寻求气候变化的确定性:要多少才足够?



寻求气候变化的确定性:要多少才足够?


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寻求气候变化的确定性:要多少才足够?



极端天气插图 。 图片来源:原论文
德国法兰克福高级研究所的物理学家SabineHossenfelder和牛津大学皇家学会气候物理学研究教授TimPalmer写道:
在《科学美国人》杂志最近的一篇专栏文章中 , NaomiOreskes认为 , 我们现在已经足够了解气候变化的物理学 。 她写道 , 政府间气候变化专门委员会(IntergovernmentalPanelonClimateChange , 简称IPCC)第一工作组应该“宣布他们的工作已经完成” , 该工作组是由负责评估气候变化物理学基础的科学家组成的 。 根据Oreskes的说法 , 在气候问题上 , 我们现在的关注点应该在于如何适应和减缓气候变化 。
诚然 , 全球气候的长期趋势的科学基础已经得到确定 。 我们知道海平面正在上升 , 平均气温正在增高 , 冰川正在消亡 。 我们也知道 , 放任人类活动照旧将使我们和子孙后代面临巨大的风险 。 但是 , 我们对气候变化的区域影响并没有很好的了解 , 目前长期预测中的不确定性很高 , 这意味着气候变化可能仅带来严重但可控的不便 , 也可能威胁到人类的生存 。
事实上 , Oreskes之前一直对第一工作组的报告持批评态度 。 她在2013年2月与人合著的一篇发表在《全球环境变化》杂志上的论文中提到 , IPCC的报告一直低估了“至少一些由大气温室气体增加导致的全球变暖的关键属性” 。 但这是为什么呢?这就是因为气候学家的工作还没有完成 。

全球变暖 。 图片来源:Pixabay
Oreskes和她的同事们认为报告不周全的一个关键原因是 , 当前的气候模型只是气候这一复杂动态系统的粗略反映 。 例如 , 当前的全球气候模型不能使用物理定律来表示云系统 , 因为网格间距太宽泛 , 可达一百公里甚至更宽 。 因此 , 云在模型中只能由高度简化的经验公式表示 , 这些公式在描述云的真实属性时是比较粗略的 。
但云作为全球水文循环的重要组成部分 , 在评估全球变暖和诱导极端天气中都发挥着关键作用 。 由于云的简化表示 , 当前的气候模型往往会系统性地错误估计热带地区的主要区域(称为热带辐合带 , 是降雨发生的地方) 。 而在中纬度地区 , 这些模型低估了被称为反气旋的持久性高压系统的数量 , 而反气旋与热浪、森林火灾和干旱等灾害相关 。 通常来说 , 这些误差会和模型最初想要模拟的气候变化信号一样大 , 严重影响预测结果的准确性 。
正是因为我们无法非常准确地模拟基本气候过程 , 所以我们对极端天气和气候事件的预估也是不足的 。 在2021年发生的极端天气事件 , 如不列颠哥伦比亚省近50摄氏度的高温 , 德国埃菲尔地区、中国河南省和美国纽约市的特大洪灾等 , 完全超出了当前气候模型可以模拟的范围 。
这反过来也意味着 , 目前我们无法量化气候变化对极端天气的贡献程度 。 尽管如此 , 近年来 , 天气事件的成因引起了很多关注 , 尤其是在媒体中 。 为此 , 气候科学家运行了两次气候模型 , 分别使用观测到的当前二氧化碳水平和工业化前水平 , 来估计碳排放量对特定天气事件发生可能性的影响大小 。
但是 , 由于当前的气候模型无法正确模拟2021年的任何极端事件及其观测强度 , 所以我们实际上无法预估这些事件发生的概率增加了多少 , 我们只是得到了一个毫无意义的近似比0:0 。 因此 , 为了估计概率 , 人们必须关注那些不太极端的天气事件 , 这些事件的发生概率比2021实际发生了的天气事件更高 。 由此 , 人们对极端事件概率增长的估计可能会低几个数量级 。 气候变化的偶然性让我们无从判断极端事件发生的可能性 , 它可能比预估值高出50% , 也可能高出50000000% 。 可以说 , 人类探索极端事件科学成因的工作还远远没有完成 , 事实上 , 它几乎没有开始 。
比量化当下正在发生的事情更重要的是量化即将发生的事情 。 各国需要健全预测模型来优化其适应战略 。 当气候变化在加剧洪水和暴风雨的同时 , 也带来了更强烈的热浪和干旱 , 那么一个国家应该如何最有效地利用资金 , 来提高自己的气候适应能力?如果我们不能准确地量化气候变化如何影响极端天气的发生概率 , 我们就无法回答这个问题 。

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