聯合國準備釋出迄今為止對全球變暖最自信和最全面的評估，其中包括詳細估計持續的溫室氣體排放將如何增加地球海平面並加劇未來幾年的極端天氣。這份報告由200多名科學家編寫，並經195個國家的政府代表批准，來自政府間氣候變化專門委員會（IPCC），將毫無疑問地表明人類正在改變地球的運作方式——如果各國政府不採取 drastic 行動，情況將會變得更糟，這是自然雜誌採訪的氣候研究人員說的。
許多人希望這份涵蓋氣候科學最新進展的報告，將激勵在今年11月於英國格拉斯哥舉行的聯合國氣候峰會上採取行動，屆時世界各國領導人將對遏制溫室氣體排放做出新的承諾。科學家們表示，根據目前的政策，各國政府將無法實現他們在2015年巴黎氣候協議中設定的目標，即將全球變暖限制在前工業化水平以上 1.5–2 °C。
“這份報告將絕對清楚地說明科學的現狀，並將行動的球踢回政府陣營，”英國諾里奇東安格利亞大學的氣候科學家科琳娜·勒奎雷說。
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這是IPCC自1990年以來第六次重大氣候評估報告中的第一份報告：第二份關於氣候影響和適應的報告，以及第三份關於減緩努力的報告，將於明年釋出。在期待下週釋出的第一份報告之際，自然雜誌預覽了研究人員所說的自八年前上次IPCC評估以來氣候科學取得的一些最重大進展。
高度確信，熱門模型
經過幾十年的研究，氣候科學家們毫無疑問，溫室氣體排放會導致全球氣溫上升。自前工業化時代以來，這些氣體的濃度已上升約 50%，地球已經變暖超過 1 °C（見“更溫暖的世界”）。據一些估計，除非各國政府採取更多措施遏制這些排放，否則世界將走向接近 3 °C 的變暖。
隨著氣候科學的進步，研究人員對這些預測越來越有信心——IPCC 報告將強調這一點。科學家們評估其氣候預測的一種方法是透過稱為氣候敏感性的指標。這是一種衡量如果地球大氣二氧化碳 (CO2) 水平與前工業化水平相比增加一倍，預計將發生的長期變暖的指標。儘管在理解和計算能力方面取得了進步，但自 1970 年代以來，氣候敏感性的估計值一直停留在 1.5–4.5 °C 左右。最近縮小該範圍的努力大大提高了科學家們對未來幾十年世界可能變暖速度的預測的信任度。
例如，在 2020 年 7 月發表的一項研究中，一個研究團隊利用多條證據（包括當代氣候記錄和古代氣候證據）挑戰了氣候模型。他們確定可能的氣候敏感性為 2.6–3.9 °C。
“如果 IPCC 縮小氣候敏感性範圍，這聽起來可能有點深奧，但實際上將是一件非常重要的事情，”該研究的合著者、加利福尼亞州奧克蘭突破研究所的氣候科學家澤克·豪斯法瑟說。縮小範圍將有助於約束模型並改進未來的預測。
但豪斯法瑟很快指出，許多最新的氣候模型——包括來自美國和英國大型建模中心的模型——預測的變暖幅度甚至遠高於之前的氣候敏感性估計值。在大約 40 個執行氣候敏感性測試的模型中，大約有三分之一的模型預測，如果 CO2 水平增加一倍，變暖幅度將超過 4.5 °C，這讓科學家們感到困惑，他們認為考慮到其他證據線索，如此極端的變暖水平是不太可能的。
科學家們仍在精確地研究模型執行過熱的原因，但一些研究表明，部分答案可能是使用了複雜的新型雲微物理學表示方法和大氣中稱為氣溶膠的微小顆粒。例如，早期的模型具有不真實的雲，這些雲包含過多的冰，隨著地球變暖，這些冰會變成水。這產生了冷卻效果，因為水基雲將更多的太陽能反射回太空。最新的模型開始使用更多真實的水雲，這會隨著時間的推移降低冷卻效果。
