协定》都是《京都议定书》的延续——在气候变化专业领域里,大家都是这样理解的,《京都议定书》签定下来之后,后续的谈判给出的协定都是在此基础上的一个延伸。我们通常把《哥本哈根议定书》当作《京都议定书》的第二阶段协议,而把《巴黎协定》看作是第三阶段协议。

  在《京都议定书》的第一阶段,也就是从2005年到2012年,发展中国家不承担减排的硬性任务;但进入第二阶段之后就不一样了,发展中国家理论上也应该承担一定的减排任务。第二阶段就是《哥本哈根议定书》规范的区间,是从2012年到2020年这八年多的时间里,发展中国家和发达国家都要承担一定的责任,叫做“共同但有区分的责任”,依然属于双轨谈判的结果。

  可惜的是,《哥本哈根议定书》最终虽然签署下来了,但包括我在内的环保热心者或者气候变化话题热心者比较失望。因为仔细去看这份议定书的内容,它不具有法律约束力。从国际间法律来看,2012年到2020年这八年多时间处于一个法律空白期。但还好,尽管这份协议没什么法律约束力,包括中国在内的大部分国家依然做了一些努力。

  比较幸运的是,国际上大部分国家的决策者、领导人对于气候变化问题还是比较清醒的,还是有这方面的意识,有愿望去减少二氧化碳的排放。哥本哈根谈判之后,国际间努力促成了巴黎气候会议的召开和《巴黎协定》的诞生。

  《巴黎协定》是关于2020年之后国际间碳排放任务的分配的,并且谈判的最后结果具有法律约束力。它的细则网上可以查到,有各种语言版本,包括中文版本。

  2015年,《巴黎协定》签订,签订完之后,各个国家可以加入。中国跟美国是2016年在杭州举行的G20会议上,奥巴马和习近平一块儿签署加入的。中美一同签署这个协定有着非常重要的意义,能促成它生效的时间提早到来。

  川普政府在2019年11月4号开始启动退出《巴黎协定》的程序,退出的程序要持续一年时间。假如川普继续当总统,那么不仅仅对美国有巨大的影响,对全球来说都是毁灭性的消息。2020年的美国大选受到世界瞩目,与气候变化议题不无关系。如果美国最终退出《巴黎协定》,其后果不堪设想。

  美国不但是除中国之外的第二大二氧化碳排放国,更重要的是它所树立的标杆作用。它如果不履行职责,悍然退出《巴黎协定》,会给更多的发达国家树立坏榜样,一些发展中国家也会以此作为借口,不履行自己应该履行的职责——尽管《巴黎协定》依然是双轨谈判的产物,即发展中国家和发达国家要承担共同但有区分的责任,但发展中国家在未来也需要承担减排任务。如果更多国家效仿川普的做法,那么《巴黎协定》最后可能会成为一纸空文。这就意味着2020年之后,人类再也没有一份有约束力的法律来规范二氧化碳排放了,其结果就是全人类一块儿跟着川普破罐子破摔。这个结果的可怕性,任何一个对气候变化有着深刻理解的人都看得清楚,它比我们坐在家里所能想象的严重得多。

  川普很早就多次表达自己对于气候科学的不屑、对于这个问题的不热心,甚至用反科学的态度去对待它。他的这一系列行为得到很多美国人的认同,与民众科学素养固然有关,还有一个原因,是气候变化对于美国暂时不会有明显的影响,那要很晚才会出现。亚利桑那飓风等极端天气现象的增多,川普是不会在意的。气候变化带来的灾难性后果,首先是让一些不发达的地区,尤其是图瓦卢、马尔代夫等岛国来承担。

  在这个基础上,我们才可以理解2019年瑞典一个16岁的小姑娘发起全球气候罢课的历史意义有多么重大。

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应对:从清洁能源到生活习惯

  为什么我们要花这么长时间去谈判?是为了各国在相对公平的场景下携手共同减缓气候变化。减缓的同时,我们还要做第二手准备,采取一些手段来适应这种变化。

  减缓气候变化,就是要减少二氧化碳的净排放,渠道包括节能、改变能源结构、加大碳汇能力。

  清洁能源能够帮助减少二氧化碳排放。核电、水电是两种最主要的清洁能源,其它还有风电、太阳能、潮汐能、生物质能等等。但清洁能源都是相对的,世界上没有百分之百清洁的能源,因为建造这些发电厂和能源设备时,同样也有二氧化碳及其它污染物排放。总体而言,核电和水电的二氧化碳排放是非常少的。水电和核电电站建成之后,使用寿命很长,建完后的几十年到上百年时间里,通常不需要做大的调整,就可以一直提供能源。

