今年1月,世界气象组织在综合分析了六份国际数据后,确认2024年是有观测记录以来最热的一年。数据显示,2024年的全球平均气温比工业化前平均水平高出约1.55℃,是首个全球平均气温比工业化前水平高出1.5℃以上的年份。
35年前的一个炎热夏日,美国航空航天局(NASA)戈达德空间研究所主任詹姆斯·汉森首次将“全球变暖”这一概念推向公众视野。当时,他以99%的信心断言,这是真实的变暖趋势,并且已开始影响极端天气事件的发生概率。
2025年,汉森再次站在全球气候研究的前沿。这一次,他带来了一个更加令人不安的消息:全球变暖的速度正在加快,人类可能已经突破了《巴黎协定》设定的“1.5℃阈值”。这一发现,如同一颗重磅炸弹,再次引发全球关注和争议。
汉森和他的研究团队指出,1970—2010年间,全球升温速度约为每10年0.18℃,而在2010年之后,全球变暖速度比前40年增加了超过50%,仅在过去两年就飙升了0.4℃。地球现在的温度比过去1.17万年(全新世)的任何一个时期都要高,甚至可能与12万年前极端温暖的间冰期一样暖。这一变暖加速度提示我们重新审视影响气候变化的因子,进而重新认识人类活动对地球气候的影响。
气溶胶与温室气体“角力”
全球变暖的主要驱动力是人类活动产生的温室气体(如二氧化碳、甲烷等)和气溶胶(微小的悬浮颗粒,是空气污染的主要成分)。其中,温室气体通过吸收地球辐射的热量导致全球变暖;气溶胶除了本身反射阳光之外,还会作为凝结核促进云层形成,从而对气候产生冷却作用。
全球温度变化走势基本是这两种因子的“角力”过程:当气溶胶作用更大时,全球温度走低;而当温室效应更强时,全球温度持续走高。
从某种程度上说,温室气体的“威力”还没有彻底显露出来,这是因为空气中存在大量气溶胶,在一定程度上“遮蔽”了温室气体的温室效应。
20世纪70年代是全球气溶胶污染最为严重的时期。这一时期,工业化和城市化进程加速,化石燃料燃烧和工业活动导致气溶胶排放量大幅增加。这些气溶胶对大气产生了显著的冷却作用,抵消甚至超过了温室气体的增温效应,这使得全球气温在上世纪50年代到70年代呈现出下行趋势。
20世纪70年代中期开始,美国和欧洲开始实施严格的空气污染控制措施,这些地区硫酸盐气溶胶排放量显著下降。与此同时,发展中国家的工业化开始启动,气溶胶排放量开始显著增加,这使得全球气溶胶排放直到21世纪初一直保持在高位。
而在这一时间段,全球温室气体排放量持续上升,大气中二氧化碳浓度从约330ppm(百万分之一)飙升至约380ppm。在不断增强的温室效应之下,升温超过冷却,地球能量失衡开始显现,全球气温开始节节攀升。
20世纪末到21世纪初,广大发展中国家工业化持续发展,包括印度、巴基斯坦、孟加拉、喀麦隆等国家空气污染形势依然严峻,而中国先后启动数轮大气污染防治行动计划,显著减少了气溶胶排放,带动全球气溶胶排放量下降。自2010年起,全球气溶胶排放量开始大幅度减少。这一变化导致气温“角力”中降温力量持续减弱,地球能量失衡加剧,全球变暖呈现加速特征。
船舶减排带来“双刃剑”
21世纪以来,国际社会对空气污染的治理从陆地走向海洋。
船舶是海洋上空气污染的主要来源。在航线密集的北大西洋和北太平洋等区域,船舶排放甚至达到总气溶胶的70%以上。十多年来,国际海事组织《国际防止船舶造成污染公约》(MARPOL)不断提高标准,这使海洋航线上的空气污染和气溶胶排放量大幅降低。例如,在排放控制区(波罗的海、北海、美国和加拿大海岸附近、欧洲海域、中国沿海等),船用燃油硫含量标准在2010年7月从1.5%降低到1%,又于2015年1月调低至0.1%;而对于非排放控制区(主要是公海),船用燃油硫含量标准在2012年1月从4.5%降低到3.5%,2020年1月进一步降低到0.5%。
以前,船舶在港口和近海主要使用轻油(如船用轻柴油或低硫轻质燃油),而到了开阔的公海区域则会使用污染较为严重的重油,以此降低燃油成本。但现在,公海上也不能随意使用污染严重的重油。
汉森和他的研究团队指出,近期全球变暖速度的加快,与船舶燃料新规减少硫排放有关。这些变化导致气溶胶污染减少,从而削弱了云层对阳光的反射作用。而且,这种减少可能使全球气溶胶辐射强迫增加了约每平方米0.5瓦,远高于目前估计的每平方米0.05—0.15瓦。这种变化被认为是导致全球变暖加速的重要因素之一。
