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南财快评:诺贝尔奖为何再次结缘气候变化

2021年诺贝尔科学奖,即诺贝尔物理学奖,被授予复杂系统研究,但更准确地说是气候研究,特别是气候变化研究。这不是诺贝尔奖第一次颁发给研究气候变化的学者。第一次是在2007年,当时诺贝尔和平奖被授予美国前副总统阿尔·戈尔和政府间气候变化专门委员会(IPCC),以表彰他们对气候变化的贡献。2018年,诺贝尔经济学奖的一半第二次颁发给了耶鲁大学的威廉·D·诺德豪斯(William D. Nordhaus)教授,肯定了它将气候变化因素纳入宏观经济增长的理论和模型框架。今年第三次,2021年诺贝尔物理学奖的一半被授予Syukuro Manabe和Klaus Hasselmann,以表彰他们对"物理建模,定量变异性和全球变暖的可靠预测"的贡献。诺贝尔奖与气候变化之间的联系在学术界越来越主流,从最初的政治到经济再到物理学。

IPCC第一工作组的作者和气候变化科学领域最杰出的先驱是两位学者,Tsung女士和Hasselman先生。美国普林斯顿大学高级气候学家,主要贡献是早期建立了大气二氧化碳浓度与辐射强迫、温度上升之间的定量关系,而哈塞尔曼是德国马克斯普朗克气象研究所教授,其主要贡献是建立了短期天气变化与长期气候变化之间的复杂混沌关系, 这两者都为气候变化系统的建模和科学评估做出了开创性的贡献。特别是金盘树朗先生与中国学术界有着密切的联系,曾多次访问中国,对中国科学院院士、气象学家叶杜正先生在2005年出席庆祝叶先生90岁生日的会议深表钦佩。

气候变化学科是一门多学科和复杂的科学研究,涉及自然科学和社会科学,如地球物理学,大气化学,生态学,经济,社会,政治,外交,法律等。随着近三十年研究的不断深入,这些学科不再是独立研究,而是广泛的合作和交叉研究、接口和反馈,以完成对气候变化的全面评估。

南财快评:诺贝尔奖为何再次结缘气候变化

2005年,真正的库克访问中国

诺贝尔物理学奖的颁发,恰逢各国在本世纪中叶连续提出碳中和目标,引起了社会各界的更多关注,更好地普及了气候变化的科学事实。气候变化在因果关系上与平时的环境问题大不相同,不仅是当代的,而且是长期的代际问题,潜在影响非常大且不可逆转,因果链条漫长而复杂,大多数环节存在很大的不确定性,主要责任更难公平确定, 涉及国家生存和发展的根本利益,存在着政治立场的原则性冲突。

自19世纪初法国科学家约瑟夫·傅立叶(Joseph Fourier)提出全球气候变化进入政治和公众视野的温室效应以来,这是一个漫长而曲折的过程。与将气候变化联系起来的三项诺贝尔奖不同,气候变化知识的传播实际上走了另一条路。

最初的研究始于19世纪初和20世纪初。科学家John Tyndall和Svante August Arrhenius对温室气体和人为二氧化碳排放引起的变暖进行了初步研究,作为他们探索史前冰河时代可能原因的一部分。然而,由于当时人类文化和宗教信仰的局限性,这些研究并没有导致人们怀疑强大的自然力量,平衡和秩序会受到小人类活动的影响和破坏。在接下来的一个半世纪里,来自不同学科的科学家试图从地理(地壳运动,火山等),海洋学(海洋环流等),生物化学(森林和土地利用等),天文学(太阳黑子周期),地质力学(地球的自转轴和轨道)的角度来解释地球的气候变化现象,但没有一个单一的研究学科足以说服科学家。直到1938年,当工程师盖伊·斯图尔特·卡伦达尔(Guy Stewart Callendar)提出全球气温上升与化石燃料燃烧产生的二氧化碳密切相关时,专家们持怀疑态度,这项研究当时没有引起足够的关注。

