方陵生 编译
把全球变暖的升温限制在2°C以内,是即将在巴黎峰会上产生的联合国气候公约所要达成的目标。科学家的气候模型显示,这一目标仍然有可能实现,但前提是需要我们付出坚定不懈的努力。
目标的提出
在过去几年里,根据气候模型产生的数十种2℃目标的前景展望,已被纳入政府间气候变化专门委员会(IPCC)的最新评估报告之中。IPCC于2014年4月发布的官方消息明确表示,这是一个宏伟的目标,也是一个可以实现的目标。
这给决策者和环保主义者带来了新的希望,为将于明天在巴黎召开的联合国气候会议上制定一个新的气候条约,提供了一个各国政府进行谈判和辩论的基础。普遍认为,到目前为止,各国提出的减排承诺仍嫌不足,决策者会继续就如何让排放曲线下降,以达到政府间气候变化专门委员会制定的2°C目标展开谈论。
但一些科学家在认真考虑之下认为,2℃的目标似乎有些过于乐观了,尽管一些科学文献都提出了警告,并详细阐述了未来的一些不确定性,人们仍然担心以2℃为目标的科学模型对于所面临气候挑战的难度模糊不清。一些研究人员对于大规模开发生物能源进行碳捕获和碳储存(CCS)的可行性提出了质疑,在科学界也引起了一些分歧,一些人质疑一些科学家的正直品性,是否会屈从于以2℃作为一种政治目标的政治家和政府资助者的意志。
将全球变暖限制在2℃的想法可以追溯到1975年,当时纽黑文耶鲁大学的经济学家威廉·诺德豪斯提出,如果全球变暖幅度超过2℃或3℃,地球温度将超出地球历史几十万年间的最高温度极限。
1996年,欧盟接受了这一温度极限说法,8国集团(G8)也于2009年签署认同了这一温度限制。联合国气候变化会议的与会者在2009年的哥本哈根峰会上确定了这个目标,并于1年后在墨西哥坎昆正式通过。
“前付账”还是“后付账”
2℃目标的提出,让科学家措手不及。2009年之前,大多数建模者重点关注的是如何将大气中的二氧化碳浓度稳定在550ppm,即工业化前水平的2倍,这样就有可能将全球变暖幅度限制在3°C以下。但是,要把目标设定为2℃,必须面对一个严峻的事实——这个排放总量限制的一半已经被倾泻到了大气中。
气候模型建立者必须根据新的目标重新“换挡”。目前,一系列建模活动分成了两大阵营:“提前支付”与“事后支付”。前者需要立即削减温室气体排放,后者可以通过开发从空气中吸收二氧化碳的大规模基础设施,逐步减少排放量。
“负排放模型确实让你认为现在可以继续排放,因为稍后你还有回收排放的选择。”麻省理工学院全球变化科学与政策联合项目负责人之一约翰·赖利说道。
“后付账”模型大多数依赖于生物能源和碳捕捉和碳储存(CCS),途径是:先种植一些作物,然后收获和加工制造生物燃料或用以燃烧发电,植物在生长过程中可吸收二氧化碳,因此可提供碳中和型能源,同时将生产过程产生的二氧化碳捕获并注入地下,整个过程“吃”掉的二氧化碳要多与它产生的排放量。美国能源部赞助的一个企业已经对这样的系统进行了尝试,是伊利诺斯州一个生产生物乙醇燃料的工厂。但无论是生物能源,还是CCS,都无法与模型所预测的规模相比拟。
“这是道很简单的算术题:达到负排放目的碳预算太小,至少需要抵消掉一些排放才能达到零排放的目标。”意大利某基金会气候变化项目副协调员玛西摩·塔沃尼说道。“我们努力实事求是地说话,但这种转换是否是一个容易实现的目标,在很大程度上还是未可知的。”
成本与风险因素
在这些模型和其他信息的基础上,IPCC估计,由于气候变化的缓和,2100年全球消费预计将减少3%-11%;如果从中去掉生物能源,或去掉CCS,成本将会大幅增加。但如果气候变化未能如预计的那样得到缓和,或生物能源和CCS计划受限,大多数模型都无法将气候变暖限制在2°C。
建模者指出,气候模型可反映一些重要的研究问题,如生物能源和CCS的成本为几何,以及对土地利用、食品系统和水资源可利用产生的影响等。
例如,2014一项关于地球未来的研究发现,种植足够多的生物能源作物是很困难的,需要在2100年前大幅提高生物能源农作物产量,并使用77%以上的氮肥。生物能源项目还需要大量收集排放气体集中处理的配套设施。除非一切都如我们所愿,很难在不大幅减少粮食生产产量,或不大量占用自然生态系统土地的情况下,达到模型所设想的规模。
“如果我们需要增加这样一个大型的基础设施,我们就需要调查清楚这究竟意味着什么。”在柏林的墨卡托全球公共资源和气候变化研究所环境科学家沙宾·弗斯说道。
弗斯曾在2014年10月的《自然》杂志子刊——《自然-气候变化》上发表评论文章呼吁将跨学科的负排放研究提上议事日程。这一领域最早研究成果的作者是英国阿伯丁大学的生物学家彼得·史密斯,掀开了对减碳策略及潜在局限性进行评估的序幕。一些策略包括生物能源与碳捕捉和碳储存(CCS),以及其他吸碳方式,如扩大森林规模,使用化学洗涤器直接从空气中捕获二氧化碳,粉碎岩石以加速消耗二氧化碳的地质风化过程等。”这些策略背后的科学可能会稍落后于模型预测,”史密斯说道,“但它们提供了我们在未来2-3年里努力的方向。”
建模者同时还在探索真实世界中的复杂现实。大多数模型假设,减缓气候变化是一项全球各国共同参与的工作,世界各国要有统一的为碳排放买单的定价,各种减碳技术解决方案应得到普遍推广应用,所有这些措施结合起来将有助于在发展中国家推动相对低成本的减缓气候变化的投资组合项目。但现实情况可能比我们想象的更为复杂。
全球变化联合研究所的一个研究小组与维克多等人对一些发展中国家因政局不稳以及公共研究机构质量相对较低而导致产生的投资风险进行了调查,他们的模型表明,为了规避风险,投资者更有可能避开发展中国家,而更多地在发达国家中注资,导致减排成本升高,发展中国家排放量迅速增加的趋势更难以遏制的结果。
前景展望
建模者很清楚地向我们传递了这样一条信息:没有世界所有国家参与的强有力的集体行动,不可避免地将会增加减排成本,同时降低达到2℃目标的几率。在此巴黎气候峰会召开之际,大多数国家,以及所有的主要温室气体排放国,都已承诺将大幅减少排放,但要达到2℃的宏伟目标还有很大的差距。
目前气候变化正在向本世纪末全球升温接近3℃的方向发展,即使假定能在未来采取大幅减排的措施。如果各国不能很好履行巴黎承诺,到2032年就有可能提前支取完2℃的碳预算。如果模型预测成真,世界各国领导人可能不得不接受变暖超出预计的现实,或者不得不实施艰巨的负排放计划。如果选择后者并且获得成功,关于气候变化和减排的辩论方向也将会有所改变。
“这是一个完全不同的策略,”国际奥地利应用系统分析国际研究所副所长、经济学建模专家尼伯萨·纳基诺维克说道。“如果技术上可行,那么我们甚至可以达成低于2℃的目标。”