但紐約市美國宇航局戈達德空間研究所建模團隊負責人加文·施密特表示，這只是氣候科學家仍在研究的更大方程的一部分。施密特說，在計算氣候敏感性等指標時，一些執行過熱的模型可能需要降低權重。但他補充說，它們仍然可以為降水模式等氣候變數提供有用的預測。
施密特說，在解釋最新的氣候預測時，IPCC應該認識到科學家們才剛剛開始深入研究這些問題。
海平面上升
當 IPCC 在 2019 年釋出一份特別報告時，世界對地球海平面可能如何上升進行了先睹為快。專家表示，它提出的科學依據無疑將包含在下週的釋出中，指出到 2100 年，全球平均海平面將上升 0.3 米至 1.1 米，具體取決於溫室氣體排放量。這僅略高於之前的預測，但該報告還引用了最近分析該領域專家意見的研究，他們宣佈不能排除海平面上升 2 米的可能性。如此極端的改變可能會使低窪地區的數千萬人流離失所。
確定海平面上升是很困難的，因為它取決於關於格陵蘭島和南極洲冰蓋是否會崩塌的複雜問題——如果崩塌，速度有多快。然而，自 2013 年上次 IPCC 重大氣候評估以來，科學家們在理解海平面上升如何在地方和區域（而不僅僅是全球）範圍內影響社群方面取得了顯著進展。新澤西州普林斯頓大學的氣候科學家邁克爾·奧本海默說，這一點很重要，因為不同的城市、國家和地區將以非常不同的方式經歷海平面上升，他是 IPCC 特別報告的作者之一。
例如，格陵蘭島和南極洲的冰蓋非常大，以至於它們會產生引力效應，導致周圍海洋膨脹。當一些冰融化時，區域性膨脹消退，水重新分配到其他地方，例如美國東北部——導致那裡的海平面上升。
“這是 IPCC 首次對所有這些地方和區域效應進行全面分析，”奧本海默說。他說，這些資訊很重要，因為即使是看似很小的區域性海平面上升也會產生重大影響——尤其是在風暴期間的洪水方面。奧本海默補充說，在世界許多地區，即使在最樂觀的氣候情景下，百年一遇的洪水到本世紀末也將成為年度事件。
極端事件的歸因
下週的 IPCC 報告緊隨 7 月德國史詩般的洪水以及 6 月美國太平洋西北地區和加拿大西部的熱浪之後，利頓鎮在那裡記錄了 49.6 °C 的創紀錄溫度，之後一場野火幾乎將其夷為平地。此後不久，氣候科學家評估了熱浪，並得出結論，全球變暖幾乎肯定是驅動因素，並且自 19 世紀末以來，這種事件的可能性增加了 150 倍。
早在十年前，當被問及全球變暖與任何單一極端氣候事件之間的聯絡時，科學家們往往會猶豫，只是說我們應該預期隨著氣候變暖，這種情況會越來越多。但瑞士蘇黎世聯邦理工學院的氣候科學家索尼婭·塞內維拉特內說，氣候歸因科學近年來取得了顯著進展。因此，即使最近的熱浪分析不會被納入新的 IPCC 報告，因為它沒有及時發表，但 IPCC 可以評估大量關於極端天氣的研究，塞內維拉特內說。
推動這一變化發生了兩件事。首先是氣候科學家開發了改進的模型和統計方法，用於確定任何給定氣候事件可能發生（無論是否有人為引起的氣候變化）的可能性。但塞內維拉特內說，同樣重要的是，氣候變化本身正在推進，最近的研究表明，日益極端的極端天氣事件現在正在自然變率的噪音之上顯現出來。
或者，用勒奎雷的話說，我們現在可以用“自己的眼睛”看到全球變暖的影響。
本文經許可轉載，並於 2021 年 8 月 5 日首次發表。