  风电由于不稳定,在电力结构中的比例不能太高,通常不能超过8%,有些地方认为不应该超过5%。这个占比上限随着技术的变革可能会发生变化。另一方面,风电在建造过程中二氧化碳排放量比较高,成本也居高不下。如果大家喜欢去户外,近距离看到过风电,就知道安装一台风电机组需要开出多少路、破坏多少植被,并且它的使用寿命往往没有水电和核电那么长。

  太阳能,包括光伏太阳能和光热太阳能,都存在两个问题。一是建造的过程中要排放二氧化碳,而且成本比较高;二是回收的时候会造成较重的污染。

  潮汐能是正在发展中的一种能源,开发它比较难。因为潮汐涨退对机器的破坏太大,一台电机要安然无恙地经受住潮汐的考验并且给我们持续提供能源,还需要克服一系列工艺难题。

  生物质能在发达国家尤其是美国已经做得比较好了。美国每年生产很多玉米、高粱,其中有相当一部分拿去做酒精、做能源。生物质能几乎是不排放二氧化碳的,为什么?尽管烧掉它的过程也会产生二氧化碳,但生产它的时候是吸收二氧化碳的。如果不考虑其它辅助设备的碳排放,那么一直循环使用生物质能就不会增加大气中的二氧化碳。但它要占用大面积耕地。

  减少碳排放之外,科学家还想出了另外几种方式来固碳。在此我们需要了解一个词叫碳捕获或者碳储藏。我们不仅要依靠生物来捕捉碳,还可以用一些工业的手段、机械的手段来减少二氧化碳在大气中的量,这就是碳捕获技术。其中一个方案是把二氧化碳压缩成较为稳定的液态或者固态,然后储藏到深海里。另一个方法是找一些废旧的矿井,把二氧化碳固化之后强压进去。目前这些技术尚不够成熟,在矿井里,二氧化碳很难经受长期储藏而不泄漏。

  在减缓二氧化碳排放的同时,人类是否可以直接减慢地球大气温度的上升?到目前来说,我们能够想到的几种方式实行起来都比较难,但在局部区域是可以的。比如在楼顶种上草和树,把楼顶绿化起来,这就相当于扩大了地球的绿化面积,可以减少城市热岛效应。但科学家并不满足于区域性降温,他们还有更宏伟的目标。有科学家想发射一些类似于气球的、有强反射作用的装置到高空中,遮挡和反射太阳光,这种方法有可能把整个大气系统的温度降下来。

  但到目前为止,这种被称为“第三种方式”、即直接减低大气气温的大设想,还没有一种能够真正付诸实施。

  减少二氧化碳排放、调整能源结构看起来主要都是政府能做的事,但我们个人也可以做一些工作。包括短途出行尽可能骑自行车和乘坐公共交通,尽可能少坐出租车,私家车尽可能几个人一起出行;长途旅行则尽可能少坐飞机,因为长途汽车和高铁的单人单里程碳排放量都低于飞机。如果顺风车能够得到很好的管理并且能够盛行起来,是有利于环境保护的,能够减少碳排放。

  我们在家里应尽可能随手关灯,人不在的时候关掉空调,这也是节能措施。另外还有错峰用电,很多人没有这方面的意识。我常常喝凉白开,通常会在半夜或后半夜烧开水,因为这个时候整个电网处于用电低谷,不会增加电网负荷。这些习惯如果每个人都养成并做到位,全国就可以少建许多火电厂;城市里一个人如果整年都乘坐公共交通,那么他所减少的二氧化碳排放量,会比种一两棵树一年吸收的二氧化碳量大得多。

适应:气候难民已经出现

  最后谈谈我们该如何适应气候变化的问题。随着海平面的进一步上升,威尼斯跟上海这种要被淹掉的地方,他们的适应比较简单:要么加高堤坝,就像荷兰一样做法;要么迁往他处。

  但一个国家如果遇到这种麻烦,它的适应就不是这么简单了。

  事实上,气候难民已经出现。全球第一个由于气候变化而需要举国搬迁的国家在2000年就已经出现,叫图瓦卢。图瓦卢当年向国际社会求助,新西兰伸出援助之手,答应他们可以搬迁到新西兰国土上。下一个危险的国家可能是马尔代夫。第一批面临问题的正是这些弱者,他们是气候变化影响最明显、最直接、并且最早来临的国家,包括太平洋各岛国,以及各大洲沿岸一些较为贫困的国家。

  另一方面,我们在农业生产上也要做一些准备。2017年,我受邀访问美国植物研究所,看到他们已经在对作物在二氧化碳浓度升高和气温升高之后的适应性做前瞻性研究,这些研究未来可能会派上用场:当气候进一步变化之后,哪些作物需要派往哪些地方,去替代原有的作物品种,这些工作科学家已经在做。

