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不宜居住的地球

2017-09-21

环球慈善 2017年8期
关键词:摄氏度气候气温

如果你对气候变暖的担忧还停留在害怕海平面上升,这说明你对今天的少年人未来可能面对恐惧的认知依然肤浅。这种肤浅的认知让我们对其他更迫切的威胁视而不见。当城市被淹没,往内陆地区撤离并不足以解决问题。最快在本世纪末,地球的大片地区将不再适合人类居住。

“末日”审判

即使紧盯著气候变化现象,我们仍然可能无法理解它的后果和可怕程度。在刚刚过去的冬季,北极连续数天反常高温,当地气温比往年同期高出15℃~70℃,导致包裹挪威威斯瓦尔巴德种子库的永冻层融化。这个种子库是为了应对“末日灾难”、确保农业得以延续而修建的食物银行,在建成短短10年后就因为气候变暖被淹。

目前种子库结构加固后,里面的种子暂时安全。但这个事件揭示了比洪水更可怕的危险。直到不久前,永冻层并非气候学家所关注的重点,因为正如其名称所示,“永冻层”指“永远冻结的土壤”。北极永冻层包含1.8万亿吨碳,是目前地球大气层中碳含量的2倍多。当永冻层解冻,这些碳可能以甲烷的形式被释放,而甲烷是一种比二氧化碳更可怕的温室气体,如果以100年为尺度,甲烷的升温效果是二氧化碳的34倍,如果以20年为尺度,则高达86倍。随着北极解冻速度加快,不知在什么时候这些可怕的气体就会被释放。

也许这些你都已经知道。每天都有那么多可怕的报道,比如,今年6月,卫星数据显示自1998年以来,全球变暖的速度整整比科学家们的预测要快1倍多。再比如,今年5月,来自南极的消息说,一处冰盖的裂缝在6天内延伸了11英里,还在持续扩大,再延伸3英里就会和大陆架脱离。一旦脱离南极大陆,将成为海上有史以来最大的冰山之一。

过去几十年里,僵尸、灾难电影让我们对末日警告习以为常,在对待真实的气候变暖威胁时反而缺乏想象力。另外,主宰美国的一大批技术官僚相信所有问题都能够被解决,还有不少人完全否认气候变暖,这一切使得科学家们在发布预测性警告时变得谨小慎微。事实就存在于谨慎和幻想之间。本文是采访数十位气象学家和相关领域研究人员并综合数百篇气候变化相关科学论文的成果。它的预测未必会变成现实,因为现实取决于更难以预测的人类反应。本文预测了在缺乏人类积极干预行动的前提下,我们星球最可能的走向。

气候变化的现在进行时已经足够可怕。很多人谈到迈阿密和孟加拉好像它们依然可以挽救。但是,大多数接受采访的科学家都预测,在本世纪内,这两个地区将完全消失。过去,科学家们预测,气温上升2摄氏度将导致数千万的气候难民,因此将2摄氏度定为灾难警戒线。现在,根据《巴黎气候协议》,“上升2摄氏度”变成新的目标,而大部分气候专家认为,我们连这个目标也难以实现。联合国气候变化专门委员会(IPCC)发布了一系列被称为气候研究“金质标准”的报告。最新一份报告预测,下个世纪初,按照目前的升温速度,全球平均气温将上升4摄氏度。但这只是一个中间预测。也有预测称,同一时期,全球气温最多可能上升8摄氏度。此外,报告的作者几乎没有考虑反射效应(冰盖减少意味着阳光反射量减少,更多阳光被地表吸收)、更多云层(捕捉更多热量)或森林和植被(从大气中吸收碳)面积减少,更没有拿出应对永冻层解冻的方案。这些因素都可能加速变暖,地球历史显示,在短短13年里,气温波动可能达到5摄氏度。在记录地球历史灭绝事件的新书《世界终结》(The Ends of the World)中,彼得·布兰宁(Peter Brannen)预测,全球气温上升4摄氏度就会导致海平面上升数百英尺。

