作者｜方玄昌

科普作家

近期，40℃热浪席卷北方，中央气象台连续七天发布高温预警。安徽一小孩光脚走进院子时，脚被地面烫到哇哇大哭，尝试把脚抬起来后，双手双脚轮番着地，这个视频在各平台成为热搜。

据中国天气网消息，华北平原等地高温仍处于鼎盛状态，河北中南部、山东西北部、河南中北部可能出现成片40℃～42℃以上。山西、陕西、河南、河北和山东等地午后地表温度可能超60℃，局地甚至可超70℃。高温不仅连续多日不断，一天中高温的持续时间也可能达到8小时甚至10小时以上。山西汾阳日最高气温突破历史极值。本轮高温过程与往常不同的特点表现在：地温高、持续时间长。

六月才刚开始，七八月份还没到，华北平原与西北地区多地就出现如此高温干旱天气，不禁让大众疑惑：2024年，是否有可能成为有气象记录以来最热的一年？

地球变得越来越热已成事实。有记录以来最热的十个年份几乎都出现在2000年之后；更严酷的是，这个“榜单”现在几乎每年都被刷新，也就是每一个新的年份都有很大概率取代往年而进入高温年份纪录。

2020年是气象纪录史上第二高温年份，仅次于2016年；2021年有拉尼娜现象，原本温度应该偏低，但在最热年份排名中依然位居第六，成为有史以来最热的拉尼娜年。

地球气候变化的历程在诸多方面有点像癌症：初始阶段并不表现出症状，一旦出现症状，已是晚期。不同的是，癌细胞是自我扩增，气候“癌细胞”——额外增加的二氧化碳等温室气体——则是人类强行“注射”给大气层的。



气候变化的“症状”，严重滞后

要理解我们面临的形势有多严峻，需要先了解地球在过去两百年都经历了什么。其中最重要的一个变化，无疑是二氧化碳的增加。

科学家通过分析冰芯、黄土、岩层等手段、检测古代大气中的二氧化碳浓度变化。工业革命之前，地球大气中的二氧化碳浓度在短时间尺度上看很稳定，在长时间尺度上（以百万年为单位），它的波动基本上也是在180到300PPM（1PPM即百万分之一）之间，工业革命前夕的二氧化碳浓度是280PPM以下。彼时，二氧化碳在大气层的进出循环处于一种自然平衡中。



工业革命之后，人类开始大量燃烧石油、煤炭和天然气，今天大气中二氧化碳的浓度已经超过410PPM，大气二氧化碳浓度比工业革命之前上升了40%以上，并且还在以越来越快的速度上升。

不过，大气中新增的二氧化碳，远非人类燃烧化石能源所释放的二氧化碳的全部。这是因为，大气中二氧化碳浓度上升后，地球生物圈、水圈等系统会迅速反应，植物光合作用加强，加快吸收二氧化碳；更多二氧化碳则被海水吸收、溶解。只有一小部分二氧化碳停留在大气层中。

从长远看，植物（包括海洋中的藻类）固定二氧化碳的贡献甚微。这是因为二氧化碳被植物吸收后、只能以生物体的形式被暂时固定，一旦生物体死亡、腐烂或燃烧，这些二氧化碳会被重新释放出来。并且，生物体在被微生物分解的过程中还会产生甲烷等效率更强的温室气体。海水溶解吸收二氧化碳的效率倒是极高，但付出的代价是海水的酸化。海水酸化导致珊瑚死亡、并进一步影响整个海洋生物链，这已经是老生常谈。

海水对于二氧化碳的高效吸收虽然大大延缓了大气二氧化碳浓度的上升，但它的吸收能力不是无限的，海水酸度与大气二氧化碳浓度之间存在一种动态平衡，高酸度的海水对应高浓度的二氧化碳浓度值，等于或低于这个浓度值，相应酸度的海水就不能继续吸收大气中的二氧化碳了。

