寻求气候变化的确定性要多少才足够？

　　极端天气插图。图片来源：原论文
　　德国法兰克福高级研究所的物理学家SabineHossenfelder和牛津大学皇家学会气候物理学研究教授TimPalmer写道：
　　在《科学美国人》杂志最近的一篇专栏文章中，NaomiOreskes认为，我们现在已经足够了解气候变化的物理学。她写道，政府间气候变化专门委员会（IntergovernmentalPanelonClimateChange，简称IPCC）第一工作组应该宣布他们的工作已经完成，该工作组是由负责评估气候变化物理学基础的科学家组成的。根据Oreskes的说法，在气候问题上，我们现在的关注点应该在于如何适应和减缓气候变化。
　　诚然，全球气候的长期趋势的科学基础已经得到确定。我们知道海平面正在上升，平均气温正在增高，冰川正在消亡。我们也知道，放任人类活动照旧将使我们和子孙后代面临巨大的风险。但是，我们对气候变化的区域影响并没有很好的了解，目前长期预测中的不确定性很高，这意味着气候变化可能仅带来严重但可控的不便，也可能威胁到人类的生存。
　　事实上，Oreskes之前一直对第一工作组的报告持批评态度。她在2013年2月与人合著的一篇发表在《全球环境变化》杂志上的论文中提到，IPCC的报告一直低估了至少一些由大气温室气体增加导致的全球变暖的关键属性。但这是为什么呢？这就是因为气候学家的工作还没有完成。
　　全球变暖。图片来源：Pixabay
　　Oreskes和她的同事们认为报告不周全的一个关键原因是，当前的气候模型只是气候这一复杂动态系统的粗略反映。例如，当前的全球气候模型不能使用物理定律来表示云系统，因为网格间距太宽泛，可达一百公里甚至更宽。因此，云在模型中只能由高度简化的经验公式表示，这些公式在描述云的真实属性时是比较粗略的。
　　但云作为全球水文循环的重要组成部分，在评估全球变暖和诱导极端天气中都发挥着关键作用。由于云的简化表示，当前的气候模型往往会系统性地错误估计热带地区的主要区域（称为热带辐合带，是降雨发生的地方）。而在中纬度地区，这些模型低估了被称为反气旋的持久性高压系统的数量，而反气旋与热浪、森林火灾和干旱等灾害相关。通常来说，这些误差会和模型最初想要模拟的气候变化信号一样大，严重影响预测结果的准确性。
　　正是因为我们无法非常准确地模拟基本气候过程，所以我们对极端天气和气候事件的预估也是不足的。在2021年发生的极端天气事件，如不列颠哥伦比亚省近50摄氏度的高温，德国埃菲尔地区、中国河南省和美国纽约市的特大洪灾等，完全超出了当前气候模型可以模拟的范围。
　　这反过来也意味着，目前我们无法量化气候变化对极端天气的贡献程度。尽管如此，近年来，天气事件的成因引起了很多关注，尤其是在媒体中。为此，气候科学家运行了两次气候模型，分别使用观测到的当前二氧化碳水平和工业化前水平，来估计碳排放量对特定天气事件发生可能性的影响大小。
　　但是，由于当前的气候模型无法正确模拟2021年的任何极端事件及其观测强度，所以我们实际上无法预估这些事件发生的概率增加了多少，我们只是得到了一个毫无意义的近似比0：0。因此，为了估计概率，人们必须关注那些不太极端的天气事件，这些事件的发生概率比2021实际发生了的天气事件更高。由此，人们对极端事件概率增长的估计可能会低几个数量级。气候变化的偶然性让我们无从判断极端事件发生的可能性，它可能比预估值高出50，也可能高出50，000，000。可以说，人类探索极端事件科学成因的工作还远远没有完成，事实上，它几乎没有开始。
　　比量化当下正在发生的事情更重要的是量化即将发生的事情。各国需要健全预测模型来优化其适应战略。当气候变化在加剧洪水和暴风雨的同时，也带来了更强烈的热浪和干旱，那么一个国家应该如何最有效地利用资金，来提高自己的气候适应能力？如果我们不能准确地量化气候变化如何影响极端天气的发生概率，我们就无法回答这个问题。
　　此外，如果我们要认真对待气候地球工程，我们就需要可靠的模型。如果有一天，我们考虑在平流层喷洒人造气溶胶来抵消全球变暖，我们也需要模型来告诉我们这将对与亚洲夏季季风相关的降雨模式产生什么影响。
