2℃:自然界最后的安全阀(CAP)
2009年7月8日,在意大利山间小镇拉奎拉举行的8国集团(G8)峰会上,8国领导人同意,将全球变暖幅度控制在比工业化前高出不超过2℃的水平——这是科学家认为的安全极限,为此8国到2050年之前会将温室气体排放量削减80%。这是首次在重要的国际论坛上正式采纳这样的目标。次日,在“主要经济体能源气候论坛”上,全球变暖幅度不能超过2℃这一观点再次获得了各国领导人的认同,与会17国的碳排放量占全球的80%。
工业革命以来,在人们享受物质财富急速膨胀的同时,气候变化的阴霾已悄然笼罩。20世纪80年代,应对气候变化的紧迫性和重要性开始逐渐被人们正视。但是,气候变化究竟达到哪种程度是危险的,气温升高多少将是自然界的临界值,并不是一个容易确定的问题。
联合国环境规划署的温室气体咨询小组1990年报告指出,2℃可能是“一个上限,一旦超过可能招致严重破坏生态系统的风险,其恶果将非线性增加”。德国联邦议会的研究委员会也试图确定可接受的范围,认为每10年气候变暖超过0.1℃将对森林生态系统非常危险,德国政府的气候变化咨询委员会1995年发现,2℃应该是“可容忍的”气候变暖的上限。
1988年,联合国环境规划署和世界气象组织共同成立了“政府间气候变化专门委员会”(IPCC),IPCC汇集了世界各地的专家定期评估气候变化及其影响,迄今为止发表了四次关于气候变化问题的评估报告,是对此最权威的鉴定。基于1995年的IPCC第二次评估报告,欧盟的环境部长在1996年呼吁气候变暖要限制在比工业化前气温高2℃的范围内。近10年后,这一立场得到欧盟政府首脑的确认,智利、冰岛、挪威、瑞士,以及最不发达国家和小岛屿发展中国家也加入进来,后两个集团的国家进一步主张,要保证他们的安全和生存,2℃都已经太多了。
在总结了一百三十多个国家2500名科学家的发现后,2007年的IPCC第四次评估报告警告,多种因素的叠加将使全球变暖很快突破2℃这个临界点:如今全球气温比工业革命前约高0.8℃,同时还在以每10年0.2℃的速度上升,加上大气中现有二氧化碳带来的0.6℃长期变暖效应,还有北冰洋和南极冰原消融将吸收而非反射太阳辐射,这也会导致再升温0.3℃。
德国波茨坦气候变化研究所的比尔·哈尔博士说,平均气温不能超过2℃,这是生态系统和人类社会生存的底线。到达这个临界点,将是灾难性气候变化的开端。IPCC主席拉金德拉·帕乔里教授说:“当全球平均气温上升的幅度在1~2℃之间,很多人遭遇水资源短缺和洪灾的风险将增加。气温升高超过2℃,产生的影响将更巨大,全球将面临农作物减产、水资源短缺、海平面上升、物种灭绝、疾病增多。”
更为凶险的末日预言来自英国独立科学家詹姆斯·拉夫洛克。他认为,如果全球气温上升接近3℃,且大气中二氧化碳浓度超过500ppm(体积浓度:百万分之一),海洋及热带雨林都将净排放温室气体,而不是像现在这样吸收二氧化碳,这将把全球平均气温推高6℃,海平面上升至少25米。那时候,地球上大部分地区将不再适合人类居住,90%的物种将灭绝,人类数量可能减少80%。
IPCC第二工作组的第四次评估报告认为,要将全球变暖遏制在2℃以内需要强有力的缓解措施,现在看来这已经“非常不可能”实现,报告预测,未来100年全球地表升温幅度在1.6℃~6.4℃。美国国家航空和宇宙航行局戈达德太空研究所负责人詹姆斯·汉森说,如果人类还想维持一个与文明发展、生物适应的环境相似的星球,那么大气中二氧化碳的浓度必须降低到350ppm左右。而现在的二氧化碳浓度为387ppm,并以每年2ppm的速度上升。帕乔里教授说:“10年前,我们说这些影响将发生在我们的子女和孙子孙女身上。而现在,这已经发生在了我们自己身上。”