地球已经经历过5次物种大灭绝。你可能隐约记得高中课本中说这些灭绝是由小行星导致。事实上,除了杀死恐龙的那一次,其他4次物种大灭绝都源于温室气体导致的气候变化。最臭名昭著的一次发生于2.52亿年前。首先,大气层中的碳导致全球气温上升5摄氏度,引起北极永冻层解冻,大量甲烷释放到空气中,全球97%的物种在这次气候灾难中灭绝。目前,人类正以更快的速度向空气中排放碳。正是由于这个原因,今年春天,物理学家史蒂芬·霍金说,人类要幸存,必须在下个世纪之内移民其他星球。上月,硅谷技术先驱伊隆·马斯克(Elon M usk)宣布计划在40~100年建立火星定居点。当然,这两位并非气候专家。但是,很多接受采访的气象学家,包括多位IPCC顾问(这并不妨碍他们批评该机构过于保守)都得出了相同的悲观结论:仅仅依靠减排计划已经无法阻止气候灾难。

过去几十年里,“人类世”(Anthropocene)一词已经逐渐为人所熟悉,它被用于形容我们现在生活的地质年代,强调了人类干预对地球的严重影响。“人类世”暗示了人类对自然的征服,但是,人类还没有能力“驯服”他们所居住的星球,我们只是在不断挑战它的承受能力。发明“气候变暖”一词的海洋学家史密斯·布勒克(Smith Broecker)称地球为一头“愤怒的野兽”。你也可以称它为“战争机器”,我们每一天都在给这台机器补充更多的弹药。

致命高温

去年夏天,科威特的最高气温平了有记录以来的地球最高温129华氏度(54摄氏度),高温已经成为导致人类死亡的第一大气候原因,随着气候变暖,地球上越来越多的地区将不再适合人类居住。

人体本质上也是一台发热的引擎,要维持生存就必须不断降温。为了确保人体能够有效调节体温,气温不能太高,这样空气才能发挥“制冷剂”的效果,将多余热量从皮肤带走,让人体引擎保持正常工作。当地球气温上升幅度达到7摄氏度,在赤道带的大部分地区,人体引擎都无法正常散热,在湿度高的热带问题更加严重。例如,在哥斯达黎加热带雨林,相对湿度高达90%,在40摄氏度气温下,简单的室外运动就可能致命,几个小时内,人体将会从内到外被烤熟。

气候变化怀疑论者指出历史上地球经历了多次大幅气温波动,但允许人类生存的温度段却非常的狭小。气温上升11摄氏度至12摄氏度,按照今天的人口分布,世界超过一半人口将直接被热死。本世纪内,气温上升幅度还达不到这个程度,但按照现在的温室气体排放速度,这将是不可避免的结局,特别是热带地区,将更早感受到高温带来的痛苦,而湿度还会加剧这个问题。测量散热效率的关键因素被称为“湿球温度”,即包裹在湿袜子中的温度计测量到的气温(由于在干燥空气中,袜子中的水分蒸发更快,这个测量数字同时反映出温度和湿度)。目前,多数地区的最高湿球温度为26摄氏度或27摄氏度;适宜人类生存的最高湿球温度极限是35摄氏度。事实上我们已经接近这个极限。endprint

自1980年以来,经历极端高温天气的地方增加了50倍。欧洲1500年后最热的5个夏季都出现在2002年后。IPCC警告说,不久之后,每年夏季高温时节,世界大多数的地方将不再适合室外活动。即使我们达到巴黎协定设定的2摄氏度目标,卡拉奇、加尔各答等城市依然会变得不适宜居住,每年夏季都会遭遇致命的热浪。如果全球气温上升4摄氏度,导致2000多人死亡的2003年欧洲热浪将成为夏季常态。如果气温上升6摄氏度,美国密西西比河谷以南的地区在夏季将不再适合室外工作,纽约市将变得像今天的巴林(世界最热的地区之一),而巴林的气温将增加到“让睡眠中的人中暑”。还记得吗?根据IPCC最悲观的预测,地球气温最终将上升8摄氏度。根据世界银行预测,到本世纪末,南美、非洲和太平洋热带地区最冷月份的温度将超过20世纪末当地最热月份。空调可暂时缓解高温问题,但最终却会导致大气层中的碳增加;此外,世界很多最热地区也是最贫穷的地区,根本无法负担空调。中东和波斯湾沿岸地区也将深受影响。20年后,每年一度的麦加朝圣活动将由于高温而超过人体体能极限。

