气候变化是全世界共同面临的问题,没有人能够独善其身。从席卷国际大都市的热浪到热带海岛遭遇的风暴,气候变化正在以越来越显著的方式改变我们的生活。但是,就如何面对这样一个全球性的重大挑战,人们远未达成共识。抛开从根本上否认气候变化是客观事实的政客不谈,科学界就气候变化的很多议题就存在分歧,而公众对气候变化的认识也还存在误区。
史蒂芬 · 库宁教授目前任教于纽约大学,他曾经担任加州理工学院副校长、美国能源部副部长等职务,在学界和政界有非常丰富的工作经历。作为一个长期关注气候变化的学者,他在《悬而未决:气候变化的事实和迷思》一书中对很多目前事关气候变化的主流表述提出了挑战。他并非否认气候在发生变化,而是认为在我们对气候规律的认识还不够深入、气候模型不完备等因素的制约下,我们对数据的解读方式以及得出的结论可能存在严重问题,而这些问题会阻碍我们采取真正有效的方式来应对气候变化。在以下的内容里,我们看到针对海平面上升引起的恐慌,库宁提出了怎样的见解。
2013年9月的《美国国家地理》(National Geographic)杂志封面是一张骇人的照片——半浸没在水中的自由女神像——以兜售这一期的头版新闻:“不断上升的海平面——它将如何改变我们的海岸线”。任何好奇的读者都可以查阅曼哈顿最南端炮台公园(距自由女神像不到2英里)的潮位计记录,然后发现自1855年以来,那里的海平面正以每世纪大约30厘米(1英尺)的平均速度上升。快速计算一下就知道,按当前速度还要2万多年,水位才能上升到像《美国国家地理》杂志封面那样严重威胁到可怜自由女神像的程度。不过这也证明了,那些设计杂志封面的人很是知道怎么仅凭Photoshop和合法的艺术加工许可就能吸引我们的注意力(要知道,现存最古老的人类建筑历史还不到6000年)。不过除此之外,这个封面还清楚地表明了一点:人们很关心不断上升的海平面。
▲2013年9月《美国国家地理》封面
我们应该这么关心吗?海平面是否真的是因为全球变暖而上升?另外,哪怕在后续几千代人的时间内这座著名纪念雕像仍旧安全,我们人类的未来是否会因此陷入危险?
和降水一样,海平面的高低完全取决于水在哪里。除了海洋之外,全球最大的储水库就是格陵兰和南极冰盖。虽然有很多因素都对我们在过去几十年内观测到的海平面小变化有所贡献,但从地质时间跨度看,影响海平面高低的最重要因素是:陆地上有多少冰。
缓慢的周期——地球轨道和地轴倾角在数万年时间跨度内的变化——会改变南北半球吸收的日光量,这些变化导致全球温度在过去几百万年内大幅振荡。不过,它们其实还会导致覆在各大陆之上的冰盖增长或消融(冰盖增长的时期称为“冰期”,消融的时期则称为“间冰期”),海洋中的水则会相应减少或增多,进而导致海平面下降或上升。
过去50万年里,海平面高度的故事桥段其实都是重复的:随着大陆规模冰川的形成,海平面会以每10万年大约120米(400英尺)的速度缓慢下降;接着,随着冰川的融化,又会在大约2万年的时间内迅速回升。在125000年前的最近一次冰川较少的间冰期(也称为“埃米恩”)期间,海平面比今天高了大约6米(20英尺)!
末次冰盛期发生在大约22000年前,当时,大陆冰川开始再次融化。如今,地球处于全新世间冰期,地质学家认为这个间冰期发轫于大约12000年前。根据地质记录,自末次冰盛期以来,海平面已经上升了大约120米(400英尺),速度高达每10年120毫米(5英寸),直到大约7000年前,上升速度才大幅放缓。
因此,问题并不是海平面是否在上升——因为海平面在过去2万年里一直在上升。我们想知道的是:人类影响是否加速了海平面上升。因为人类影响在1950年前后急剧上升,所以评估海平面是否上升得比没有人类影响时快的最佳方法就是将1950年后的测量结果同更遥远的过去作比较。时间跨度越小意味着海平面上升幅度越小,所以,相比在研究更长时间跨度时使用的地质代用指标,我们需要找到更准确的方法。幸运的是,从18世纪开始,欧洲和北美港口的潮位计就留下了一些关于海平面高度的记录。如今,我们掌握了全球2000多个潮位计的测量数据,另外,从1992年开始,还有借助雷达测量海平面高度得到的卫星观测数据。
为了讨论海洋水位高度,气候科学家使用了全球平均海平面(GMSL)的概念,其结果是从全球范围内的测量数据中推导出来的。即便“水会自行找到应有的水位”,但如今GMSL的上升速度仅为每年几毫米,考虑到几分之一毫米的精度要求,任何微小的变化都很重要。影响海平面高度的因素有许多,例如:全球各地所受地球引力的微小差异、洋流(想想浴缸排水口附近漩涡中那些较低的水位)、海水的温度和盐度,甚至是与天气事件有关的气压。
你完全可以想象,要想清楚认识过去大约100年间的全球海平面情况绝不是件容易的事,即便放到今天,用潮位计测量某些海岸位置的平均海平面高度也不容易做到。你需要每隔几秒钟就测一次海浪,每隔6小时就测一次潮汐,还要测量不同季节的相应情况,最后再作平均。随着时间的推移,自然因素或人为因素引发的地下水位变化会导致海岸局部沉降,进而影响潮位计的高度,地震和一般的地壳运动也会产生类似效果。举例来说,休斯敦加尔维斯顿地区过去100年间对地下水的抽取导致土地压缩,那里的地面下沉多达3米(10英尺)。另外,当然还有仪器和观测方案变化导致的各种常见问题。不过,无论是好是坏,我们现在掌握的,就是潮位计数据和一些跨度长、精度高的历史记录,比如美国国家海洋和大气局发布的那些。
