地球警报正在响起,你听到了吗

Dennis Dimick

翻译:胡德良

对于气候变化的起因,科学家们的意见跟多数公众不一致。同时,地球正在变暖,而变暖所造成的影响也正在不断地积累起来……

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这张北极冰盖的卫星图像显示:2012年夏季海冰范围跟1979年卫星首次观测到的夏季海冰范围(黄色轮廓)之间的对比。现在,由于全球气温上升,夏季大约有一半冰盖融化掉。

科学家们遇到了麻烦——人类正在改变气候,对于这一点,要想说服公众并不容易。

上周,皮尤研究中心公布了一项调查结果,这是“科学与社会”系列报告的一部分。调查结果发现:只有50%的美国人相信人类是引起气候变化的主要原因,而87%的科学家接受这个观点。尽管在过去的几十年中有数千名科学家一直在发布有关气候变化跟碳排放之间互相关联的详细报告,这37个百分点的差距依然存在。

人类在气候变化中起到了不可忽视的作用,有关证据正在不断地积累起来。气温之高正在创下纪录,海平面正在不断地上升,大气中捕获热量的二氧化碳处于高水平,近期对这些现象的研究都说明了:由于人类活动的快速增加而使地球受到压力。

我们利用煤炭、石油和天然气为现代社会提供燃料,而且这些燃料的消耗量达到了创纪录的水平。因此,我们正在排放使大气温度升高的温室气体,排放量之大也达到了创纪录的水平,结果融化了地球上的冰,致使海洋酸性增加,威胁到海洋生物。

随着人类数量的增加,更多的人需要吃饭,我们也就不断地通过砍伐热带森林来扩大农田面积,通过产业规模的捕捞而使原生的海洋鱼类遭到毁灭,来自农田的氮肥和磷肥径流污染了水道和沿海地区。

科学家们称:这好比是,随着地球遭受的压力越来越大,地球环境仪表盘上的仪表正在亮起黄色警报和红色警报。

越来越热的天气

一月中旬,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和美国国家航空航天管理局(NASA)的研究人员报告说:在过去135年的记录中,2014年是气温最高的一年。从全球来讲,这一年的陆地和海洋温度比20世纪的平均温度高出1.24℉(0.69℃),超过了以前在2005年和2010年分别创下的最高纪录。

除1998年之外,几十年以来气温一直在上升;自从1880年现代记录开始以来,所有十个最热的年份都出现在2000年之后。根据NOAA的资料,地球上一次创下年度温度最低纪录还是在103年之前的1911年。

NASA的加文·施密特说:“在一系列的高温十年中,2000之后的这十年是最近出现的系列高温年份。尽管具体年份的温度排名可能会受到混乱天气模式的影响,但是长期趋势是由于气候变化造成的,而目前人类排放的温室气体在气候变化中起着主要的作用。”

关于温度上升,一个可以观察到的显著影响就是北极冰帽的缩小。自从1979年,科学家们一直通过卫星对北极冰帽进行观测,自观测以来北极冰帽每十年大约缩小12%。到2012年夏末,1979年时的北极冰区大约有一半已经融化掉了。《国家地理》杂志对最新的地图册进行了修订,显示出北极冰的融化情况。

《国家地理》杂志的制图师胡安·何塞·巴尔德斯说:跟以前的版本相比,除了解体的苏联之外,北极地区是世界地图上最为明显的变化。

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一份新报告中说:现在海平面的上升速度比过去的二十年更快了。2014年10月,国王潮比佛罗里达州劳德代尔堡的典型高潮高出了一英尺,预示着潮水出现了一种新的常态。

即将到来的洪水

一项新研究表明:在过去的二十年中,海平面的上升速度一直在加快,这是以前任何人都没有想到的情况。

海平面正在上升,这是因为——随着全球气温的上升,格陵兰岛上的冰盖、南极洲的部分地区、阿拉斯加以及其他地区的冰川正在融化。融水通过大陆流向海洋,就像水流入浴缸那样。随着全球气温的上升,天气变得越来越热,海水的量也在增加。

就像劳拉·帕克2月份在《国家地理》杂志上报道的那样:到2050年,由于海平面的上升,迈阿密及其郊区会面临财经风险,这里的风险比世界上任何其他主要市区所面临的风险都要大。到本世纪末,迈阿密将要应付海平面上升的问题,到那时海平面可能要比现在高出5英尺。迈阿密是许多低海拔沿海城市之一,随着海水淹没街道并进入饮用水供应渠道,这些城市将会面临海平面上升的现实及其造成的巨大花费。

2015年开始时,大气中的二氧化碳水平为400ppm;自从2013年以来,二氧化碳一直维持在这个水平。当我们燃烧煤和汽油时,二氧化碳从发电厂的烟囱和车辆的排气管中释放出来,当我们燃烧林木时也会释放出二氧化碳。

一旦二氧化碳到达空中,它就会在大气中存在几百年甚至几千年,捕获大气中辐射或反射的太阳热量,就像我们的床上多了几条保暖的毛毯。实际上,我们正在为地球的大气层添加更多的“毛毯”。