别说20年后,现在,高温已经开始对人类的集体“屠杀”。在盛产甘蔗的中美洲国家萨尔瓦多,全国多达1/5的人口(1/4的男子)患上了慢性肾病,医生推测致病原因是高温炎熱气候导致在甘蔗地里工作的工人长期脱水。如果接受透析治疗,这些肾病患者的寿命可以延长5年,如果无法负担昂贵的治疗费,患者将在几周内死亡。

粮食短缺

世界各地气候各异,植物品种多样,但是,对于人类耐以生存的主要谷类作物,气温每上升1摄氏度,产量将减少10%~17%,也就是说,到本世纪末,如果地球平均温度上升5摄氏度,谷物产量将减少50%,而人口却增加了50%,蛋白质食物的供应会更加紧张:生产1卡路里蛋白质需要耗费16卡路里。

乐观的植物学家可能会指出,这一谷物产量预测只适用于当前的作物分布情况。当然他们没有错,理论上,气候变暖后,靠近北极的格陵兰岛也可能变得适合种植粮食。但是,根据斯坦福大学食物安全和环境中心主任罗萨蒙德·奈勒(Rosamond Naylor)和大气学家大卫·巴蒂斯蒂(David Battisti)的研究,如今的热带地区已经因为气温太高不适合种植谷物,现在大量种植谷物的地区目前的气温已经是最适合这些作物的最佳温度,因此,哪怕小幅气温上升也会导致粮食产量下跌。我们不能简单地将农田向北迁移几百英里搬到加拿大和俄罗斯远东地区,因为这些地方的土壤并不适合谷物生长,而肥沃的农田土壤需要几百年时间才能形成。

对于农业而言,干旱可能带来比高温更严重的问题。世界上相当一部分可耕种土地正在快速变成沙漠。众所周知,降雨模式难以预测,然而,气象学家对于本世纪下半叶降雨状况的预测却相当一致:今天的农业作物产地将无一例外地遭遇干旱。如果碳排放没有大幅减少,到2080年,欧洲南部地区将遭遇长期干旱。伊拉克、叙利亚、中东大部分地区、澳大利亚人口最稠密的一些地区、非洲、南美洲和中国的传统产粮地区都会面临同样问题。美国平原和西南部早就受到沙尘暴困扰的地区将遭遇比20世纪30年代更严重的干旱。2015年的一份美国宇航局研究指出,本世纪末的干旱甚至可能超越1100年至1300年发生的干旱,据记载,当时“内华达山脉以东的河流将全部干涸”,阿纳萨齐文化也可能因此消失。

必须指出的是,在目前这个气候相对温和的时代,世界并没有消除饥荒。据估计,目前全球依然有8亿人口处于营养不良状态。今年春天,非洲和中东地区已经经历4次饥荒。联合国警告,今年,分别发生在索马里、南苏丹、尼日利亚和也门的饥荒总计可能导致2000万人死亡。

气候瘟疫

岩石可以记录行星历史,冰层同样能够记录地球的气候历史,但是,冻结起来的北极永冻层一旦被解冻可能带来意想不到的后果。现在,在北极冰层中可能封存着几百万年前曾经活跃在空气中的细菌和病毒,其中一些先于人类诞生在这个星球上。也就是说,我们的免疫系统根本无法对抗这些从冰层中释放出来的史前病原体。

北极永冻层中还可能保存着较近期的可怕病毒。在阿拉斯加,研究人员发现了1918年流感病毒的残余。那场流感感染了5亿人,杀死近1亿人,相当于全球人口的5%。今年5月,英国广播公司报道,科学家怀疑西伯利亚冰层中可能还保存了天花和腺鼠疫病毒,随着北极永冻层的解冻,它们随时可能被释放出来。这些致病微生物中大部分可能无法在解冻过程中存活下来,远古病菌的复活也需要考究的实验室条件。但是,去年,西伯利亚永冻层解冻,露出了75年前死于炭疽感染的驯鹿尸体,导致一名男童死亡,另有20人和2000多头驯鹿被感染。

