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根據今天發表在《自然》雜誌上的兩篇新論文，為了避免災難性的氣候變化，到2050年，世界需要排放少於一萬億公噸的碳。換句話說，大氣層中只有空間燃燒或排放少於已知石油、天然氣和煤炭儲量的四分之一。
大氣中的二氧化碳濃度已達到百萬分之 386，並且還在上升，因為每年人類活動都會排放超過 300 億公噸的二氧化碳。到目前為止，這已經導致了大約 0.8 攝氏度（1.4 華氏度）的升溫。問題是：我們還能安全地排放多少？這兩篇新論文試圖給出一個答案。
英國牛津大學的物理學家、其中一項研究的主要作者邁爾斯·艾倫說：“注入大氣中的碳總量與預計的峰值升溫之間存在簡單且可預測的關係。“向大氣中釋放一萬億[公噸]的碳可能會導致最有可能的峰值升溫為 2 攝氏度[3.6 華氏度]，許多人認為這是危險點。” 歐盟和其他國家（共 110 個）已採用 2 攝氏度或更低的平均溫度上升作為控制氣候變化的任何條約的目標，並且已被包括聯合國政府間氣候變化專門委員會報告的作者在內的科學家確定為大多數氣候變化變得具有破壞性的點。
但二氧化碳——及其分子核心中的碳——並不是唯一的溫室氣體。其他氣體——從甲烷到氫氟碳化物（HFC）——“可能導致的變暖幅度高達二氧化碳單獨引起的變暖幅度的 10% 到 40%”，德國波茨坦氣候影響研究所（PIK）的氣候學家、《自然》雜誌上發表的第二項研究的主要作者馬爾特·梅因豪森說。這使得大氣排放的總預算降至 2000 年至 2050 年間大約 7500 億公噸的碳。“為了將風險限制在四分之一的機會[升溫 2 攝氏度]，那麼 21 世紀上半葉的二氧化碳總量必須保持在[一萬億]公噸以下。”
換句話說：人類只能負擔得起燃燒和排放少於已知石油、天然氣和煤炭儲量的四分之一。在 2000 年至 2006 年間，世界已經排放了大約 2340 億公噸的二氧化碳——並且迄今為止，一萬億公噸“預算”的總量的三分之一已經用完。PIK 的合著者兼氣候學家威廉·黑爾說：“我們可以在現在到 2050 年之間燃燒少於已知經濟可採化石燃料儲量的四分之一。“煤炭儲量中幾乎沒有多少可以燃燒，並且仍然保持升溫低於 2 攝氏度[C]的限制。”
要實現這一目標，除非各國希望在未來幾十年大幅削減排放量，否則全球排放量需要在 2020 年之前達到峰值並開始下降。牛津大學的合著者兼物理學家大衛·弗雷姆說：“如果你今天燃燒一[公噸]的碳，那麼你明天就不能燃燒它了，你有一個有限的庫存。”“你將如何分配這個有限的碳庫存？” 這是世界各國政府在未來幾個月和幾年內必須做出的決定。
到 2050 年，全球溫室氣體排放量至少需要比 1990 年的水平低 50%——這意味著像美國這樣的工業化國家需要削減 90% 以上的排放量——並走上零排放的道路。一個碳市場——向排放者收取汙染能力費用——可能會有所幫助。弗雷姆說，根據經濟模型，到 2020 年，每公噸二氧化碳的價格為 50 美元可能會奏效，從而使排放量比 1990 年的水平高出約 25%。“在那之後，碳價格將需要逐步上漲，以將全球碳排放量降至您將保持在此預算內的水平，”他補充說。“美國[到 2050 年承諾]減排 80% 是一個好的開始，但它不足以限制升溫以實現[升溫] 2 攝氏度[C] 的高度信心。”
當然，升溫 2 攝氏度——比目前的升溫水平再高 1.2 攝氏度——本身將產生一系列令人不快的影響，例如持續的海平面上升，這將淹沒海岸線和島嶼國家。自 1750 年以來，人類已向大氣中增加了 5200 億公噸的溫室氣體，我們正在以 40 年內再次增加這麼多溫室氣體的速度發展——這種情況很可能導致災難性的氣候變化。
艾倫指出：“我們讓[排放量]上升的時間越長，減排就越困難、成本越高。”