第二阶段是对自然科学的全面研究,始于20世纪中叶。第二次世界大战和冷战期间对气象科学的需求为跨学科和综合研究气候变化带来了新的机会,科学家Carl-Gustaf Arvid Rossby,Gilbert Norman Plass,Hans Eduard Suess,Roger Randall Dougan Revelle等人整合和发展了气候研究学科,使用碳同位素等新方法来测量大气和海洋中的碳元素。计算机技术已被用于模拟全球气候变化,并表明气候变化可能成为子孙后代的一个严重问题。日益加强的国际合作促进了气候科学的发展,1951年,世界气象组织(气象组织)取代前国际气象组织(海事组织)成为联合国下的一个专门机构,并设立了1957-1958国际地球物理年,规划和执行各种跨学科跨界研究项目。在支持下,科学家查尔斯·大卫·基林(Charles David Keeling)经过多年的持续研究,证实大气中的二氧化碳浓度确实在上升,人类活动是造成温室效应和全球变暖的原因,并提出了有影响力的基林曲线。但这仍然是找到全球气候变化原因的可能性。在20世纪中叶,工业的快速发展和核武器技术的出现造成的环境污染使科学界、政界和公众注意到人类活动和技术可能对地球产生的巨大影响。海洋生物学家雷切尔·路易斯·卡森(Rachel Louise Carson)于1962年出版了《寂静的春天》(Silent Spring),1972年出版了罗马俱乐部的第一份报告《增长的极限》(The Limits of Growth),开始了人类对既定发展模式和人为环境变化的重新思考。人们开始相信全球变暖和人类活动可能会改变气候的科学论点,但他们并不认为气候变化是有害的。变暖的可能性是如此不确定,以至于没有科学家考虑过建议人们采取具体行动来限制温室气体排放。在此过程中,科学界继续根据最新的古气候学和冰河时代数据和证据(花粉,浮游生物化石,冰芯,深海沉积等)辩论气候变化的原因,并试图使用物理和数学模型模拟大气和海洋环流模式。此外,还对火星和金星等行星的气候原因进行了比较研究。随着系统理论、控制理论和信息论的快速发展,气候变化研究进入了一个新的阶段,科学家们更加一致认为,气候变化是众多因素复杂相互作用和整合的结果。

第三阶段是对自然科学和社会科学的综合研究。20世纪70年代以来,以和平与发展为主题,环保主义抬头,冰盖融化,气候灾害频发,研究进展新进展,特别是计算机模拟技术的飞速发展,促使科学家更加关注地球环境的变化,研究经费推动传统学科和组织资助气候变化研究。一些能源和高排放行业开始从事公共关系和干预。科学家James Hansen,Real Solange,Kirk Bryan和其他人研究了大气中二氧化碳浓度成倍增加时的气候敏感性,Veerabhadran Ramanathan和其他人注意到大气中的其他温室气体相对较小但增长迅速并产生更大的影响。美国国家科学院成立了气候变化委员会,并于1977年发表了一份关于能源和气候的报告,指出气候变化与能源生产和消费密切相关。与此同时,正在对气候变化的社会和经济影响进行新型研究,更多的社会科学专家和决策者参与对气候变化的全面评估。

气候变化的政治逻辑和应对战略具有两个层次的意义:一是深入认识气候变化事件,协调和平衡气候变化影响、适应和减缓之间的关系,二是将气候变化纳入其他非气候的国际和国内决策体系,协调和平衡气候变化与人类社会经济发展的关系, 以期在特定的风险分析过程中提供可识别、可比较和可信的信息,例如不同时间和空间尺度的政策和投资。实现这些目标需要长期的历史倒退和更广阔的全球视野。

全球气候变化及其与人类活动的相互作用以及由此产生的一系列问题引起了全世界的广泛关注和研究。所有这些科学家都为这一旅程做出了巨大贡献,Real Soro和Hasselman是主要的推动者和先驱者。诺贝尔奖一再将气候变化联系起来,表明人类活动导致变暖的事实已被主流社会广泛接受,世界各国正在考虑采取行动应对气候变化。但面对气候变化,国际社会在能够和应该做些什么的问题上仍然存在着深刻的分歧,可以预见,在真正实现碳中和和有效行动之前,我们还有很长的路要走。

(作者为国家气候战略战略中心战略规划主任)

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