相比古代病毒的复活,流行病学家更担心气温上升导致现有病毒的传播和再进化。首先显现的影响将是地理上的。在现代航海工具加速人员和病菌流动之前,地理的隔离阻止了病菌的传播。今天,虽然全球化加速人口大批流动,但至少我们的生态系统保持相对稳定,限制了病菌的流传。但全球变暖将打破生态系统屏障,帮助疾病突破原有界限。今天住在缅因州和法国的人几乎完全不必担心登革热或疟疾。但随着热带疆界向北推移,蚊子也跟着北迁,那时,法国、缅因州甚至更多北方地区的人也不得不开始防范通过蚊子传播的疾病。同理,两年前你可能从未听说过寨卡,但现在它已经变成一种真正的威胁。

寨卡病毒还突出了流行病专家们的另一个担忧——疾病变异。不久前,大多数人都没有听说过寨卡的一个原因是它当时的影响范围仅局限于非洲乌干达。另一原因是,直到不久前,这种病毒似乎还不会导致人类生育缺陷。科学家至今没有完全明白到底发生了什么。但气候变化和疾病之间的关联已经不容置疑,比如疟疾横行于热带地区,不仅因为它们的传播载体是蚊子,研究人员还发现:气温每上升1摄氏度,疟原虫的繁殖速度就会增加10倍。endprint

空气污染

我们的肺需要氧气,但氧气在我们吸入的空气中只占一小部分,二氧化碳的比例却在增加:刚刚突破400PPM(百万分率)。根据最悲观的预测,到2100年,空气中的二氧化碳含量将达到1000PPM。在这个浓度,人类的认知能力将比今天下降21%。

热空气中的其他成分更让人害怕,空气中污染成分的少量增加可导致人类寿命减少10年。地球越热,臭氧含量将随着增加。根据美国国家大气研究中心预测,到本世纪中期,美国有害臭氧烟雾将增加70%,到2090年,全球20亿人呼吸的空气都将达不到世界卫生组织的健康标准。上月发表的一篇论文指出,孕妇生活在高浓度臭氧环境下,将增加婴儿患自闭症的风险(加上其他环境因素,患自闭症的可能性会增加9倍),这可能解释了西好莱坞地区自闭症流行的原因。

目前,全球每天有超过1万人死于燃烧化石燃料排放的有害微粒;每年,33.9万人死于森林火灾烟雾,部分原因在于气候变暖导致森林火灾季节的延长(美国的森林火灾季节比1970年时长了78天)。据美国林业部预测,到2050年,森林火灾的破坏力将是今天的2倍;在部分地方,受火灾影响区域的面积可能增加5倍。更让人担心的是森林火灾,尤其是发生在泥炭田地区的火灾对碳排放的影响。1997年印度尼西亚泥炭田火灾导致當年的全球二氧化碳排放量增加40%,火灾导致碳排放,进而导致气温上升,反过来又导致火灾增加,形成恶性循环。更可怕的是亚马孙雨林这样的原始森林发生火灾。2010年,在短短5年内亚马孙雨林两次遭遇百年不遇的干旱,干旱过后,雨林也同样可能发生大面积火灾,不仅导致大量二氧化碳排放到大气中,还会导致森林面积大幅缩减。考虑到地球上20%的氧气源于亚马孙雨林,后果将难以想象。

持久战乱

气候学家在谈到叙利亚时都特别小心。他们会告诉你,虽然气候变暖导致的干旱确实是引发内战的一个原因,但将这场旷日持久的冲突和气候变暖直接联系起来还是太武断。比如邻国黎巴嫩也遭遇了粮食作物减产,却没有爆发战争。但一些研究者,比如马歇尔·伯克(Marshall Burke)和所罗门·向(Solomon Hsiang)已经设法量化了气温和暴力事件之间的一些并不太明显的关系:据他们的统计,气温每增加0.5摄氏度,发生武装冲突的可能性增加10%~20%,根据这个公式,如果全球气温增加5摄氏度,武装冲突将增加50%,到本世纪末,全球冲突数量可能翻倍。当然,气候变化的影响不仅限于叙利亚。有人甚至怀疑,在过去几十年里,中东地区频繁的武装冲突可能和全球变暖带来的压力不无关系,尤其考虑到工业化国家在中东大规模开采石油正好和全球变暖加速的时间重合。