  另外,从城市到农村应对极端天气的手段必须得到加强。中国在这一块的意识还不够,或许是因为我们受到的影响还没那么明显。美国由于高强度飓风的频次越来越大,已经有人在专门做这方面工作了。中国也需要有应对极端天气的前瞻性研究,并且要及早付诸部署。

  还有一项跟普通老百姓关系不是太大、但对政府至关重要的工作,就是要照顾濒危物种。气候变化加快了物种灭绝的速度,一些科学家在做这方面的研究。中国在这一方面做了不少研究,包括青藏高原研究所和西双版纳植物园,我之前采访过的一些科学家都在考虑这个问题。

  

下篇:几个重要问题

  Q:电影《后天》中,全球升温演变到最后,怎么导致冰期提前来临了?

  A:全球升温最后反而会导致气候进入冰期,这在科学上是成立的;但《后天》描绘的几天之内发生巨变,事实上是不可能的。简单介绍这种情况发生的机理:地球依靠洋流在赤道和两极之间交换热量,其中很重要的一条洋流叫“北大西洋温盐环流”,它需要利用极地冷水下沉、赤道温水补位的机制运行。随着全球升温,北极冰盖融化产生淡水,由于淡水较轻不能下沉,导致北大西洋温盐环流减缓直到停止,赤道热量不能顺利送达北极,导致冰期到来(详情请参阅笔者主编的《如何报道气候变化:知识、视角和方法》之科学部分)。

  之前有科学家认为在本世纪末到未来两百年,这种情况有可能发生;但后来科学家进一步研究发现,这种极端情况没有那么容易形成。但在历史上,北大西洋温盐环流减缓和停滞导致冰期,很可能是发生过的,1.2万年前那次冰期(准确说是间冰期的一次前进期)很可能跟北大西洋温盐环流终止有关。因此未来发生这种情况的可能性还存在。

  Q:新能源汽车究竟能不能减少二氧化碳排放?

  A:这个问题的答案没有大家想象那么简单。很多人都说新能源汽车是用电,实际上是把污染排放从城市转移到农村去了。这说法大体上没有错,但在有些情况下这句话是错的。比如法国就以核能为主,这样用燃油的汽车和用电动车差别就很大了,电动车主要用的是核能。而在中国,假如我们未来把水电和核电在能源结构中的占比提高,那么新能源汽车也跟法国一样能减少碳排放。

  一些伪环保组织,包括绿色和平组织,哪个地方有水电、核电要上马,他们就拼命阻止。这种行为不仅反科学,而且是反人类的,这是在推进气候变化,让灾难提前到来。

  Q:对于植物来说,二氧化碳的浓度升高究竟是好还是坏?中学课本告诉我们,二氧化碳浓度高有利于光合作用。

  A:美国植物研究所有课题组专门研究二氧化碳浓度增加后对植物的影响。他们发现,当二氧化碳浓度高到一定程度,植物的钙离子通道会关闭,从而影响光合作用。

  科学家早有研究,当二氧化碳浓度低到一定的程度,光合作用就不能进行了。大部分植物在二氧化碳低于165PPM的时候,光合作用就会停止。这也是科学家担心的一件事——大气中的二氧化碳一直在缓慢归于岩石圈,大约2亿年之后,二氧化碳浓度将降低到165PPM以下,植物的光合作用将会遇到麻烦。

  二氧化碳浓度太低和太高都会影响植物光合作用,这一案例让我们看到:我们在思考一个科学问题的时候,不能只看短期内或者是小区域内的变化;判断一项事物的利弊要通盘考虑,而不只是看到它某一方面的好坏就下定论。

  Q:种树能不能帮助减少二氧化碳?

  A:能,但非常有限。森林对于二氧化碳确实有固定作用,但同样也释放二氧化碳。微生物会把已经死掉或者掉落的碎叶子、树皮等分解,释放出二氧化碳和甲烷。微观角度看,原始森林是处在一种碳平衡中,甚至有碳源(释放二氧化碳)的作用,新生的次生林主要是碳汇作用。

  假如要依靠种树来加大二氧化碳的吸收,需要基于科学的评估。在一些降水比较充裕、之前没有很好绿化或被人为破坏的地方,种树不仅能够减少水土流失,同时还能够起到固碳的作用。如果在一些不该种树的地方乱种树,那么起到的只是破坏作用(树种不活,还会破坏草地生态)。

  总体而言,依靠种树来减缓二氧化碳在大气中的量,起的作用比较微弱,我们首先还是要提倡减少二氧化碳的排放。

  Q:中国在气候变化应对这块做了哪些事情,效果怎么样?

