7 個氣候反駁謬論的解答

人類干擾地球氣候的證據持續積累

艾莉森·塞弗

唐納德·特朗普總統一直反對對抗氣候變化。例如,他的政府放寬了新型機動車輛的燃油經濟性和排放標準——這項措施甚至連汽車製造商都沒有要求。他用允許燃煤和燃氣發電廠排放更多二氧化碳的新法規,取代了他的前任貝拉克·奧巴馬總統倡導的清潔能源計劃。2019年11月,他甚至啟動了為期一年的美國退出《巴黎氣候協定》的程式,該協定對其簽署國沒有任何要求,只要求他們做出一個無法強制執行的承諾,即幫助將全球氣溫上升幅度控制在 2 攝氏度以下。

這些行動背後的理由一直難以確定。特朗普一再譴責全球變暖是一場“騙局”和中國削弱美國製造業的陰謀。但後來,在 2019 年 1 月的新聞釋出會上,特朗普也表示氣候變化“絕非騙局”。他任命的許多機構負責人,包括能源部的裡克·佩裡和環境保護署的斯科特·普魯伊特,都質疑或否認二氧化碳在氣候變化中的作用。但是,當記者直接詢問特朗普是否相信全球變暖是真實存在時,白宮新聞秘書們卻避而不談。很難判斷他的政府是對氣候危機的科學事實持懷疑態度,還是僅僅是對採取任何行動的緊迫性持懷疑態度。

模稜兩可經常被那些喜歡稱自己為“氣候懷疑論者”的人所利用——儘管他們似乎更熱衷於否定,而不是真正的懷疑探究。當然,並非所有質疑氣候變化科學的人都符合這種描述:有些人確實不瞭解事實,或者真誠地不同意對事實的解釋。真正否定者的區別在於他們執著地反對承認存在一個可採取行動的問題,他們經常使用早已被駁斥的關於氣候變化科學所謂弱點的論點。


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以下是反駁者惡意論證的部分清單以及對它們的一些簡短反駁。

論點 1:人為二氧化碳不可能改變氣候,因為二氧化碳在大氣中只是一種痕量氣體,而且人類產生的量與火山和其他自然來源產生的量相比微不足道。水蒸氣是迄今為止最重要的溫室氣體,因此二氧化碳的變化無關緊要。

儘管二氧化碳僅佔大氣層的 0.04%,但這個小數字在氣候動態中起著重要作用。即使在如此低的濃度下,正如物理學家約翰·廷德爾在 1859 年所證明的那樣,二氧化碳也會吸收紅外輻射並充當溫室氣體。化學家斯萬特·阿倫尼烏斯在 1896 年更進一步,估算了二氧化碳對氣候的影響;經過艱苦的手工計算,他得出結論,二氧化碳濃度增加一倍可能會導致近 6 攝氏度的升溫——這個答案與最近更嚴格的計算結果相差不遠。

森林吸收大氣中的二氧化碳,抵消非人為釋放的二氧化碳。然而,人類活動,加上森林砍伐(此處顯示),抵消了這一過程。圖片來源:Joel W. Rogers Getty Images

與反駁者的觀點相反,人類活動是大氣中二氧化碳觀測值增加的最大貢獻者。根據全球碳專案的資料,人為二氧化碳每年約為 350 億噸——是火山產生的 130 多倍。誠然,釋放到大氣中的二氧化碳有 95% 來自自然來源,但植物生長和海洋吸收等自然過程會將氣體拉回大氣中,並且幾乎完全抵消了它們,從而使人類的新增成為淨盈餘。此外,包括空氣中碳同位素比例變化分析在內的幾組實驗測量進一步證實,化石燃料燃燒和森林砍伐是二氧化碳水平自 1832 年以來上升 45% 的主要原因,從百萬分之 284 (ppm) 升至百萬分之 412——這是一個顯著的躍升,達到了數百萬年來的最高水平。