气候和武装冲突的联系可以归结为农业减产和经济;人口被迫迁徙也是原因之一,目前,全球难民人口至少达到6500万,创造历史纪录。但是,还有一个更简单的原因:高温会让人变得敏感易怒。炎热天气往往伴随城市犯罪率增加,社交媒体上言语攻击和侮辱行为增加。20世纪中期,空调开始在发达国家流行,但依然没有解决夏季犯罪率高发的问题。

经济崩溃

冷战结束后到2008年经济萧条前一度盛行的全球新自由主义认为“经济增长可以拯救一切”。然而,在2008年次贷危机后,越来越多的研究“化石资本主义”的历史学家开始提出一种新观点:18世纪开始的反常迅速的经济增长并非源于科技革新、贸易或全球化资本主义,而应该感谢化石燃料的发现,以及随之而来的强劲动力。在化石燃料出现之前,人们的生活条件与他们的父母、祖父母甚至500年前的祖辈并无太大区别(唯一例外是在黑死病肆虐欧洲后,少数幸存者得以瓜分死者留下的大量资源)。这些学者指出,当这些化石燃料被燃烧耗尽之后,全球经济将回归“稳定”。当然,推动了经济飞跃的一次性“兴奋剂”也伴随着长期代价——气候变暖。

在气候变暖经济影响研究方面,所罗门·向和他的同事提出了最有趣的见解。虽然并非研究化石资本主义的历史学家,但他们的分析同样令人郁闷:全球平均气温每增加1摄氏度,将导致GDP平均损失1.2%,根据折中的估计,由于农业、犯罪、能源、寿命等领域的变化,到本世纪末,全球人均收入将下降23%。

概率曲线的预测更加可怕:到2100年,受气候变化影响,全球产值下降超过50%的概率高达12%,人均国内生产总值减少20%的概率高达51%,相比之下,最近一次全球经济衰退导致全球产值下降6%。

海洋污染

毋庸置疑,气候变暖将把海洋变成杀手。除非大幅减少碳排放。否则,到本世纪末,海平面高度至少将上升4英尺(约1.2米),最高可能上升10英尺(3米)。世界1/3的城市位于沿海地区,此外,沿海还分布着电站、港口、海军基地、农田、河流三角洲和沼泽。海拔高于10英尺的地方将面临更频繁的洪水。今天,全球至少有6亿人生活在海拔低于10米的区域。

土地被淹没只是灾难的开始。目前,全球超过1/3的碳由海洋吸收。否则气温上升还会更加严重。但是,吸收碳之后会导致“海洋酸化”,这一现象本身会导致全球气温在本世纪末增加0.5摄氏度。此外,海洋酸化会导致“珊瑚白化”,即珊瑚批量死亡。由于珊瑚礁支持着1/4的海洋生命,为全球5亿人提供食物资源,珊瑚的死亡将带来可怕的连锁反应。海洋酸化还会直接导致海洋鱼类的数量减少,虽然科学家还无法预测这会对我们的渔业带来什么影响。现在可以确定的是,酸性海水会影响牡蛎和蛤贝的贝壳生长,如果人类血液的pH值下降同等数值将导致癫痫、昏迷和突然死亡。

海洋吸收碳后将启动反馈循环,含氧量不足的水域将繁殖不同种类的微生物,使水变得更加“缺氧”,这些缺氧的“死区”最初集中在深海,逐渐向海面迁移。在“死区”内,鱼类由于无法呼吸而死亡,嗜氧细菌大量繁殖,形成循环,导致更多“死区”像肿瘤一样不断滋生,更多的海洋生物窒息而死,严重影响渔业。这个过程已经在墨西哥湾、纳米比亚沿海部分地区蔓延,硫化氢不断从水底冒出来,形成长达一千英里的“骷髅海岸”。这个词语原来用于形容捕鲸行业留下的残骸,用来描述今天海洋的遭遇更加贴切。硫化氢有剧毒,曾经导致地球上97%的生物灭绝。当所有的反馈循环被触发,温暖的海洋导致海洋环流停止,硫化氢正是这颗星球所偏爱的实施大屠杀的天然毒气。海洋“死区”逐渐蔓延,导致曾经主宰海洋数亿年的海洋生物批量灭绝。“死区”释放到大气层中的气体还会杀死陆地上的一切生物。等海洋再次恢复健康需要数百万年时间。endprint