要想计算得到全球平均海平面高度,就得细致分析众多沿海地点的潮位计数据,因为全球海面其实“不平”,而且海平面的上升速度也因地而异。举例来说,美国海岸沿线各地海面的上升速度就差异甚大——目前,墨西哥湾沿岸的尤金岛海面正以每年9.65毫米(0.38英寸)的速度上升,而在阿拉斯加的斯卡圭,海面正以每年17.91毫米(0.71英寸)的速度下降。
至少有4个独立研究小组分析了潮位计数据,以获取过去100多年间全球平均海平面高度。他们证明了早在19世纪末——人类开始显著影响地球气候之前许久——全球平均海平面就在上升,而且自1880年以来上升了大约250毫米(10英寸),平均速度为每年1.8毫米(0.07英寸)。从更短的时间周期上看,全球平均海平面的平均上升速度有所波动,过去30年内平均速度大约是每年3毫米(0.12英寸)。放在地球水循环的大背景下,这些都是很小的数字——海平面每年上升3毫米大概也就是地球年降水量的0.3%——因此每过10年有些变化也不足为奇。
前面已经提过,自1992年末以来,卫星也一直在测量全球海平面。在卫星测量技术中,卫星借助雷达测量它所在海面上的高度。因此,只要再知道卫星的精确位置,就能得到海平面高度。如今,雷达测高范围基本上覆盖了全球公海,成了对沿海潮位计测量数据的很好补充。
四个独立小组分析了迄今为止放飞的11个卫星高度计的数据。卫星需要从约600千米(370英里)的高度上以1毫米的精度测量平均海面高度,连续测量数十年,这绝对是一项大工程。根据这一系列卫星27年来的测量结果,全球平均海平面的变化趋势是:每年3.0±0.4毫米(0.12±0.02英寸)的平均上升速度上叠加了一个上下波动范围大约为7毫米(0.2英寸)的清晰季节性周期。
媒体现在对局部海平面状况的困惑就如同模型本身一样,都是一团乱麻。举个例子,最近有一篇旨在阐述夏威夷欧胡岛海平面上升的文章,配了大量过去这些年里洪水的照片,还放上了海平面在现有水平上再上升 30 厘米、 60 厘米和 100 厘米夏威夷分别会有哪些地区被淹没的地图。然而,这篇文章没有提到,美国国家海洋和大气局在夏威夷地区的潮位计记录显示,自 1905 年以来,当地海平面平均上升速度为每年 1.5 毫米( 0.06 英寸)。这意味着,只要没有出现非常夸张的加速上升,即便是文章所列三种情况中最少的 30 厘米( 1 英尺),也需要 200 年才能达到。不幸的是,忽略这类背景的现象在媒体报道中要比在评估报告中更常见。
▲夏威夷发生洪水
▲图中不同蓝色显示出当海平面在现有水平上再上升30厘米、60厘米和100厘米时夏威夷分别会有哪些地区被淹没
总而言之,我们不知道全球海平面上升过程中,人为因素导致的全球变暖起到了多大作用,也不知道自然变化的长周期在其中扮演了何种角色。CSSR等评估报告在讨论海平面上升的文件忽略了一些重要细节,而这些细节将弱化他们的论点——近几十年海平面上升速度超过了历史变化水平,且人类影响在其中扮演了重要角色。毫无疑问,我们导致的全球变暖对海平面上升有所贡献,但鲜有证据证明这一贡献足够重要,更不用说导致灾难性后果了。
人类倾向在海岸附近建筑城市,于是,海平面上升自古以来就是对人类的一大威胁,保险公司也认为海平面上升是与气候变化相关的主要风险之一。然而,这类风险的本质和严重程度仍然悬而未决。
理想情况下,解决问题的起点应该是理解问题的起因并且辨明可以采取何种措施解决问题。认为人类导致的全球变暖是海平面上升唯一因素,这种观点会让公众产生一种印象:减少排放就是解决海平面上升问题的一种办法——唉,实际上,因为冰的融化滞后于全球变暖(还因为第三章中讨论过的二氧化碳持久影响问题),即便我们的确就是海平面上升的罪魁祸首并且明天就停止所有碳排放,全球海平面仍会继续上升。此外,正如我们之前已经讨论过的,局部海平面变化及其效应比全球海平面复杂得多,涉及洋流、海岸侵蚀、天气模式、土地使用及构成等诸多因素,必须清楚、公正地传达这些因素的具体影响及互相之间的差异。如果海平面问题确实在未来几十年内成为一项重大威胁,那么毫无疑问,只有投入更多资源到进一步的研究和调整措施中,我们才能更好地做准备——然而,如果我们坚持认为已经知晓了所有问题的答案,就不会优先依此行事了。
(本文摘编自《悬而未决:气候变化的事实和迷思》第八章“海平面恐慌”,有删节,标题为编者所加)
书名:悬而未决:气候变化的事实和迷思
♂️ 作者:[美]史蒂芬·库宁
翻译:王乔琦
内容简介
“汹涌的海平面正在淹没海岸。”
“飓风和龙卷风正变得更加猛烈和频繁。”
“气候变化将是一场经济灾难。” 你已经听说了这些都是“事实”。但根据科学研究,所有这些说法都具有极大的误导性。在气候变化问题上,媒体、政治家和其他知名人士都宣称“科学已是定论”。事实上,从研究到报道再到大众媒体充斥了被误解和错误的信息。核心问题——气候如何应对我们的影响,以及它将带来什么冲击——在很大程度上仍未得到解答。气候正在变化,但其原因和变化方式并不像你所相信的那样明确。
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