反駁者經常反對說,水蒸氣而不是二氧化碳是最豐富和最強大的溫室氣體;他們堅稱氣候科學家經常將水蒸氣排除在他們的模型之外。後者根本不真實:從阿倫尼烏斯開始,氣候學家就已將水蒸氣納入他們的模型中。事實上,水蒸氣是二氧化碳升高對氣候產生如此大影響的原因。二氧化碳吸收一些水無法吸收的紅外波長,因此它獨立地向大氣中增加熱量。隨著溫度升高,更多水蒸氣進入大氣層,併成倍增加了二氧化碳的溫室效應;政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 指出,水蒸氣可能會“大約使僅由新增二氧化碳引起的溫室效應增加一倍”。

氣候反駁者認為,到達地球的太陽能量變化是全球變暖的幕後推手。但人類的影響對氣候具有可衡量的更強影響。圖片來源:NASA

然而,在這種動態中,二氧化碳仍然是溫室效應的主要驅動力(氣候學家稱之為“強迫”)。正如 NASA 氣候學家加文·施密特所解釋的那樣,水蒸氣比二氧化碳更快地進入和離開大氣層,並且傾向於保持相對溼度在相當穩定的水平,這限制了其溫室效應。因此,氣候學家將水蒸氣歸類為反饋因素,而不是強迫因素。(在氣候模型中看不到水蒸氣的反駁者,是在錯誤的地方尋找它。)

由於二氧化碳不可避免的溫室效應,堅持用自然原因解釋當前全球變暖的反駁者需要解釋,在他們的情景中,為什麼二氧化碳不會加劇問題。

論點 2:所謂的過去 1600 年的氣溫“曲棍球棒”圖已被推翻。它甚至沒有承認公元 1000 年左右存在一個比今天更熱的“中世紀溫暖期”。因此,全球變暖是一個神話。

很難知道哪個更大:是反駁者對邁克爾·E·曼恩及其同事 1998 年的歷史溫度重建中缺陷的誇大,還是他們的論點對氣候變化案例的最終微不足道。

首先,不僅僅有一個使用一組代理資料的歷史溫度曲棍球棒重建。在研究冰芯、樹木年輪和其他直接測量的替代資料時,從許多地點獨立地發現了過去幾個世紀氣溫急劇上升的類似證據。儘管它們存在差異,但它們證實地球一直在急劇變暖。

美國國家研究委員會 2006 年對證據的審查得出結論,“高度確信 20 世紀最後幾十年全球平均地表溫度高於過去四個世紀的任何可比時期”——這是圖中與當前氣候趨勢最相關的部分。該報告對追溯到公元 900 年的重建不太信任,儘管它仍然認為它們是“合理的”。因此,歐洲和亞洲中世紀溫暖期的溫度與 20 世紀所見的溫度相當,這同樣是合理的,但可能只是區域性現象:該報告指出“溫暖的程度和地理範圍是不確定的”。曼恩及其同事的一篇研究論文似乎證實,中世紀溫暖期和 1400 年至 1700 年之間的“小冰河期”都是由太陽輻射和其他自然因素的變化引起的,而這些因素似乎並沒有在今天發生。

在美國國家研究委員會的審查釋出後,另一份由四位統計學家進行的分析,即韋格曼報告,該報告未經正式同行評審,對曲棍球棒論文提出了更多批評。但是,糾正其指出的錯誤並沒有實質性地改變曲棍球棒圖的形狀。2008 年,曼恩及其同事釋出了溫度重建的更新版本,該版本呼應了他們早期的發現。

但假設曲棍球棒真的被推翻了……那又怎樣?人為全球變暖的案例最初來自對氣候力學的研究,而不是來自尋求原因的過去溫度重建。關於當前變暖趨勢的警告早於曼恩的曲棍球棒圖。即使 1000 年前的世界無可辯駁地更溫暖,也不會改變以下事實:最近二氧化碳的快速上升比任何自然因素都更可信地解釋了當前的變暖事件——而且似乎沒有任何自然因素能夠抵消未來幾年的進一步變暖。

論點 3:全球變暖在 1998 年停止了;此後地球一直在降溫。

這種反駁論點可能是最過時和無意中令人捧腹的。它是這樣說的:根據英國氣象局哈德利中心記錄,1998 年是世界最熱的一年;接下來的十年氣溫較低;因此,上個世紀的全球變暖趨勢已經結束,對嗎?