IPCC第四次评估报告最具决定性的结论是,数值模拟和归因技术证明,最近50年来大部分全球平均温度的升高,很可能是由于过多人为温室气体浓度增加导致的。在46亿年漫漫时空里,一直给地球生态系统提供着至关重要的保护的地球表面那层薄薄的大气层,却已经在工业革命后二百多年的人类活动中空前耗竭。
不知不觉之间,人类的生存和文明已危如累卵。
地球在“发烧”
这一切的起源,是温室效应。温室效应又称“花房效应”,温室顶棚覆盖的玻璃和塑料薄膜,可以让阳光照射进来,同时把大量热量保留下来,使室内温度明显高于室外。大气温室效应最早是法国数学家让·巴蒂斯特·傅立叶发现的,1824年,他在论文《地球及其表层空间温度概述》里首次阐述了这一现象。
大气层对于地球,就像覆盖着玻璃的温室一样,为它保存了一定的热量,正是这些热量使地球上生命的大规模繁衍成为可能。
没有大气层覆盖的地球,会是什么样子?看着地球的卫星月球就知道了。月球没有大气层,被太阳照射时温度会急剧升高,不受照射时温度则急剧下降,加上月面物质的热容量和导热率很低,月表白天阳光垂直照射的地方温度高达127℃,夜晚则可降低到-183℃。地球当然没有月球这样极端了,香港天文台的专家估计,如果没有大气层,地表平均温度将是-18℃。而目前,这颗适宜人类居住的地球,表面平均温度维持在大约15℃的水平,正是拜温室效应所赐。
工业革命的到来,以前所未有的规模,显著改变了自然界的碳循环。工业革命以前很长一段时间,大气中二氧化碳的浓度大致稳定在270~290ppm。但在1800年以后,现代工业和交通发展迅猛,城市化水平不断提高,煤炭和石油消耗快速增加,大气中的二氧化碳浓度不断增加,而且增加速度越来越快。碳在自然界的循环平衡被彻底打破,地球开始“发烧”了。
IPCC第四次评估报告认为,自1750年以来,由于人类活动,全球大气中二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的浓度已明显增加,1970—2004年期间增加了70%,目前已经远远超出了根据冰芯记录测定的工业化前几千年中的浓度值。在这34年间,二氧化碳的排放增加了大约80%。到2005年,大气中二氧化碳的浓度为379ppm,远远超过了过去65万年自然变化的范围。
全球二氧化碳浓度的增加,主要是由于化石燃料的使用,另一个原因则是土地利用的变化。过去50年以来,除南极洲之外的各大陆都出现了显著的变暖,大部分已观测到的全球平均温度的升高很可能都是由于人为温室气体浓度增加所致。目前全球二氧化碳的排放量一年超过230亿吨,和1800年相比增加了30%。这些气体在地球大气层制造出一个隐形的温室,热量被封闭在大气层内,造成地球温度上升。
报告警告说,如果到2030年,全球能源结构仍以化石燃料为主导,按照二氧化碳当量计算,全球温室气体排放量在2000—2030年间将会增加25%~90%。世界气象组织估计,如果按目前排放量继续等值排放,大气中二氧化碳等温室气体的体积浓度将近乎直线增长,2050年为450ppm,2100年将增加到520ppm,增长趋势令人担忧。