大过滤器

很多人将气候变暖视为某种道德或经济债务,从工业革命初期开始积累,几个世纪后,终于到了要还债的时候。但是人类释放到大气中的碳有一半多是在最近30年里排放的,多达85%的碳是第二次世界大战结束后才排放。也就是说,在一代人的时间里,全球变暖就将我们推到了星球灾难的边缘,工业化世界的自杀行动故事也是一个人的人生故事。比如,我的父亲出生于1938年,他最早的记忆包括珍珠港突袭,以及随后的神化美国空军强大实力的宣传影片,它们也可以看作美国强大工业的广告片;去年7月我的父亲死于肺癌,在他去世10周前,电视新闻中铺天盖地都是关于签订《巴黎气候协定》的报道。

一部分最先发现气候变化现象的科学家依然还在人世,其中少数依然在工作。84岁的沃利·布洛克(Wally Broecker)每天从纽约上西区开车穿过哈德逊河到哥伦比亚大学的拉蒙多尔蒂地球观测站上班。像很多最早提出气候变暖警报的科学家一样,他认为依靠减排已经无法有效避免灾难。相反,他主张进行碳捕捉或实施“地球工程”(geoengineering)。碳捕捉是指用新技术从大气中提取二氧化碳,布洛克估计这项浩大工程至少需要几万亿美元。“地球工程”通常包含异想天开的构想,存在无法预料的环境隐患,因此被很多气候学家视为白日梦、噩梦或科幻小说。布洛克特别看好一种方法——将大量二氧化硫释放到大气中,待它们转化为硫酸,覆盖1/5的天空,至少可以反射2%的阳光。“这会让日落变成深红色,会漂白天空,制造更多酸雨。”他说,“你必须明白(气候变暖)问题的严重性,必须有所取舍。”他说他已经等不到那一天了,“但在你的有生之年,也许……”

吉姆S·汉森(Jim Hansen)是和布洛克同辈的祖父级气候学家。他生于1941年,开发了预测气候变化的“零模型”(Zero Model),后来成为美国宇航局气候研究负责人,这期间,他身为联邦政府雇员却控告联邦政府在气候变暖问题上不作为,因此遭到解雇。这起官司由一个叫“我们孩子的委托”(Our Childrens Trust)的组织发起,被媒体称为“儿童对气候变化”案,将于今年冬季在俄勒冈地区法庭开审。汉森曾经主张通过征收碳税来抑制气候变化,现在他认为这个方法已经于事无补。汉森的职业生涯从研究金星开始。金星曾经是一颗类似地球的行星,分布着支持生命繁衍的水,但气候变化将它变成一颗干旱荒芜的星球,被一层无法呼吸的大气包裹。30岁时,汉森开始研究地球,原因很简单:我们自己居住的星球就在经历剧烈的气候变化,何必舍近求远去研究太阳系另一头的金星。

多位科学家都指出气候变暖可能是“费米的著名悖论”的正确答案。费米提出,如果宇宙真的浩瀚无边,那么为什么我们至今没有遇到任何外星智慧生命?答案在于,智慧生命文明的生命周期可能只有几千年,而工业化文明的寿命更短,可能只有几百年。宇宙中各个星系相距遥远,文明诞生又快速湮灭,还来不及与外星同类取得联系。古生物学家彼得·沃德(Peter Ward)是发现地球历史上的多次物种大灭绝是由温室气体导致的科学家之一,他稱之为“大过滤器”:“文明崛起,很快又被环境过滤器消灭,”他说,“如果回望地球历史,这个过滤器已经多次导致生物大灭绝。我们现在还只是处于一场新的生物浩劫的初期阶段,未来,我们将见证更多死亡。”然而,令人难以置信的是,沃德、波洛克、汉森和其他很多接受采访的科学家都是坚定的乐观主义者。他们都有一种奇怪的信仰:我们最终一定能找到阻止剧烈气候变暖的方法。因为我们必须做到。

本刊整理自《南方都市报》endprint

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