任何即使對統計學略有了解的人都應該能夠發現該論點的弱點。鑑於變暖趨勢的持續時間延長、增加速率的預期(和觀察到的)變化以及溫度測量和預測中的不確定性範圍,氣候學家說,十年的溫和中斷不足以證明模式的破裂。

如果全球變暖的停頓再持續十年,那是否會證明反駁者的觀點是正確的?不一定,因為氣候是複雜的。例如,德國萊布尼茨海洋科學研究所當時的莫吉布·拉蒂夫及其同事在 2008 年發表了一篇論文,該論文表明,儘管長期變暖模式仍然有效,但海洋環流模式可能會導致北半球部分地區出現降溫期。從根本上說,那些抵制支援變暖的大量證據的反駁者,不應過快地抓住僅暗示相反情況的證據。

無論如何,“變暖暫停”反駁持續氣候變化的說法,在 1998 年不再是有記錄以來最熱的一年時,就完全變成了學術問題。現在這個頭銜屬於 2016 年,2019 年緊隨其後。事實上,過去 15 年包含了有記錄以來最熱的 10 年。

論點 4:太陽或宇宙射線更可能是全球變暖的真正原因。畢竟,火星也在變暖。

在試圖理解氣候時,天文現象是顯而易見的自然因素,特別是太陽的亮度和地球軌道的細節,因為這些似乎是工業文明興起之前冰河時代和其他氣候變化的主要驅動因素。因此,氣候學家在其模型中確實考慮了這些因素。但是,為了反駁那些想將最近的變暖歸咎於自然週期的否定者,沒有足夠的證據表明到達我們星球的額外太陽能足以解釋觀測到的全球氣溫上升。

IPCC 指出,在 1750 年至 2005 年之間,來自太陽的輻射強迫增加了每平方米 0.12 瓦——不到人類活動產生的淨強迫(1.6 瓦/平方米)的十分之一。該比較中最大的不確定性來自大氣中氣溶膠的估計影響,氣溶膠會不同程度地遮蔽地球或使其變暖。然而,即使考慮到這些估計的最大不確定性,人類對氣候的影響增加也超過了任何太陽變化。

此外,請記住,二氧化碳和其他溫室氣體的作用是放大太陽的變暖作用。希望將全球變暖歸咎於太陽的反駁者不能僅僅指出太陽輻射的任何趨勢:他們還需要量化其影響,並解釋為什麼二氧化碳不會因此成為氣候變化更強大的驅動因素。(削弱溫室效應是太陽影響上升的必然結果,還是為獲得預期結果而新增的臨時推論?)

因此,反駁者傾向於丹麥技術大學的亨利克·斯文斯馬克的工作,他認為需要考慮太陽對宇宙射線的影響。進入大氣層的宇宙射線有助於播撒氣溶膠和雲層的形成,從而反射陽光。在斯文斯馬克的理論中,過去 50 年中較高的太陽磁活動使地球免受宇宙射線的照射,並允許異常升溫,但現在太陽再次變得磁性平靜,全球變暖將會逆轉。斯文斯馬克聲稱,在他的模型中,溫度變化與宇宙射線水平和太陽磁活動的相關性比與其他溫室因素的相關性更好。

然而,斯文斯馬克的理論未能說服大多數氣候學家,因為其證據存在薄弱環節。特別是,宇宙射線湧入或它們應該形成的雲層似乎沒有明顯的長期趨勢,而且他的模型無法解釋(如溫室效應解釋的那樣)世界變暖的一些觀測模式(例如,更多變暖發生在夜間)。至少目前,宇宙射線仍然是氣候變化中不太可能的原因。

