重组人类谈论气候的方式

人们几乎不可能没有留意到，2021年（全球范围的）天气变得离奇的糟糕。这样的事情发生在中国，河南的水灾导致数百万人受到影响，300多人因此丧生，此前一年也发生过同样致命的水灾。北美也未能幸免，一个“热浪穹顶”使加拿大的气温升至近50摄氏度，数百人因此死亡，由此引发的野火烧毁了整个城镇。在欧洲，今年夏天的洪水冲垮了德国、比利时和邻近国家的数个地区，而南部则出现因极度高温引发的火情。与此同时，尼泊尔、巴基斯坦和阿富汗的洪水夺走了数百人的生命，美国加州则再次遭遇了创纪录的野火灾情。

如果你认为这些事情皆是有规律可循，那么你是对的。我们是第一代经历不同天气类型的人。这些天气明显偏离了我们的祖父母、他们的祖父母、再上一辈祖父母们所经历过的天气。新的天气是由人类引起的气候变化导致的。从飓风到夏季少雨，每种天气事件均发生在与250年前已完全不同的环境条件下。

气候变化已经从一个模糊的未来威胁变为日常经历。全球平均温度比工业化前略高1摄氏度，大气中的二氧化碳浓度已超过百万分之400，海平面上升，极端天气事件更加频繁、更高强度地出现，这些都已是明显的事实。这些变化不仅使天气更加极端，还对数十年的发展成果造成了威胁，使全世界地区和国家的社会、经济福祉陷入迫在眉睫的危险。

人类如何改变天气

生活在当代的人们仍可深深感受到一个始于250年前进程的影响，当时在格拉斯哥的一个实验室，苏格兰机械工程师、发明家詹姆斯·瓦特发明了“一种可以在火力发动机中减少蒸汽和燃料消耗的新方法”。他和他的蒸汽引擎为机械功率和机车铺平了道路，也唤醒了人类对煤炭、石油和天然气的贪婪渴望。此后，数以亿吨的燃料从地面开采出来，在发电厂和车辆里燃烧，让地球热得像一个温室。

自詹姆斯·瓦特的发明以来，地球温度已经升高了1.2摄氏度。二氧化碳排放最初是缓慢增加的，但随后因工业化而加速。相应地，在1960年之前，全球平均气温只缓缓上升了0.2摄氏度，如今整个世界却已经比从前热了1.2摄氏度。最热的年份是2020年和2016年，过去七年已经成为有记录以来最热的七年。然而，全球平均气温升高1.2摄氏度只是一种抽象的度量。我们不会直接注意到，只会感受到它带来的后果。全球平均气温的变化不会使人丧命，但它带来的天气变化却会。

这上升的1.2摄氏度对我们的天气造成了重大影响。因为地球大气通过全球循环是紧密相连的，这个星球上几乎每个地区的温度都在升高。在最简单的情况下，由于无处不在的升温，热浪席卷世界的可能性在提升，而寒潮发生的可能性则在降低。

同样地，当空气变得更加温暖，它可以在水分凝结和形成云之前锁住更多水蒸气。这些水分可以在大气和云里停留好几天。但如果相对湿度超过了100%，它就会以雨雪的形式落下。这是一个简单的公式：空气吸收的水分越多，下的雨也会越多。这并不意味着无论我们身在何处，都将经历热带暴雨。雨的数量和强度只是在全球平均层面上升，一些地方雨下得更多，另一些地方则可能更少。然而，虽然升温导致各地出现更多暴雨，平均降雨量在世界范围内的变化却是截然不同的。

气候变化也在以另一种方式影响天气。温室气体不仅使大气变得更加温暖，也改变了它的构成，如同人类所做的那样，通过增加二氧化碳、甲烷和水蒸气改变了大气循环。我们正在改变的是高低气压在何时、何处形成，往何处去，何时、何地下雨，风的力量，刮风的季节以及风来自的方向。

这些变化都是有后果的。如今飓风出现在以前不可能出现的地方。海洋变热，一些地方的水温第一次超过特定门槛，变得如此温暖，足以为热带气旋的形成提供能量。数个世纪以来，我们经历的天气处在一个稳定的气候范围内——但随着全球变暖，一些人们熟知的降雨、干旱和风暴模式正在被颠覆。

