【正见新闻网2013年05月15日】
过去十五年，温室气体的排放持续增长，但地球表面的空气温度却基本保持不变。从2000年到2010年，人类向大气中排放了大约1千亿吨二氧化碳，相当于1750年以来人类排放的全部二氧化碳总量的1/4。然而，“全球变暖”的教父级人物韩森（James Hansen）承认：“全球气温的五年平均值十年以来没有变化”。
《经济学人》杂志3月号发表长篇文章，认为温度在短期内波动正常，但在长时间内温度保持不变令人惊讶。英国雷丁大学（University of Reading）的霍金斯（Ed Hawkins）指出，自从2005年地表温度已经处于20个气候模型预测范围的下限。如果温度继续不变，几年之内将低于模型预测的范围。
温室气体排放量的上升和不变的地表温度之间的矛盾已经成为气候科学中最大的谜团之一。这并不意味着全球变暖是幻觉。即使地表温度不再变化，21世纪头十年的温度较20世纪头十年同比要高将近1℃。这个谜团需要破解。
由于某些未知因素，上述矛盾也许意味着2000年到2010年二氧化碳排放量的增长和温度升高之间有暂时的迟滞；或者1990年代气温快速上升是一个反常的时期；再或者，越来越多的研究表明，气候对于更高浓度二氧化碳以某种不为人知的方式作出反应。如果这是真的，其对气候科学以及环境与社会政策具有重要意义。
不敏感的地球
科学家用来描述气候对二氧化碳浓度变化响应的术语叫做“气候敏感度”。其定义为当二氧化碳浓度翻番时，地球会变热多少度。最常用的度量即所谓的“平衡敏感度”，是指包括了所有反馈机制结果后的气温上升值，但不包括植被及冰架引起的变化。
二氧化碳本身以固定的速率吸收红外线。二氧化碳浓度每翻一番，气温大约上升1℃。二氧化碳浓度从前工业化时代的280ppm增加到560ppm，地球温度便上升了1℃。如果仅仅是二氧化碳，这并没有什么可以担心的。1℃升温不是什么大事。但是因为两个因素，事情并不是那么简单。一是二氧化碳浓度增加直接影响到水蒸气（一种比二氧化碳更强劲的温室气体）和云层的数量，而水蒸气和云层可能放大或减缓温度的上升。这就直接影响到平衡敏感度，也就是说二氧化碳浓度加倍产生的温度上升可能高于或低于1℃。二是其它因素，比如空气中烟尘和气溶胶也会加强或减弱二氧化碳的影响。所有严肃气候科学家在这两种因素上有共识，但他们对预测的变化成度无法达成一致。
政府间气候变化专门委员会（IPCC）代表了“主流”气候科学界（即主张全球暖化是人类活动引起的学派），其估算为大约3℃，上下浮动1℃。在2007年的评估报告中，该委员会写道：“平衡气候敏感度…有可能在2℃到4.5℃之间，最有可能是3℃，低于1.5℃的可能性极低，但不排除高于4.5℃的可能性。IPCC的下一次评估将在九月份出炉。一份初稿最近泄露。其中列出的可能结果基本没变，但把敏感度的上限提高到了6-7℃。
3℃左右的气温增幅将带来极大危害。IPCC早期的评估认为这样的温度上升意味着更多的地方将遭受旱灾；多达30%的物种面临更大的灭绝风险；大部分珊瑚礁将遭受生物多样性的损失；强力热带飓风将会增加，海平面会更高。
“新模型”大军
然而，一些近期的研究却得出了完全不同的结论。挪威研究委员（Research Council of Norway）由挪威政府资助。该委员会的一份报告由奥斯陆大学的伯恩森（Terje Berntsen）领导的小组编写，目前尚未公开发表。该报告使用了与IPCC不同的方法，其结论是：二氧化碳排放量加倍时，有90%的概率气温仅会升高1.2-2.9℃，而最有可能的数值是1.9℃，此研究中的气候敏感度的上限远低于IPCC的估算。
这项研究还没有经过同行评议，也许不可靠。但是这样的预测并非仅此一例。 2012年，横滨全球变化研究所（Research Institute for Global Change in Yokohama）的哈格雷夫斯（Julia Hargreaves）发表了一份论文，认为有90%的概率真实温度变化在0.5-4.0℃之间，平均为2.3℃。其根据是二万年前上一个冰川期达到顶峰、二氧化碳浓度猛增时气候变化的表现。独立气候学家路易斯（Nic Lewis）在一项已被接受发表的论文中得出了更低的变化范围：1.0-3.0℃，平均升温数值1.6°C。他的计算重新分析了IPCC引用的工作，并且包括了更多最新的气温数据。在这些计算中，气候敏感度超过4.5°C的概率小到微乎其微。