　　最后一个原因，我们还需要更好的模型来了解气象中风和云的变化，以此评估其对本世纪后期可再生能源发电量的影响。例如，我们不知道是否应该认真对待全球静止的可能性，全球静止是指由北极变暖引发的极地到赤道表面温度梯度削减，进而导致的北半球中纬度风力减弱的现象。那么，基于此，我们应该如何判断风力涡轮机是否是一项好的投资？
　　简而言之，为了解决如何减缓和适应气候变化及地球工程方面的基本问题，Oreskes指出了我们当前应该关注的重点，即我们应该更定量地了解气候的物理基础，基础科学和下游解决方案的研究应携手共同发展。
　　为了应对这些问题并汇集资源，世界各国需要联合起来，建立一个联合气候变化国际中心，类似于应对气候变化的欧洲核子中心（EuropeanOrganizationforNuclearResearch，简称CERN）。该联合中心的每个部门都将拥有最先进的百亿亿级计算机。在这里，科学家们可以开发新一代的超高分辨率气候模型，其网格间距约为一公里。新模型通过降低对经验公式的依赖，并使用物理基本定律来表示小范围事件的过程，来大大弥补当前模型的缺陷。所以，为了更清楚地了解气候变化的表现形式，IPCC第一工作组的工作就不该停止而是应当继续开展。
　　气候变化具备了造成全球灾难的所有要素，但科学家们仍有很多需要了解的地方。如果在没有完成的情况下就宣布科学已经完成，就有可能导致更多的人在没有做好准备的情况下，面临死亡的风险。
　　回应
　　哈佛大学科学史教授NaomiOreskes回应说：
　　Hossenfelder和Palmer反对了我减少气候科学研究的建议，但他们误解了我的论点。我并不是在呼吁停止气候科学研究，我是在呼吁结束一个已经达到其目的的特定项目。
　　作为一个学习和发现的过程，科学是永无止境的。从我们目前的角度来看，20世纪初，在相对论和量子力学革命前夕，物理学终结的说法听起来很荒谬。20世纪末关于科学终结的宣言也是如此。但历史表明，某些特定的研究方向是可以终止的，这包括此前方向错误的颅相学、无法实现的短期地震预测、或已经得出结论的吸烟与癌症的关联等。
　　我的观点不是说气候科学研究已经完成，而是科学家们已经回答了1992年《联合国气候变化框架公约》中提出的问题，即什么程度的人为干扰才能构成对气候系统的危险性人为干扰。在最近的IPCC报告和第一工作组的最新评估中已经指出，当温度升高1。5或以上就会带来危害。所以，当科学家回答了这个问题后，接下来要做的就是停下来。
　　此外，不停止是有代价的：大规模的评估会消耗大量的研究时间和精力，而且会留下沉重的碳足迹。据长期参与IPCC报告工作的气候科学家MichaelOppenheimer估计，在过去几十年里，他约有四分之一的工作时间用于IPCC报告中。如果算上从事任何一项IPCC评估的数千名科学家，就会有大量未能花在其他科学挑战中的时间和精力消耗，并且在评估走访过程中会产生大量的能源消耗。正在进行的大型评估报告会向公众传达混乱的信息，即科学是明确的，但同时还是需要进一步的评估，这其实无益于公众对科学的理解。气候学家KevinTrenberth曾担任多份IPCC科学报告的主要作者，他指出，评估需要很长时间才能产生，所以到评估结果出来时，它们可能不是最新的了。
　　科学家是否应该继续改进气候模型，来让我们更好地了解气候反馈并预测我们干预措施的效果？科学家是否应该继续努力提高我们对气候影响在区域和地方层面的认知，及其与极端天气的关系的理解？随着我们向可再生能源经济转型，我们是否需要更好的风和云模式的数据？我的答案都是非常肯定的，我一直认为，在规划适应性方案时，更好地了解气候变化对区域和地方的影响是非常重要的。问题不在于我们是否需要这门科学，问题在于，再进行一次大规模评估是否是实现这一目标的最佳途径。
　　地球未来。图片来源：Pixabay
　　对于那些完成了本职工作的科学家们，我要说一声谢谢。他们可以宣布胜利，并将指挥棒交给社会、政治和经济问题的专家，那些问题对于找到和实施有效的气候危机解决方案至关重要。这样做不仅是为全球考虑，这也将是对科学的一种献身。
　　撰文：SabineHossenfelder，德国法兰克福高级研究所物理学家，研究员；TimPalmer，牛津大学皇家学会气候物理学研究教授；NaomiOreskes，哈佛大学科学史教授
　　翻译：彭容
　　审校：曾小欢
　　引进来源：科学美国人
　　本文来自：中国数字科技馆