揭露：2100 年的氣候謬論

本文發表在《大眾科學》的前部落格網路上，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點

我（羅伯特）難以接受我的家園可能會被大幅上漲的海水淹沒，這讓我感到震驚。那是因為我住在聖地亞哥北部的一座山上，海拔 45 英尺，距海岸線一英里多。同樣讓我（丹）震驚的是，我心愛的加利福尼亞州門多西諾縣目前的海岸線可能會大面積消失，我經常在那裡與女兒們一起度週末，探索深入葡萄酒產區的河流。這些淹沒事件不會在本世紀發生，但這並不是什麼安慰。按照世界目前的發展速度，我們心中珍視的土地可能會沉入海底，並在那裡停留數千年。

這讓人傷心。我們大多數人都認為，我們的家園、城鎮和城市會在未來的幾個世紀和幾千年裡繼續存在。為什麼不呢？在歐洲和亞洲各地，數百萬人居住在擁有數千年曆史的城市中。事實上，受到歐洲永久性的啟發，羅伯特的家人用石頭建造了花園圍牆，並熱切期望將土地傳給希望中的孫子孫女，以及他們的後代，等等。

然而，現在我們兩位撰寫這篇文章的人都認為這個想法是錯誤的。強有力的新研究表明，今天任何或任何高於海平面數十英尺的地方都可能在某一天面臨一種無法戰勝的力量，無論是聖地亞哥附近的鄉村住宅還是邁阿密的高層公寓。雖然海岸線一直在變化，但這些變化是可以直接預測的，並且是由於近期一段時期內不必要的過量二氧化碳 (CO₂) 排放造成的。

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公眾為何沒有清楚地、痛苦地意識到這一點？為什麼關於氣候的激烈辯論會忽略如此明顯的威脅？誤解、普遍的不信任和謬論都根植於我們在思考時間方面的一個嚴重錯誤。

人為的時間界限

許多預測未來氣候變化情景的模型通常只預測到 2100 年，有時甚至只預測到 2050 年。因此，公眾討論主要集中在本世紀末“升溫 X 度”或“海平面上升 Y 英尺”。我們無意中但明顯地限制了我們的思維，導致我們錯過了超出這個有限和人為的特定時間界限的顯著影響。

可以肯定地說，公民和政治家都希望邁阿密，以及整個佛羅里達州，在 2100 年之後仍然存在。紐約市、波士頓、華盛頓特區、倫敦、上海、阿姆斯特丹、孟買等城市也是如此。然而，同樣的人們卻忽視了這些地方在 2100 年之後面臨的驚人損失。這是錯誤的，而且也是不道德的。

那是因為來自工業革命的大部分空氣中的碳，加上本世紀和下一個世紀的碳，將持續數萬到數十萬年。從僅僅 150 年前到僅僅兩個世紀後的二氧化碳可能會因為慣性而使世界在數萬年內受到影響。

在人類時間尺度上，任何持續數萬年的事情都基本上意味著“永遠”。這些新資料表明，我們正在創造一種永久性的遺產，這種遺產可能永遠無法被遺忘或修復，無論我們如何構想未來的人類。

我們始終將 2100 年視為影響的最後一年，這實在是對我們自己的一種可怕的傷害。我們只考慮未來幾十年，卻踩著加速變暖的加速器，而這種加速器會在數個世紀後產生嚴重的影響。

那麼，我們如何在更真實的時間框架內思考氣候和海洋呢？

彼得·克拉克及其同事在《自然氣候變化》雜誌上發表的一篇令人欽佩的新論文，題為“二十一世紀政策對數千年氣候和海平面變化的影響”，闡明瞭這個問題，並有助於指明未來的方向。它從科學的角度探討了長期海平面上升問題。

作者首先分析了資料，這些資料表明，2 萬年前二氧化碳和氣溫的大幅上升如何使地球擺脫了冰河時代。從冰河時代到大約 1.1 萬年前開始的近現代氣候，氣溫在很長一段時間內持續上升。從那時起，二氧化碳水平和氣溫急劇趨於平穩。