这就是工业革命后大气二氧化碳浓度上升缓慢的机理。与此同时，海水还能缓慢吸收热量。两者相加的结果，是地球大气温度的上升被大大减缓。但，它还是会一直上升。

另一方面，地球气象原本就复杂多变，这使得因全球升温导致的极端气象事件的增加和变强，不易被察觉——如同一个人如果一直有感冒发烧，就可能掩盖了更严重的病情。

这一切都决定了气候变化“症状”的出现，存在着严重的滞后效应。其实上世纪中叶前后，科学界已经清楚意识到地球大气层正在发生的变化，但那时气温上升及其引发的连锁反应还很不明显，这一严重问题因此未能及早引起全人类的共同关注，从而耽误了早期“治疗”。



峰值越高，情况越惨烈

工业革命后不久，人类就具备了综合测量、比较地表气温的能力。1850年科学家开始有效记录气温，从那时到现在，全球平均温度上升了大约1.1℃。

这一看似并不很高的温度变化，却引发了自然环境的恶性反馈，如同气候“癌细胞”出现转移与扩散。

首先是高温引发更多的森林野火，让大量原本被森林固定的二氧化碳重新释放、进入大气层。

更严重的是随着地球两极升温，极地冻土层逐步融化，原本封存在里面的数以亿吨计的甲烷被释放出来。要知道，单位质量甲烷的温室效应大约是二氧化碳的21倍。



但，这还不是全球变暖引发的反馈中最严重的。

随着大气升温，海水在吸收大气新增的热量后也跟着升温，由此导致更多的水蒸气（也是一种温室气体）进入大气层，其引发的气候变化分量仅次于二氧化碳，占到了30%左右的份额。此外，科学家还担心另一条恶性反馈渠道，那就是海底储量巨大的可燃冰（主要成分是甲烷），将来会因为海水温度的进一步上升而被释放出来。

稍微了解医学知识的人都清楚，对于癌症，越早治疗，见效越快、成本越低、预后越好。对气候变化的遏制也一样。

遗憾的是，目前“医生”已有明确诊断，也开出了具体手术方案；但“病人”、“家属”却无法达成统一意见，有的讳疾忌医，不承认癌症的存在；有的嫌医疗费太昂贵，不想出这笔钱；有的认为保守治疗即可，不接受医生认为唯一可行的手术方案。

本文无意探讨政府间关于气候变化应对方案的激烈谈判，只想告诉公众一个事实：人类已经没有多少时间再等了。

每晚一刻施行手术，我们付出的代价都将呈指数级增加。

根据地球各方比较能接受的计划，人类要在本世纪中叶之前实现碳中和（排放的二氧化碳和回收固定的二氧化碳相等，二氧化碳零排放）。今天大部分人都能活着看到那一天的到来。

我们姑且乐观一下，假设这一计划成功实现，是不是意味着那时就能解决气候问题了呢？

不是的。零碳排放、大气二氧化碳浓度下降、全球气温回落、气候问题解决，这分别是四个阶段的四个问题。

因为人类实现零碳排放后，大气二氧化碳浓度并不会马上下降，如前文所述，二氧化碳在大气层的循环将重新回到一种动态平衡中。而甲烷、水蒸气等其它温室气体可能还会持续增加一段时间。在此阶段，地球气温依然将处在高位，甚至继续上升。

在碳中和之前，人类还要先走过碳达峰（二氧化碳年排放量达最大值）阶段。在此敲下重点：二氧化碳峰值决定了我们最后要面对的“气温高位”是怎样一副场景，峰值越高，情况越惨烈。

今天人们能做的，是尽可能减少碳排放、发展清洁能源技术，让碳达峰早一天到来，并让这个峰值尽可能小——这是减缓气候癌症“病程”、减低治疗难度的唯一途径。

而整个系统要实现逆转（包括海洋酸度下降）将需要漫长时间。要深刻理解这一点，需要明白一个道理：我们释放进入大气层和海洋的这些二氧化碳，来自生物/地质亿万年共同作用而形成的化石能源，它们重新回归岩石圈、也将经过一条遥远的路途。

因此，科学家正在寻求收集、捕获、封存二氧化碳的方法，期望以人工手段来替代自然力量以更快完成这一过程。但其难度和成本可想而知。

2021年6月份，政府间气候变化专门委员会 （IPCC）一份报告草案被泄露，这份长达4000页的草案给出的关键信息，可用一句话解读：地球气候已越过临界点，灾难恐难避免。