在这一趋势下,21世纪的地球将会进一步变暖。报告估计,未来20年,全球气温将升高约0.4℃;即使所有温室气体和气溶胶的浓度稳定在2000年的水平不变,仍会升温约0.2℃。科学家相信,地球的平均气温将在未来100年内骤升1.4℃~5.8℃。这究竟意味着什么呢?科学家们提到了2.5亿年前西伯利亚的一系列火山爆发,当时的火山爆发向大气层排放了大量二氧化碳,使地球温度上升了6℃,最终导致地球上95%的生物死亡。
气候失调:极端天气事件
如果地表特别是大洋表面温度维持平衡,大气与地表水循环也可以维持基本平衡,进入到大气中的水汽总量及其所携带的总能量也会基本不变,基于水汽的能量转换所引起的天气波动,无论是波动幅度还是持续时间也会总体维持平衡。这样,天气变化就会显得相对和缓,可以预期。
但全球变暖打破了这个平衡,使地球上的天气变化更剧烈、更富戏剧性。中国气象局局长郑国光说:“全球变暖,引起水分蒸发增加,因而导致极端天气频发。”因为水分蒸发增加使大气中的水汽增多,给大气增加了额外的能量,导致大气环流出现异常。让事情变得更加复杂的是,水汽蒸发量会随着温度升高呈非线性增加,20℃时每立方米空气最多可容纳23克水蒸气,温度上升1℃,可容纳的水蒸气质量会增加6.4%;上升2℃,水蒸气质量会增加13.1%;上升3℃,水蒸气质量会增加20.1%。大气中增加的这些水汽总量,等于增加了同等规模的能量,这会给天气系统乃至气候变化带来多大的扰动也就不难想象了。
这些累积起来的能量,肯定会不断释放出来,以其巨大的规模在其辐射范围内演变成一股毁灭性的力量。2004年1月,英国政府首席科学顾问戴维·金爵士在《科学》杂志的特约社论中警告说:“气候变化是今天摆在我们面前的最为严重的问题,甚至比恐怖主义的威胁还要严重。”我们可以直接感知到的后果,就是由越来越多的极端天气事件累积起来的大范围的气候失调和疫病蔓延。
中国人关于极端天气事件最新最强烈的记忆,或许莫过于2008年初席卷全国的雨雪冰冻灾害了。在春节将至的寒冬季节,一场史上罕见的寒潮突然袭来,让整个南中国猝不及防,一时间,高速公路冰封、电网被冻雨和冰挂压塌、城市断电停热、上亿的春运人潮滞留在南方几个主要车站附近,南方几个省的日常生活和运作几乎都被冻住了。由于冰灾导致电网崩溃,湖南省郴州市全城居民更是在黑暗和寒冷中几乎与世隔绝地生活了十几天。冰雪灾害还使贯通中国南北的大动脉京珠高速被迫关闭,这不但冻结了南中国的公路物流,也阻断了大批民工的回乡之路。
进入21世纪以来,地球“上火”引起的极端天气事件,其烈度、频度和广度每天都在刷新历史纪录,让过去那些相对稳定的气候变迁显得平淡失色。印度和南欧创纪录的热浪,斯里兰卡和中国的严重水灾,希腊、澳洲与美国加州恐怖的森林和草原大火,美国频频发生的龙卷风,中国和非洲持续多年的大面积干旱,各地越来越多的暖冬天气,每个事件前面都被媒体加上了“史无前例”这样的定语。
据中国气象局国家气候中心监测,2009年,在从6月27日到7月26日的一个月里,全国有21个省市区152个站点日最高气温达到极端高温事件标准,17个省区71个站点日降水量达到极端强降水事件标准。与去年相比,两种极端事件均有出现站点多、范围广、超历史极值的记录多等特点。这些枯燥的数据,再清楚不过地揭示出了气候恶化的程度和速度。世界气象组织警告,如果不降低温室气体排放,地球升温将使剧烈天气现象造成的伤亡同步攀升,人类生活环境将面临一个“巨大的浩劫”,与之相比,目前困扰我们的这些极端天气事件不过是小巫见大巫。
(摘自《低碳之路:重新定义世界和我们的生活》,中国经济出版社2010年1月版,定价:48.00元)