然而，海平面比今天低 400 英尺，並沒有停止上升。它們在氣溫達到平穩期後仍在持續上升，又上升了 8000 年，上升了 150 英尺，達到今天的水平。直到大約 3000 年前，海洋才達到了我們都熟悉的現代海岸和地圖的近乎現在的狀態。

在過去大約 1 萬年裡，氣候穩定性僅僅是（在地質時間上）一小部分，它極大地幫助了人類社會和文化的繁榮。但教訓是，海洋對二氧化碳和氣溫非常敏感，它們可能會滯後於碳迴圈和氣候系統。這意味著，即使人類採取堅決的行動減緩全球二氧化碳的上升，甚至減少排放，今天的海洋仍可能在二氧化碳穩定後很長一段時間內繼續上升。這個棘手的事實並沒有被廣泛認識到。

正如克拉克及其合著者所指出的那樣，人類工業迄今為止和未來 100 年釋放到空氣中的二氧化碳，有五分之一到一半將在 3000 年仍然存在於大氣中。將二氧化碳的持續存在與海洋的慣性結合起來，可能意味著海平面上升可能會持續至少 1 萬年甚至更久——這是不可思議的。無論未來社會多麼希望結束海平面上升，都沒有簡單的關閉開關來阻止海平面上升。

現在，繼續忽視這一基本動態的機會正在迅速消失。自 1900 年以來，全球氣溫已經出現了公認的 1.5 華氏度的上升。僅這一變化似乎就接近過去 1 萬年中出現的最大變化。

目前的變化速度也同樣令人擔憂。從大約 2.1 萬年前到 1.2 萬年前，大氣中二氧化碳的濃度花了很長時間才從大約 190 ppm 跳升到 270 ppm，增加了 80 ppm。在那段時間裡，全球氣溫平均上升了 7 華氏度。我們正走在以更短的時間重複這種上升的道路上。

請記住這種變化規模的含義。7 華氏度的差異將今天的“理想”氣候與冰河時代的極端條件區分開來。作為複習，冰河時代在加拿大、新英格蘭、美國中西部部分地區、北歐和北亞地區形成了冰蓋。當這些冰蓋退縮時，形成了五大湖。融水退縮形成了紐約的長島和科德角。因此，7 華氏度的變化帶來了巨大的影響；冰層在北美部分地區高達兩英里，塑造了我們今天所知的地貌。

試想一下，如果全球氣溫再上升 7 華氏度，會怎樣？當然，這會以難以想象的規模和方式改變陸地、海洋和生態。

透過回顧地球更遙遠的過去，我們知道，如果氣溫“僅”升高 2 到 5 華氏度，海平面可能會上升 15 到 65 英尺，這將淹沒今天的許多地方。進行一個思想實驗，假設按照目前二氧化碳增加的趨勢，氣溫升高 5 華氏度是非常有可能的。因此，可以合理地想象海平面升高 60 英尺。這將使整個佛羅里達州成為回憶，幾乎整個紐約市、東海岸的大部分地區、美國西部和墨西哥灣沿岸的部分地區——以及（羅伯特）位於聖地亞哥的那片距離海岸一英里的土地，都將消失。

發生這種情況的機制很容易理解。格陵蘭冰蓋僅儲存了 22 英尺的潛在海平面上升，可能持續約 1 萬年。然而，南極冰蓋在同一時間內儲存了大約 150 英尺的潛在上升。具有諷刺意味的是，在過去十幾年裡，南極冰蓋的東部每年增加了約 175 萬億磅的冰。但南極西部每年損失更多，約為 275 萬億磅的冰。（格陵蘭每年平均損失 600 萬億磅的冰，相當於每年有 100 億輛卡車運走冰）。