但这是一幅全球图景。大部分人——从贫穷的农民到各国领导人——想知道的是气候变化是如何影响了他们生活所在地或者资产所在地的天气。这也正是我的工作要解决的问题。

将极端事件与气候变化联系起来

直到最近，如果你问一个气候科学家极端天气事件——热浪、洪灾、干旱——是否与气候变化有关，你听到的答案可能都会让你失望。科学无法找到两者之间的关联，我们最多能说随着地球变热，某个特定事件将如我们预期的那样发生得越来越多。

多亏有了归因科学，这样的局面发生了变化。在历史上首次，我们拥有了对单个天气事件做出可靠陈述的方法。在某种程度上，我们完全改变了气候科学：我们正在以事实取代对天气变因的不安感，这是我们过去不曾做到的。在过去30年里，气候研究人员总是在谈论笼统的气候进程，现在我们可以聚焦于此时此地影响我们的事件。

极端天气归因是在虚构的世界里寻找天气灾难。当某个极端事件在真实世界里发生，我们可以非常精确地对事件作出界定，知道我们在寻找什么：什么温度、持续几天等等。然后我们可以创建一个地球计算机模型，在这里人类还没有通过温室气体排放改变气候，并以此作为理解极端天气事件是否受气候变化影响的基础。要做到这一点，我们在一个虚拟世界模拟可能的天气，然后将其与在一个已经升温1.2摄氏度的现实世界中可能的天气进行对比。之后我们在两个世界进行搜索，看在有多少个模拟的天气模型符合极端事件的定义。

这究竟意味着什么？首先，我们确定在因人类活动而变热的这个世界里在某个特定地域，什么天气是可能的。比如，在北美西北的太平洋会在一个典型的夏天热到什么程度？在这个已经升温1.2摄氏度的世界里，我们今年夏天刚刚经历的最热的日子是每隔十年发生一次？还是每隔50年或者100年？我们经历过的极端热浪有多大可能发生？之后我们再次提出同样的问题，这一次是在没有发生气候变化的虚拟世界里模拟可能的天气。如果某种天气事件在某个情境下更可能或者更不可能发生，那很明显区别的产生是因为气候变化;这是我们在两个世界模拟天气情况的唯一区别。比如，如果某种极端事件出现在我们当下气候里的频率是每十年一次，而在没有气候变化的世界里则是百年一遇，那么气候变化使得这一事件以10倍的频率发生。

在世界天气归因——一个成立于2014年的跨大学项目，我是领导之一——我们在几天或者几周之内展开归因研究——有时某个天气事件还未结束。最近几个月，除了北美的热浪，我们还评估了气候变化与西欧水灾以及一场导致法国葡萄歉收的霜冻有何关系。我们正在研究发生在马达加斯加的严重旱灾，研究对其的影响。

尽管我们可以非常迅速地对事件展开研究，但我们并非唯一从事事件归因研究的人。碳简报网站的数据库列出了400多个归因研究，包括很多关于洪灾、干旱、热浪以及其他发生在中国的事件。这些研究中大约10%发现气候变化与天气事件并无关联。这并不意味着10%的事件都未受到气候变化的影响，因为不是所有事件都展开了归因研究，但这表明进行归因分析的好处，它要好于假设温室气体排放要为每一个天气事件负责。极端天气常常因为人类活动变得更糟，但有时它只是正常的天气现象，或者纯粹是运气不佳。

归因科学对规划和诉讼的意义

这一新的科学回答了很多人在极端天气发生时想要问的问题：气候变化是一个影响因素吗？但它不仅仅是满足好奇心的工具——它还有着重要的实践意义。

理解气候变化如何影响了天气的后果之一是它可以让官员和投资者确保我们这个世界为将来的气候做了更周全的准备。只有当我们知道哪种天气事件更可能在哪个季节和哪些地域发生，对灾难预防和管理的投入才能得到有效部署。

这可以挽救生命，维护繁荣。当人们制定计划——无论主题和规模如何——他们都聚焦于风险和成本。他们也需要知道愿意承担哪些风险。但为了做到这一点，他们首先需要知道风险到底是什么。随着全球升温，很多风险——比如一场足以冲毁河堤的暴雨——正在改变发生频率，从很罕见的也许是300年一遇变得更加频繁，比如80年一遇。规划者可能只会针对比百年一遇更频繁的事件为城市设防，现在他们需要知道这些改变的可能性，为过去不太可能发生的极端事件采取行动。