  A:过去几十年,中国政府还是做了较多的努力,升级、优化了能源结构,这对整个世界来说很重要,也为我们在国际上赢得了一些声誉。当然,优化能源结构对我们自己也有好处。

  中国在2010年哥本哈根气候谈判前后,曾经给出了自己的目标,也是对世界的一个承诺。有两个目标:一个是在2020年之前把二氧化碳排放量控制在110亿吨之内,这个目标现在是实现了的;第二个,我们要持续降低单位GDP的能耗,这一点前些年也做得还不错。但最近几年,中国的火电加速上马,有了一些倒退的迹象,已经有专业人士在分析和批评这些做法。

  Q:30年内上海被淹,我们上海人该如何打算?

  A:我相信30年之后,上海不会被淹掉,因为应对措施里有一条就是建造堤坝。上海是一个富裕的地方,周围的江苏和浙江也都比较富裕,建造高一点的堤坝挡住海水的上升和极端天气情况下的海浪,没有太大问题。有模型计算推测30年后海水要把上海淹掉,是按照当前的情况,认为未来极端天气下海浪会涌进上海市区。

  Q:气候罢课取得了什么阶段性成果?有什么重大的意义?

  A:气候罢课对一些国家的决策者是一个震动。我们所做的科普工作,以及媒体的呼吁,跟气候罢课起到的作用是一样的,都是期望唤醒决策者能够更加重视这个问题,起到的只能是警示和提醒的作用,不要期望媒体的报道、气候罢课能直接导致像川普这样的人做出改变。

  Q:现在气候变暖的临界点确定从2摄氏度减为1.5摄氏度了吗?

  A:气候变暖不存在严格临界点。关于气温上升的幅度,IPCC历次报告出来前后一直都在评估,每次评估给出的数据都会有一些差别。最早评估的时候,认为全球在21世纪升温的幅度是1.5度到5度之间;《巴黎协定》争取的目标是把本世纪升温的幅度控制在2度之内。我个人对此表示不乐观。前面介绍了,气候变化有延缓和迭加作用。也就是说,即使当前二氧化碳排放量不再增加,并且接下去一步步往下减少到1990年的排放量——这是国际气候组织树立的远大目标——控制升温的幅度都是不容乐观的。

  Q:普通人在保证营养均衡的前提下尽量少吃肉,是不是可以减少碳排放?

  A:吃肉比吃植物类食品的碳排放更多,这个没问题。但权衡的时候还是要把健康放在第一位,我们控制气候变化,最终也是为了保护人类,没有必要先牺牲个人的身体健康来换取那么一点点的二氧化碳减排。

  从健康角度,要少吃肥肉,多吃一点瘦肉和蔬菜,保证自己基本的营养,优质的蛋白摄入量不可少。实际上,“营养均衡”这一原则已经把过多吃肉给限制住了,吃肉太多营养并不均衡。

  生活中,在不影响基本生活质量、不影响健康的情况下,能够有一些良好的、环保的生活习惯,肯定更好。我不认为骑车或乘公共交通出行,和打出租车出行对我的舒适度有太大的不同,这种情况下可以有自己的选择。

  Q:垃圾焚烧发电是否应该大力推广?

  A:垃圾焚烧是一个技术话题。日本的垃圾焚烧发电技术已经做得很好,是环保的做法。成熟的技术性焚烧几乎不产生明显的有害物质,像二恶英、苯并芘之类的致癌物排放量都很少。焚烧会产生二氧化碳,但提供了能量;而垃圾填埋同样会排放二氧化碳——微生物分解它们会产生二氧化碳和甲烷等温室气体。

  Q:火化场是不是碳排放太多了,应该取消?

  A:火化是国家政策,从碳减排这个角度来说的确是不环保的做法。各种丧葬方式中最环保的应该是西藏的天葬。土葬也是比较环保的,但有一个麻烦,有些地方土葬规模太大,占用土地,并且用大量的水泥来做墓地,不可取。国家制定这类政策依据的是综合权衡。

  Q:我记得中国拿了很多碳交易收入,欧洲企业通过碳交易付款给中国企业,其实对中国企业的发展起了很大的作用。浙江有很多企业参与其中。

  A:减缓气候变化的努力,即使从近期看,很多时候也是符合自己的切身利益的。双轨谈判大的方向就是,发达国家在自己减排的同时还要帮助发展中国家减排,包括提供技术,还要给钱,依此演化出来的一个结果叫做清洁能源发展机制(CDM)。清洁能源发展机制下有一系列内容,其中一个部分叫做“碳交易”。在碳交易的背景之下,所做的很多工作是有报酬的,这种机制把一些地方政府可能只是口头上说说而不作为的情况考虑到了,用给钱的机制让你去作为。

  Q:如何评价地球一小时活动?

  A:那是瞎折腾,不仅不能节能减排,反而会对电网造成冲击。环保必须建立在科学认知基础之上。

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