我們可能正走向人類有記錄的歷史中未知的狀況。地球甚至可能開始表現出只能猜測到的狀態變化。例如，一項新的研究表明，淨融化正在導致地球在極軸上的運動方式略有改變。隨著兩極冰層融化，並將質量以水的形式重新分配到赤道，白天正變得略微延長。地球自轉的微小變化可能不會令人擔憂，但它有助於顯示二氧化碳可能帶來的變化的幅度。甚至遙遠的地震也可能在規模或頻率上增加，因為地殼在失去了數萬億噸的冰後反彈。

這些威脅可能在長遠的時間尺度上，但迫切需要以數千年為單位來衡量的科學知識滲透到我們的全球討論中。

2016年8月是有記錄以來地球上最熱的月份，而且是大幅度地打破了記錄。這是連續第16個月打破月度高溫記錄，遠遠超過了137年來的任何此類記錄。北極氣溫比正常水平高出驚人的20華氏度。由於北極地區被相對極端的高溫覆蓋，冬季的冰層達到了有史以來的最低水平。全球的夜晚也保持著更高的溫度，使得熱浪更加難以忍受。與此同時，大氣中的二氧化碳(CO₂)濃度出現了有史以來最大的一次單年跳躍。現在的水平已超過400ppm並還在上升。全球海洋的溫度也達到了創紀錄的高溫。

那麼，這一切對海平面上升意味著什麼呢？

2013年，一個國際專家小組給出了本世紀海平面上升的情景，主要是基於變暖海洋的直接膨脹。他們只考慮了海洋冰蓋不穩定（MISI）的少量影響，主要是基於南極冰蓋過於穩定和巨大，在本世紀不會發生不可逆轉的收縮的假設。

該報告提出了一個樂觀的低端二氧化碳情景，假設本世紀晚些時候將採取強有力的行動來減少二氧化碳排放，並預測到2100年海平面將上升1英尺（0.3至0.6米）。基於當前趨勢持續且本世紀幾乎沒有強有力的行動來減少二氧化碳的高階預測，到2100年海平面將上升3英尺，並且在最後二十年內，海平面上升的速度將迅速增加到每年三分之一到超過一半英寸（8到16毫米）。僅僅一個世紀之後，這樣的速度可能高達20世紀平均上升速度的10倍，並可能接近冰河時代末期海平面迅速上升的速度。

自那份重要報告發布以來的三年裡，關於冰蓋動態的三篇新論文表明，我們之前的理解是不完整的，並且南極洲的MISI機制可能更加廣泛。例如，南極洲巨大的松島冰川正在以加速的速度變薄和後退。新模型中的機制表明，不穩定的後退造成的質量損失可能會比預期更快地變得顯著。在現在的斯韋茨冰川，可能正在開始一些早期的坍塌。南極海洋冰蓋的意外坍塌可能會導致本世紀末不久，海平面上升的先前上限估計被超出。儘管時間尺度不確定，但更快的坍塌可能會在相對較短的二到九個世紀的時間內發生。

此外，2016年釋出的一篇重要論文指出，海洋冰崖可能變得不穩定，這又是一種在2100年前加速後退的機制。3月份釋出的另一篇論文表明，海平面可能會開始比之前低端情景預測的高得多地升高。它表明，按照二氧化碳高階情景，到2500年，僅南極洲就可能導致超過40英尺的上升。

這裡的重點是，2100年不應該被視為一個終結點。這樣做是愚蠢的，是一種錯誤的思維方式。生活會繼續下去，人們不會在那裡結束，而海洋也不會在那裡突然停止上升。

科學家是天生的懷疑論者，不傾向於誇大他們的發現。但是，抱有充足希望的理由正在逐漸消失。這應該擴充套件我們的思維。傾聽海洋和這種新興的科學應該意味著調整關於什麼是明智的想法。古氣候記錄表明，在融水期或最後一個冰期結束時，海平面可能以驚人的速度上升，即每十年上升一英尺，或每世紀上升10英尺。沒有理由說它不會再次發生，或者以更快的速度上升。鑑於積極的二氧化碳趨勢，必須考慮這種情況。