而火星上看到的明顯變暖呢?由於它基於非常小的測量基礎,因此可能並不代表真正的趨勢。關於什麼控制著火星氣候,我們知之甚少,但表面顏色較深的時期可能會增加吸收的陽光量並提高溫度。

二氧化碳升高會使海洋酸化,這可能會對珊瑚礁產生不可逆轉的有害影響,例如珊瑚白化(此處顯示)。圖片來源:Getty Images

論點 5:氣候學家合謀隱瞞全球變暖的真相,將他們的資料鎖起來。他們所謂的關於全球變暖的共識在科學上是無關緊要的,因為科學不是由受歡迎程度來決定的。

對於那些已經相信巨大全球陰謀的人來說,幾乎不可能反駁對巨大全球陰謀的指控(誰能證明共濟會和羅斯威爾外星人也沒有參與其中?)。因此,請注意,這個假設的陰謀的規模需要涵蓋來自世界各地的成千上萬的無可爭議的出版物和受人尊敬的科學家,可以追溯到近 150 年前的阿倫尼烏斯和廷德爾。一個陰謀必須非常強大,以至於它已經吸納了數十個科學組織的官方立場,包括美國國家科學院、英國皇家學會、美國科學促進會、美國地球物理聯合會、美國物理學會和美國氣象學會。

如果真的存在一個大規模的陰謀來欺騙世界氣候問題(並且為了什麼目的?),那麼 2009 年駭客從英國東安格利亞大學氣候研究部門竊取並分發的數千封電子郵件和其他檔案肯定會證明這一點。但事實並非如此。批評者聲稱是瀆職證據的那些電子郵件中的少數幾句話,在科學傢俬下和非正式交談的背景下,有更無辜的解釋。如果任何相關科學家不誠實地操縱資料或阻撓資訊自由請求,那將是可悲的;但是,沒有證據表明發生了這種情況。缺少的是任何明確的跡象表明存在廣泛的企圖,以偽造和協調調查結果,其規模足以維持一個全球陰謀集團或嚴重歪曲氣候變化的記錄。

氣候學家經常對他們隱瞞資料或其模型細節的指責感到沮喪,因為正如 NASA 的施密特指出的那樣,許多相關資訊都在公共資料庫中或可以訪問——反駁者在堅持認為科學家阻撓他們的請求時,會方便地忽略這一事實。(而且由於各國在資料保密方面的規定不同,科學家並非總能隨意遵守某些請求。)如果反駁者想對全球變暖理論造成毀滅性打擊,他們應該使用公共資料並開發他們自己可信的模型來證明合理的替代方案。

然而,這種情況很少發生。2004 年,科學史學家內奧米·奧雷斯克斯發表了一項關於全球變暖同行評議文獻的里程碑式分析報告《關於氣候變化的科學共識》。在她調查的 928 篇論文摘要中,她寫道,75% 明確或隱含地支援人為全球變暖,25% 是方法論或其他方面,對該主題不持立場——並且沒有一篇論文主張純粹的自然解釋。儘管有人試圖駁斥奧雷斯克斯的發現,但最終都失敗了,她的結論仍然成立。

奧雷斯克斯的工作並不意味著所有氣候科學家都同意氣候變化——顯然,有些人不同意(儘管他們只是極少數)。相反,有意義的共識不是在科學家之間,而是在科學內部:溫室氣體驅動的全球變暖的證據佔絕對優勢,即使是一些相反的研究也很難推翻它。(奧雷斯克斯目前是大眾科學的專欄作家。)

論點 6:氣候學家有既得利益,他們透過發出警報來獲取金錢和聲望。

如果氣候科學家透過炒作對氣候變化的擔憂來爭取更多資金,那麼他們的做法並非非常有效。根據美國政府問責辦公室的資料,1993 年至 2014 年間,聯邦政府在氣候變化研究、技術、國際援助和適應方面的支出從 24 億美元增加到 116 億美元。(2009 年的《美國復甦與再投資法案》的經濟刺激計劃還額外撥款 261 億美元用於氣候變化計劃和活動。2014 年聯邦政府非國防研究支出總額超過 650 億美元。)然而,在此期間,科學研究在該資金中所佔的份額急劇下降:預算資金的大部分用於節能專案和其他技術計劃。因此,氣候學家的資金幾乎沒有變化,而包括工業界人士在內的其他人則從中獲利豐厚。當然,共濟會可以做得更好。

