錢維宏：氣候變化問題應該及早在科學上找到答案

　　國際社會對氣候變化的爭議愈演愈烈。繼有關國際科學組織發表各種聲明以來，近日（5月7日）美國《科學》雜志又刊登255名美國科學院院士關于“氣候變化與科學公正性”的公開信。

　　氣候變化的科學爭論焦點主要集中在近百年氣候觀測事實證據的完備性、人類活動與自然因子作用的相對大小、氣候模式預測和利用模式評估未來氣候變化趨勢的可靠性以及氣候變化影響的嚴重程度等方面。這封公開信是在指責氣候變化懷疑論者不應該對全球科學家政治攻擊。這說明氣候變化科學問題已經轉變成政治爭論。

　　解決政治爭議，當然有不同的途徑。氣候變化畢竟是科學問題，應該及早在科學上找到答案。找答案不是建立龐大的組織開展群體爭論，而是依靠在氣候變化第一線的科學家，特別是從事百年到千年氣溫變化研究的科學家。

　　科學正是要證明事件和事實。到目前為止，很多的科學結論確實多來自實驗室，那是在很多假定、理想化甚至抽象的環境條件下得到的。真實的氣候系統是非常復雜的，包含了相態變化和物質與能量的交換。氣候系統中的溫室效應是不能與實驗室內的溫室效應和計算機模型溫室效應直接比擬的。科學家可以犯錯誤，但要少犯世界觀和方法論的錯誤。

　　人類科學發展進程中確實有過錯誤的共識，但那是受到客觀條件和世界觀的局限。為了避免歷史上為共識所導致的錯誤，今天人們就要自覺地聽取不同的意見，甚至聽取批判者的意見。伽利略、巴斯德、達爾文和愛因斯坦等著名科學家所走的是從“理論—實踐—理論”反復進行的艱苦道路。實踐就是遭遇挫折和廣泛聽取意見的過程。科學真理能夠被這少數人認識，是因為他們敢于面對挫折和聽取批評意見的結果，而非共識所推行的。在自然科學上，有些理論是經得起大量重復試驗和觀測數據證明的。但氣候變化的觀測資料太少，任何氣候變化的理論與要達到“事實”的距離還非常遙遠。人類不能把這樣的長時間數據建立在人造模型結果上和不全面的代用數據上。

　　科學技術的發展大大推進了人類對自然的認識。比如，星球年齡是基于地殼巖石生成以來放射性同位素隨時間衰變測定的。這個數據并不代表地球起源理論。到目前為止，人類對自然的認識仍然非常有限。數學上的非性線問題并沒有得到很好的解決，物理上的復雜現象并沒有得到很好的認識。氣候系統中有氣體、液體和固體，是一個非常復雜的非性線相互作用系統。在解釋自然界的宏觀現象中，很多結論仍然不是科學的理論，而是假說。宇宙大爆炸理論只是一種猜想。包括地球上恐龍滅絕的原因也還沒有得到很好的解釋。現代科學劃分得太細，缺乏一個大的構架把從天到地的觀測數據擺放到它應有的位置。

　　人類的欲望太強烈了。在欲望驅使下，人類持續改變著環境，也改變了局地氣候。在現代技術下，人類在地球上無所不到，對生態系統確實構成了威脅。人類活動對全球平均氣溫的改變量還沒有得到具體數據。氣候永遠在變化，過去是變化的，未來還將變化下去。科學不是東風壓倒西風，也不是西風壓倒東風，更不是口頭爭論就能夠決定勝負的。科學要以事實為依據，以理服人。

　　全球變暖是事實，這個冬季經歷了赤道太平洋的厄爾尼諾事件是事實，北半球環球條帶的干旱與雨澇是事實，華盛頓多雪的冬天也是事實。但這些事實形成的原因并不一樣。全球增暖不能解釋局地干旱、雨澇、熱浪和低溫。這些持續性極端氣候事件是熱力對比分布下的產物。全球氣溫變化滯后于太陽輻射變化，滯后于海溫變化，但全球氣溫變化并不滯后于大氣二氧化碳濃度的變化。

　　地球變暖是一個不爭的事實，爭論是在雙方或多方都沒有分解出增暖的觀測數據中有多少來自自然因素，又有多少來自人類影響，用百分率信度不容易讓更多的人理解。無論地球是變暖還是變冷，對人類的影響都具有兩面性。

　　人類要立即行動起來解決環境變化的根源，而不是解決氣候變化的根源。解決環境問題就是約束化石燃料的燃燒。有幾個問題確實已經到了要澄清的時候：

　　（1）近百年氣候觀測事實證據的完備性。盡管有“氣候門”事件對數據的懷疑，但國際上有了多條近百年的氣溫數據，它們之間的差異并不算大。這些數據都表現出1976年以前的冷期，那時冬季河流的結冰現象比現在明顯，渤海也是在30多年前有過今年的冰凍。這些都反映出，氣候在變化，特別是有幾十年的周期變化。

　　（2）人類活動與自然因子作用的相對大小。1850年以來全球氣溫上升的趨勢是每百年0.44度，這一趨勢中可能含有人類活動的作用。20世紀全球增暖的幅度大約為1度。如果把長期趨勢都歸結為人類活動，比值不到一半。

　　（3）現在迫切需要得到最近1000～2000年的可靠氣溫代用數據，以便定量估計從中世紀暖期到小冰期氣溫經歷的下降自然變化。這種長數據也是認識幾百年尺度的自然氣候波動對0.44度趨勢有多大影響的需要。

　　（4）要評估近百年來城市化特別是近50年來城市化的發展速率對0.44度趨勢的影響，因為城市化直接影響了儀器觀測的數據。

　　（5）人類土地利用直接改變了地球與大氣之間的能量、質量，特別是水分交換的速率。水分不但會發生相變，也是地球上最大的溫室氣體。二氧化碳作為大氣溫室氣體之一，在解釋全球增暖的量值上仍然存在不確定性。

　　（6）氣候模式的可靠性。盡管在溫室氣體驅動下，目前的氣候模式能夠把近百年的增溫再現出來，但對于自然變化部分，如1910年代的冷低谷和1940年代的暖平臺并沒有再現出來。

　　（7）氣候變化影響不但要考慮增暖，也要考慮降溫。片面考慮氣候變化增暖影響是無益的，也是不符合經濟學方法論的。中國人的古訓是“凡事預則立，不預則廢”。遇事預，不只是預估一種結果，而是預估可能會出現的幾種結果，對不同結果有所防范，才能立于不敗之地。

　　（8）工業化以來人類使用化石燃料數量的階段轉折性與大氣二氧化碳濃度變化拐點有確定的聯系。這種聯系反映出，大氣二氧化碳濃度是人類化石燃燒的很好的記錄指標。現代人類正利用前人所沒有掌握的技術，加快燃燒地球地質時期沉積的氣候資源。這不但對前人和后人不公平，也增加了地球環境的負擔和生態環境的退化。

　　總之，全球近百年和近50年變暖趨勢加大是一個不爭的事實。工業化以來大氣二氧化碳濃度增加記錄了化石燃燒排放量也是不爭的事實。全球增暖與大氣二氧化碳濃度增加的因果關系還不明確。各種極端氣候事件是氣候系統內部熱力對比形成的結果，不是全球增暖和全球降溫的直接結果。氣候變化是一個科學問題。人類活動和大氣二氧化碳濃度增加是一個環境問題。人類為減少排放采取的行動，是明智的無悔行動。