這些想法會導致合理的政策決策嗎？它們應該會，但可能不會。考慮到可能的二氧化碳水平可能會使數十億甚至數萬億美元的海岸線加固措施成為徒勞。我們可以想象一堵高聳而昂貴的牆，比如說10英尺高，將會在一兩個世紀內被超越。我們甚至無法想象海堤能夠應對高出50英尺且不斷上升的海洋。

如果海平面上升可以被認為穩定下來，或者從可預測的高度回落，並且在對我們人類有意義的年份內這樣做，那麼昂貴的牆壁可能會稍微合理一些。由於這兩種情況都不是事實，因此可能用於加固的資金可能應該以更聰明的方式部署。可以說，與其將巨大而有限的資金用於昂貴的“硬化”，不如將資源用於避免二氧化碳排放，並首先發展可再生能源。預防勝於治療。這就引出了這個故事的下一部分：那麼，我們應該做什麼？

全球氣候政策：行動在哪裡？

最近慶祝的一個初步步驟是2015年12月闡明的《巴黎氣候協定》。儘管專家認為該協議需要數年時間才能獲得批准，但到2016年10月，代表全球排放量55％的55個國家已經批准了該協議，使其生效。

然而，從希望轉向實際且困難的行動，已經破壞了先前的有抱負的協議，例如《京都議定書》。《巴黎協定》是一個重要的開始，最近的一項修正案擴大了《蒙特利爾議定書》的範圍，涵蓋了氫氟碳化物，但世界在時間和核實減排的手段以及為實現這些減排所需的行動提供資金方面嚴重不足。

此外，《巴黎協定》不具有約束力。它不是一項條約，並且缺乏懲罰。也許最重要的是，將2攝氏度（3.6華氏度）作為“允許”變暖的“上限”的正式目標實際上是一種法律虛構，只是對當前領導人的一種安慰劑，因為地球正走在一條明確的道路上，即將遠遠超過這個目標。

此外，科學表明，這2攝氏度的升溫比談判人員似乎認為的要危險得多。即使在希望達到的2度升溫情況下，也可能已經註定了數千年海平面大幅上升。這就是為什麼《巴黎協定》讓許多科學家絕望地搖頭的原因。科學指出，碳排放必須以多快的速度下降才能保持在2攝氏度以內，這與像巴黎協議這樣的全球協議可能旨在要求的目標之間存在巨大差距。

國際公平也很重要。西方國家已經消耗了世界上大部分允許的碳預算，即地球在可能越過2度閾值之前可以燃燒的碳量。這是深刻且令人惱火的。像中國和印度這樣的發展中國家，對迄今為止燃燒了一個世紀的燃料幾乎沒有責任，而且他們可能會毫不奇怪地主張基於他們自己的碳排放工業的增長。

然而，鑑於全球碳預算，重複我們相同的碳路徑現在是負擔不起的。物理碳上限是完全不屈的。變暖的化學和物理特性無法討價還價或懇求。因此，儘管《巴黎氣候協定》是很好的第一步，但現在需要的是持續的實際行動以及對實現1.5攝氏度目標的堅定不移的承諾。如果我們認為《巴黎協定》和《蒙特利爾議定書》修正案是主要的終點，而不是一個開始，那將會把真正的解決方案推遲到為時已晚。

如果我們不將氣候解決方案作為一個持續的過程，那麼在此過程中也會存在陷阱。碳排放的“總量管制與交易”系統理論上可以開始向基於市場的機制過渡，但是由於上限不夠嚴格且在減少，許多參與者已經對其進行了博弈。需要非常認真地審視天然氣是如何實施的：今天的工廠可以建成，併到2050年退役嗎？所謂的“清潔煤”是昂貴的，未經檢驗的，笨重且不可行的，但它卻被當作靈丹妙藥。（失去的煤炭工作確實是一個值得高度關注的問題）。一些絕望的人，至少在長期內，提出了像地球工程這樣的非初學者，但這違背了道德，並可能使螺旋式的海洋酸化更加嚴重。