如果这些估算是正确的，气候变化科学以及公共政策全部需要重大改动。如果根据传统观点，即二氧化碳加倍，全球气温上升3℃或者更多，那么应对的正确方法只能是严格控制导致气温升高的温室气体排放，可是大部分国家目前都在停留在口头承诺上。这被称作“减灾”。进一步说，如果发生灾难性事件的概率存在，比如气温上升6℃，进行强力干预便成为正当手段。这和购买灾难保险类似。当你支付保费时可能觉得这是不必要的开销。但你需要理赔的时候，你真的需要保险。许多经济学家，包括耶鲁大学的诺德豪斯（William Nordhaus），均同意这一观点。
但是，如果二氧化碳排放翻番而气温只上升2℃且升温6℃的可能性渺茫，应变计划就得改变。也许世界应该寻求适应而不是阻止温室气体的排放。如果你不住在地震区，就没有买地震保险的必要。这种情况下，从边际效益上来说，适应而非减灾可能是正确的政策。当然，以上只有在新的估算真比旧的更可靠时才是好主意。不同的模型导致不同的结果。
一类称为广义大气循环模型（GCM）的模型使用自下而上的方法。它们把地球和大气划分成网格，并在网格中进行大量的计算以模拟气候系统及对其的多重影响。这种复杂模型的优点在于详尽。缺点则是它们无法反映最新的气温数据。它们模拟气候的长期变化，而不考虑当前的观察结果。其气候敏感度取决于它们对气候系统过程和反馈描述的准确性。
另一种称为能量平衡模型（energy-balance models），相对简单一些。它们采用自上而下的方式，将地球当作是一个单元或两个半球，用一些方程式代表整个气候，包括温室气体、火山气溶胶以及全球气温的变化。这类模没有试图描述气候的复杂性，这是它们的缺点。但它们的优点是其明确使用温度数据来评估气候系统的敏感性，所以能够对实际的气候观察结果做出响应。这一点不同于广义大气循环模型（GCMs）。
IPCC对气候敏感度的估计部分依赖于广义大气循环模型。因为这类模型反映出科学家们对气候运行机制的理解，且该理解没有太大改变，所以这类模型也没有改变，更没有体现最近气温上升的中断。相比之下，那项挪威的研究建立在能量平衡模型基础上。与之类似的早期较有影响的研究还包括苏黎世大气和气候科学研究所的努提（Reto Knutti）、英国利兹大学的福斯特（Piers Forster）和雷丁大学的格里高利（Jonathan Gregory）、伊利诺伊大学的安德儸诺娃（Natalia Andronova）和斯莱辛格（Michael Schlesinger）、挪威计算中心的爱尔德林（Magne Aldrin）等人的工作。以上研究均得出较低的气候敏感度。福斯特和格里高利的论文指出平衡敏感度的中间值为1.6℃，有95%的概率在1.0-4.1℃之间。爱尔德林和其同事的结果是有90%的概率能在1.2-3.5℃之间。
能量平衡模型似乎明显更好。它们与实际发生的情况吻合吗？是，但这不全面。牛津大学的艾伦（Myles Allen）指出，能量平衡模型能更好的体现简单和直接的气候反馈机制，而对间接和动态的机制则体现不足。大部分温室气体的比较简单：它们使气候变暖。火山的直接影响也很简单：它们通过反射阳光来冷却大气。但是火山还会改变大气循环模式，间接地使气候变暖，部分的抵消掉了其直接冷却的作用。简单的能量平衡模型无法反映这样的间接反馈。因此，该类模型可能夸大了火山冷却效应。
这意味着，如果某些因素出于某种原因暂时掩盖了温室气体排放对全球气温的影响，简单的能量平衡模型将无法捕捉到。它们将会对降温产生过度响应。简言之，不同类型的气候模型测量的是不尽相同的东西。
云层的不确定性
这也意味着，说明气候对二氧化碳排放的敏感性低于预期不能仅仅依靠模型。一定有其它的解释。实际上，的确有，比如独立气候影响和能放大（有时减缓）气候变化的反馈回路。
首先说说气溶胶，比如硫酸盐气溶胶。这些颗粒有的通过反射阳光来阻止大气变暖，有些会促进变暖。但总体来说，气溶胶对二氧化碳和其它温室气体的暖化效应起抵消作用。大部分的气候模型认为气溶胶能使大气降温大约0.3-0.5℃，如果这低估了气溶胶的效果，也许就可以解释最近停止升温的现象。
但是，气溶胶的效果没有被低估。实际上它可能被高估了，过去几年，对气溶胶的测量有了长足进步。卫星和探空气球的详细数据表明它们的冷却效果较低，而某些地方增温的效果更强。泄出的那份IPCC评估报告（仍在审议和修订中）认为，气溶胶的辐射力（radiative forcing，亦即其增温或冷却的能力）的估算值已经从2007年的-1.2瓦特/平方米降到了现在的-0.7瓦特/平方米。也就是说，其冷却效果并没有那么高。