归因不仅是理解此刻正在发生什么的工具：它还能告诉我们发生极端天气的可能性如何在变，当世界持续变暖我们可能会遭遇什么。我们用于计算气候变化如何改变天气的方法不仅适用于过去。我们可以把现实世界和一个没有气候变化的世界以及未来世界进行对比——允许我们模拟地球在不同程度变热场景下的天气，展示温室气体持续排放对未来风险造成的后果。不过，尽管这些工具已经存在，很多城市规划者却未能拥抱它们以及由气候变化带来的新挑战。在我的祖国德国，今年夏天发生的毁灭性洪水很清楚地表明我们未能为今天的极端天气事件做好充分准备，更不必提未来的极端天气。

归因科学第二个可以运用的地方是，它很有可能用于对天气变化承担责任的法律案件中。未来我们会看到越来越多的能源公司被传唤至法庭。第一起基于极端天气事件、海平面上升以及它们与气候变化关联的诉讼已经启动。有了归因研究的帮助，这些公司将被迫为造成气候相关的破坏向那些没有游说力量支撑的人进行赔偿。

这一方法始于2009年的基瓦利纳。基瓦利纳是阿拉斯加西北部的一个村庄，居住着400名因纽皮雅特人。基瓦利纳常在冬天遭遇暴风雪。在很长一段时间里，一道海冰的屏障向它提供了保护。但气候变化导致这些屏障融化，冬天的暴风雪将村庄淹没在海里，并侵蚀了海岸线。由此造成的后果是，村里的建筑物都面临掉进白令海的危险，居民只好被迫重新寻找家园。村民认为一些人和公司对此负有责任，对他们展开了诉讼，比如石油公司埃克森美孚和煤炭公司皮博迪能源。原告认为，这些公司在燃烧化石燃料导致的气候影响上有意欺骗公众。除了指控它们提供虚假信息，这起案件还新增了一个角度：为失去的村庄提供赔偿。

这起诉讼以失败告终，因为法庭认为这是美国国会而非法院的责任，法院无法认定村庄消亡的原因——但随着归因科学的发展，对这些污染方进行成功诉讼的可能性在加大。最近的一些研究已经计算出特定极端事件造成的金融损失，而这些事件可以归因于气候变化。比如最近的研究发现人类行为引起的海平面上升加重了2012年“桑迪”飓风在美国东海岸造成的破坏，带来了额外81亿美元的损失。另一项研究发现气候变化要为2017年飓风“哈维”在得克萨斯造成的670亿美元损失负责。此前的诉讼忽略了这样的分析，部分是因为缺少具体数字，部分是因为当事人和法官对最新的科学缺乏认识。把这与气候变化责任的证据结合起来可以弥补差距，法院需要这样的信息来做出为极端天气事件造成的破坏进行赔偿的判定。

谁来承担这些损失？答案之一是化石燃料公司。根据加州地理学家理查德·黑德的研究，90个实体贡献了全球范围内从1751年至2010年间63%的温室气体排放。其中一半的排放是从1988年才进入大气——在政府间气候变化专门委员会（IPCC）成立之后，我们都意识到气候变化是存在的，它是一种威胁，可被测量。黑德的碳清单可以用来决定个体公司的具体贡献。根据这份清单，沙特国有能源公司阿美石油和美国石油巨头雪佛龙以及埃克森美孚分别要为自工业化以来全球温室气体排放承担高于3%的责任。英国石油公司BP、俄罗斯天然气巨头Gazprom、荷兰皇家壳牌以及伊朗国家石油公司则分别要承担超过2%的责任。我们知道这些排放对全球平均温度的影响，这意味着我们可以完成因果证据链，从而使石油巨头为气候变化承担责任并公平地分配责任。

另一个方法是聚焦国家。尽管统计企业对气候变化的责任比较困难，计算国家的责任却容易一些，因为全球都有这样的排放报告。取决于是从工业化以来还是更近的时间来计算排放，我们发现当前大约三分之一或者五分之二的变暖是由美国、欧盟和中国的排放造成的。

无论你把目光投向何处，气候变化都带来了明显的损失：孟加拉国、美国东海岸、小岛国家以及印尼，这个有着大量低地的国家在2018年10月遭遇严重海啸。有鉴于此，让人更震惊的是这一问题在很长一段时间里很少被谈及，在这么多年的气候变化峰会上也很少发挥作用。但气候变化导致的破坏正越来越多地转化为经济损失，大家都知道损失金额，全世界的政客都将面临如何找到解决方案的压力。