跟1750年前后工业革命刚刚开始时相比,2015年的二氧化碳水平高出了三分之一还要多,比80万年或者更长时间以来任何时期的二氧化碳水平都要高。科学家们了解这一点,因为他们一直从格陵兰岛和南极的冰盖上钻取长长的冰芯,这些冰芯中存有含二氧化碳的古代气泡。研究表明:当二氧化碳水平高的时候,全球的气温也会升高。

二氧化碳起着全球调温器的作用,至于它在大气中是如何运行的,我们开始了解得越来越多。一颗新型碳观测卫星叫做OCO-2,由NASA的喷气推进实验室于2014年发射升空,该卫星开始监测地球的碳水平,目标是绘制全球二氧化碳的循环图,显示二氧化碳的来源及其在全年中的流动情况。

除了捕获大气中的热量,二氧化碳还会改变海洋的化学性质。随着不断吸收二氧化碳,海洋酸性变得越来越强,影响到牡蛎和贻贝等有壳类生物的健康,还会影响到珊瑚礁。海洋酸化被称为全球变暖的“恶魔孪生兄弟”。

另外一项最新研究报道:海洋酸化、过度捕捞、海底采矿和其他人类活动威胁着海洋生物的未来。该研究论文的作者之一、斯坦福大学的史蒂芬·帕卢比告诉《纽约时报》的记者说:要想减缓海洋生物的灭绝速度,就需要减少碳排放。

帕卢比说:“到本世纪末,如果我们照常进行碳排放,不能从现在所处的排放曲线位置降下来,我真的感觉到要想使海洋生态系统保持正常是没有多大希望的。”

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随着全人类对化石燃料的依赖程度不断上升,能够捕获热量和引起气候变化的二氧化碳在排放量上也不断上升。在弗吉尼亚州的一个终点站,这些成排的火车运来装船的煤炭。

碳排放的降低

如果要想降低二氧化碳水平、降低气温和海平面,我们需要严格控制燃烧能够引起二氧化碳水平升高的燃料,起码那些研究地下煤炭、石油和天然气储量的科学家们就怀有这样的想法。

这些科学家企图确定我们必须少用多少富碳燃料才不至于使全球气温的上升幅度超过3.6℉(2℃)。3.6℉被认为是一个阈值,如果超过这个阈值,我们可能会看到冰帽快速融化,甚至会发现海平面更加快速地上升。

研究人员在一项新研究中提出规划:我们必须将80%的煤炭、50%的天然气和30%的石油留在地下,以控制气温的升高。但是,对于严重依赖这些燃料的地区来说,该规划难以推行。美国能源部认为:在未来的25年中,煤炭、石油和天然气可能仍将是美国人对能源的选择,但是从全球范围来讲,我们对煤炭和石油的依赖程度仍然保持着上升的态势。

我们坚定地选择化石燃料,我们将自己的足迹扩展到世界各地,这些还会对海洋、景观、大气和生态系统产生其他的影响。

斯德哥尔摩应变中心的一项新研究将地球看成是一个互相协调的系统,其中包含一套环环相扣的、带有“界限”的体系。这些界限为人类确定了“安全操作范围”,由一套跟汽车里的仪表极为相似的仪器来测量,这套仪器被称为“行星仪表盘”。

趁地球的系统还能够为我们提供食物、干净的水和清洁的空气等资源,趁其本身还没有被损坏,这些界限对于我们在多大程度上可以改变环境设定了理论上的极限。该研究论文中写道:我们已经在四个方面超出了地球的界限——灭绝率、森林砍伐、大气中的二氧化碳水平、用作陆地作物肥料的氮和磷流入海洋的量。

研究人员得出结论说:随着我们不断地砍伐森林、开垦野外荒地、建设更多城市、消耗地下水、污染空气和水、捕捞海洋动物,我们面临着摧毁“人类安全空间”的风险,而我们人类享有这个空间已有一万多年了。论文的作者们称:他们的研究相当于一种早期预警系统,可以帮助社会“减少风险和实行可持续发展”。

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我们对能源需求的不断扩大损害了风景和水路。该图是加拿大阿尔伯塔省的一片油砂地:一头假猎鹰扇动着翅膀,驱赶水鸟——如果水鸟降落在这片尾矿池中,它们就会死去。

提高科学素养

对于那些质疑人类是否真的正在改变气候的美国人,也许没有更多的证据可以扭转他们的观点了。尽管如此,皮尤研究中心的研究发现科学家们和绝大多数美国公众在这方面的意见是一致的:从幼儿园到12年级,“STEM(科学、技术、工程和数学)”的学科教育太平庸了,需要加强。

更加完善的科学教育最终可能会造就一批科学素养更高的公众,有可能缩小87%的科学家和50%的美国公众之间的认识差距,使绝大多数人意识到人类是造成气候变化的主要因素。

科学素养提高了,认为有必要对气候变化采取行动的人可能也就增加了。本月,皮尤研究中心的另外一项调查表明:希望政府对气候变化采取行动的美国人有所增加,去年为29%,今年为38%,但仍为少数;在应对气候变化方面作出政策改变是美国人最低优先级的选择之一。

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