如今，機會在於實施清潔、綠色的太陽能和風能經濟，以及生態友好的地熱能和水力發電。海洋酸化，脆弱的生態系統以及氣候引發的移民挑戰都指向需要以特殊的速度擴大真正清潔的能源經濟。

我們假設我們可能都可以閉上眼睛，希望例如中國的領導人在清潔能源方面做得更大，同時完全放棄煤炭。但是，中國正在削減其雄心勃勃的太陽能目標。

我們可以希望透過從空氣中吸收二氧化碳並將其封存在地下深處的岩石中來實現“負排放”。這在某些玄武岩地區在技術上是可行的，但是該過程非常昂貴，並且很難看到在全球範圍內實施該過程。這就是問題的關鍵：二氧化碳的傾倒是免費的，今天，而二氧化碳的封存成本很高。

有些步驟是合理的。碳稅，包括減少其他稅收的收入中性碳稅，可以發揮作用，因為它們發出了明確的經濟範圍內的訊號。公共部門以及希望與當地政府和國家政府開展業務的公司進行的碳核算，可以教育並開始向完全碳定價的運動。強大的交叉政策，例如將汽車購買與低碳目標聯絡起來的政策，也加快了這一程序。從化石燃料中撤資，這是一項難以實施的挑戰，是另一個自然的起點。

那麼，我們必須考慮利用可行的技術和經濟學的機會。例如，一個簡單而透明的碳稅可能是關鍵。它可以幫助我們接近我們需要達到的目標並加快綠色能源的發展。甚至許多大企業現在都在呼籲徵收碳稅。廣泛採用的簡單稅收可能非常重要。但是在美國的政治辯論中，碳稅卻隻字未提。

無論如何，如果領導人要在氣候問題上採取行動，他們必須停止化石燃料補貼，然後逐步淘汰化石燃料的使用，同時實施清潔、可再生的能源進行發電和運輸。我們應該為我們的子孫後代這樣做。並且因為它具有愛國主義精神，將使我們更加強大，並且比對化石燃料的依賴對我們的利益的扭曲要少得多。

這些舉措不是負擔，而是機遇。實現 100% 可再生能源的目標比大多數人說的更容易實現。這可以使國家更強大、更具韌性，並增加就業機會。在一些地方，如加利福尼亞州、中國、丹麥、德國、肯亞和摩洛哥，可再生能源的進展比其他地方更快。但沒有一個地方的速度足夠快。

我們兩位作者的職業生涯大部分時間都在推進可再生能源和可持續發展，在全球範圍內從理論和實踐層面應對氣候變化——在學術界、公共部門、私營部門以及作為企業家。然而，目前沒有任何跡象讓我們有很大的希望，可以完全避免氣候變化和海平面上升帶來的、持續數千年的嚴峻局面。

看看二氧化碳的排放率，以及國際上傾向於對未來減排做出空泛承諾，而不是今天採取實際行動的現狀，樂觀情緒實在難以湧現。僅僅在幾個世紀內，人類就將使地球陷入我們歷史上從未見過的新的氣候模式和更高的海平面，這可能會持續數千年。

而我們將完成這一切，並且知道其可能造成的後果。

更多探索

利用生態和經濟上可行的解決方案。Robert J. Wilder，《另類投資雜誌》，第7卷，第2期，第80-84頁；2004年秋季。
http://www.iijournals.com/doi/abs/10.3905/jai.2004.439653 

拯救海洋生物多樣性。Robert L. Wilder、Mia J. Tegner、Paul K. Dayton，《科學與技術問題》，第15卷，第3期（1999年春季）。
http://issues.org/15-3/wilder 

傾聽海洋：改善環境保護的政治。Robert J Wilder。匹茲堡大學出版社，1998年。
https://books.google.com/books?id=Dqnj8JgDk5EC&dq=listening%20to%20the%20sea%20robert%20wilder&source=gbs_book_other_versions