論點 7:與減少碳足跡相比,技術修復,例如發明不產生二氧化碳的能源或地球工程改造氣候,將是更經濟實惠、更謹慎的應對氣候變化的方式。

對氣候變化標準政策回應的批評者似乎經常暗示,環保主義者痴迷於二氧化碳排放的監管減少,對技術解決方案不感興趣。這種解釋充其量是奇怪的:能源效率、節約和生產方面的此類創新正是二氧化碳排放上限或徵稅旨在鼓勵的。

相關問題是,在這些技術準備就緒並可以按所需規模部署之前,文明推遲遏制或減少二氧化碳排放是否明智。最常見的結論是否定的。請記住,只要二氧化碳水平升高,額外的熱量就會被泵入大氣和海洋,從而延長和惡化氣候後果。正如哥倫比亞大學地球研究所的氣候學家詹姆斯·漢森指出的那樣,即使當前的二氧化碳水平可以一夜之間穩定下來,地表溫度在未來幾十年內仍將繼續上升 0.5 攝氏度,這是因為海洋釋放出吸收的熱量。我們僅僅等待技術來減少二氧化碳的時間越長,我們就越需要這些解決方案更快地從空氣中抽出二氧化碳,以最大限度地減少變暖問題。透過限制二氧化碳的積累來最大限度地縮小挑戰的範圍,這才是明智之舉。

此外,氣候變化並非二氧化碳升高造成的唯一環境危機:它還會使海洋酸化,這可能會對珊瑚礁和其他海洋生物產生不可逆轉的有害影響。只有立即減緩二氧化碳的釋放才能遏制這些損失。

關於為什麼地球工程——透過設計改變地球的氣候系統——的方案似乎不明智,除非作為應對氣候變化的絕望的最後手段策略,已經有很多文章對此進行了闡述。更宏大的提案涉及很大程度上未經檢驗的技術,因此尚不清楚它們在多大程度上能實現其預期目的;即使它們確實遏制了變暖,它們也可能在此過程中引起其他重大的環境問題。不從空氣中去除二氧化碳的方法必須永久維持,以防止急劇的反彈變暖。地球工程系統的治理可能會成為一個政治雷區,各國在最佳氣候設定應該是什麼方面存在分歧。當然,與任何其他技術解決方案一樣,首先減少二氧化碳的排放和積累只會使任何地球工程解決方案更容易。

總而言之,指望未來的技術發展來解決氣候變化,而不是透過所有可用手段(包括監管手段)直接應對問題,似乎是極其不負責任的。但話又說回來,對氣候變化採取負責任的行動正是反駁者最感興趣否認的。

更多探索

過去六個世紀的全球尺度溫度模式和氣候強迫。Michael E. Mann、Raymond S. Bradley 和 Malcolm K. Hughes 發表於《自然》雜誌,第 392 卷,第 779–787 頁;1998 年 4 月 23 日。

2014 年氣候變化:綜合報告。政府間氣候變化專門委員會第五次評估報告第一、第二和第三工作組,2014 年。可在 www.ipcc.ch/report/ar5/syr 獲取

關於人為全球變暖的共識至關重要。James L. Powell 發表於《科學、技術與社會公報》,第 36 卷,第 3 期;2016 年。線上發表於 2017 年 5 月 24 日。

約翰·倫尼大眾科學的前主編。

更多作者:約翰·倫尼
SA Special Editions Vol 26 Issue 5s本文最初以“7 個氣候反駁謬論的解答”為標題發表於 SA 特刊 第 26 卷第 5s 期 (),第 26 頁
doi:10.1038/scientificamerican122017-3dmeUO2Pre6M3ex4zyW07U
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