最常见也是最重要的一种气溶胶是煤烟，也被称为炭黑。同所有黑色物质一样，它们吸收阳光，使大气升温。今年一月，一项最详尽的煤烟的研究发表了。该研究发现了煤烟更强的净增温效果，比以前预期要高。炭黑能产生大约1.1瓦特/平方米的直接增温效果。即使间接效果抵消掉了一部分增温，其直接增温效应仍然高于先前联合国环境项目的估计值0.3-0.6瓦特/平方米。
上述发现使最近一段时间的气温不变更加令人困惑。如果气溶胶冷却地球的效应没有预期那么大，那么全球变暖应该加速才对。但事实并非如此。某些因素阻止了全球变暖。其中之一就是更低的气候敏感度。
一个与之相关的可能性是广义大气循环模型也许高估了云层的影响，而云层又受到气溶胶影响。在这一类模型中，云层增强了全球变暖，有时候剧烈增强。但正像泄出的那份IPCC评估报告提到的：“云层的反馈一直是气候模型中最飘忽不定的辐射反馈。”云层甚至有可能减弱而不是增强全球变暖。这也可以用来解释升温停滞的现象。如果云层的效果变小，那么气候敏感度将会降低。
所以解释也许来自空气，但也可能不是；也许来自海洋，但是也和事实矛盾。过去十年，海水表面温度的长期增长似乎停顿，表明海洋没有像大气那样吸收那么多热量。
和气溶胶一样，这个结论依赖于新测量设备的优质数据。但它仅适用于水面以下700米内的海洋。超过这个深度尤其是2公里或更深处的温度变化尚不清楚。美国国家大气研究中心的特伦波斯（Kevin Trenberth）与同事发表在《地球物理学研究快报》上的论文指出，过去十年间，30%的海洋升温发生在700米以下的深海区。该研究认为全球变暖很大一部分实质上是发生在海洋，而深海正在以前所未有的方式升温。如果这是真的，也能解释升温停滞的现象。
“全球变暖”信用等级面临下调
最后，有证据表明温度的非人为自然变化可能比IPCC预期的要大。唐家基和周建松（音译）最近发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文把自1750年的温度变化归咎于自然变化（比如大西洋的海水温度），并提出20世纪下半叶人为导致的全球变暖趋势可能被高估了两倍。因此，1990年代的温度上升和本世纪头十年的温度停滞在一定程度上可能是自然变化引起的。
所有这些意味着什么呢？科学家在解释他们的发现时都很谨慎。努提博士说：“关键是存在几个不同的证据系列，观察到的趋势是降温，而在模型中是升温。我个人的观点是总体评估没有太大变化。”
考虑到升温的停滞和所有新证据，稍微调降气候敏感度看上去是合理的：将最佳估计值从3℃向下微调到2.5℃，将上限降低至4.5℃左右。如果气候科学家是评级机构，气候敏感度将是“负面观察”，但还不至于被降级。
平衡气候敏感度是气候科学的一个基准，但是是一种特定的指标。它试图描述在所有反馈机制都包含在内时气候的变化情况。这种意义上的“平衡”跨越几个世纪，对于决策者来说太长了。华盛顿大学的儸（Gerard Roe）主张，即使气候敏感度同IPCC的估算值一样高，在任何合理贴现率的情况下其影响会非常小，因为该过程时间太长。所以当前气候敏感度会如何变化是一回事，其可能带来的政策后果是什么则是另一回事。
对于政策而言，更有用的指标是瞬时气候响应（TCR），指二氧化碳在70年中倍增过程中温度的变化，与平衡响应不同的是，TCR可以直接观测，其争议较少。大部分TCR的估算值是1.5℃，在1-2℃之间。美国国家海洋和大气管理局的赫尔德（Isaac Held）最近计算出他对TCR的最佳估计是1.4℃，对气溶胶和自然变化新估算都已包含在其中。
TCR低于平衡气候敏感度：这听起来让人安心。但是TCR仅仅代表70年中二氧化碳排放引起全部升温的一部分。二氧化碳会在大气中存在远远超过70年。
作为一个经验法则，大气中每增加一万亿吨二氧化碳，全球气温上升约1.5℃。自1750年以来，全球已经排放了五千亿吨二氧化碳，气温升高了0.8°C。按照现在的速度，到2045年人类将再排放五千亿吨二氧化碳。2080年之前，总排放量将会达到2万亿吨。
因为二氧化碳在大气中累积，即使是较低的敏感性，温度要比前工业化时代的水平增加2℃左右，有可能接近4℃的上限。尽管有这些关于气候敏感度的研究，但没人知道如果温度上升4℃气候会如何响应。这很难让人放心。