据此,在过去两年全球0.4℃的气温增幅中,约一半由船舶排放减少所贡献。按照汉森的解释,船舶污染物的气候影响大,是因为海洋区域空气相对清洁,船舶排放的气溶胶颗粒可以作为云凝结核,增加云滴的数量,从而增强反射太阳辐射的能力,导致更强的冷却效应。而在空气污染较严重区域,增加气溶胶排放产生的额外冷却效应会显著减弱。这种现象类似于“边际效应递减”——即在污染较轻的环境中,少量气溶胶的冷却效应最大;而在污染较重的环境中,额外的气溶胶对冷却的贡献逐渐减少。
气候敏感度或需“再评估”
如果以上研究得到进一步确认,气候科学中的众多参数可能需要重新设置,气候敏感度是其中的一个关键参数。
作为衡量地球气候系统对温室气体浓度变化(尤其是大气中二氧化碳浓度变化)响应程度的重要指标,气候敏感度通常被定义为“当大气中二氧化碳浓度翻倍后,地球表面平均温度的变化量”。
在科学界开始认识这个参数时,大气中二氧化碳的浓度约为300ppm。1967年,日裔美籍科学家真锅淑郞根据当时的模式计算指出,当全球二氧化碳翻番时(即大气二氧化碳浓度达到600ppm),全球温度升高约为2.36℃。
不断排放温室气体的工厂
尽管其估算模式要比现在简单得多,但其估算数值与目前估算结果非常接近。比如,2021年IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)第六次气候变化评估报告给出的气候敏感度数值范围为2.5—4℃,最佳估计值为3℃。这些都与真锅淑郞在50年前的估算基本一致。
不过,汉森的最新研究认为,实际的气候敏感度可能高达4.5℃,而不是IPCC估计的3℃。因此,还需要进一步改进气候模型,更准确地反映气溶胶与云的相互作用,从而更准确地预测未来气候变化。
然而,科学界对于这一问题看法不一。德国莱比锡大学和英国雷丁大学等机构的研究人员认为,汉森并未讨论气候系统内部的复杂过程。比如海洋的区域变化、大气与海洋之间的热量输送等问题——如果考虑这些因素及温室气体浓度的持续增加,现有研究可以解释近年来的全球变暖增速,而不需要额外采用更高的气候敏感度。也有科学家认为,汉森的观点虽然合理,但显得有些过于悲观,甚至有点“极端”。
人类已走到气候危机边缘
2月11日,《自然-气候变化》发表的两篇文章从不同侧面指出,地球已经出现了连续12个月全球平均升温至少达到1.5℃。这是否意味着《巴黎协定》所设定的“1.5℃阈值”已经被突破?
联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)将1.5℃目标定义为“20年平均气温超过工业化前水平1.5℃”。在IPCC第六次气候报告中,全球变暖水平是通过中心化20年滑动平均来评估的,即如果一个20年滑动平均的中心月份升温超过1.5℃,则认为全球变暖升温幅度达到了1.5℃。《巴黎协定》的目标设定也采取了与之类似的定义。
因此,尽管2024年的全球升温创新纪录,但只是短期内超过了1.5℃,并不表示全球的气候平均态(如20年平均)已经超过了1.5℃,所以也还不意味着全球升温幅度已经突破了《巴黎协定》设定的“1.5℃阈值”。
不过,这两篇论文都指出,全球气温的长期平均值已经非常接近超过1.5℃的阈值。
2024年底,赤道中东太平洋地区的海温处于拉尼娜状态,即这一区域海温比正常偏低至少0.5℃。一般而言,这种偏冷状态对全球气温会起到抑制作用。然而,今年2月6日,欧盟气候监测机构哥白尼气候变化服务局发布报告显示,2025年1月成为该机构自1940年有记录以来的最热1月,全球升温幅度已达1.75℃。数据还显示,过去12个月的全球平均气温较工业化前的平均气温高出1.61℃。
这确实出乎很多人的意料——海洋的短期温度降低或许已经无法“降服”全球升温这匹“野马”,2025年的全球温度还可能继续升高。而来自英国气象局数据显示,2024年全球大气二氧化碳浓度增速已达到3.58ppm,是“有观测记录以来的最快增速”。
全球各地近年来频繁出现的极端气候事件都在反复提醒我们,全球变暖意味着极端天气和各类风险的增多增强。气候灾害造成的经济损失和人员伤亡已远超各种地区冲突,成为人类社会最严重的危机。
全球年度升温幅度首次超过1.5℃,揭示了一个严峻的现实:全球变暖的速度正在加快,全球气候系统正在进入新的阶段——我们可能已经走到了气候危机的边缘。
尽管科学界对于这一问题的看法还有分歧,但我们必须认识到,应对全球变暖是我们这一代人面临的最紧迫任务。只有通过全球合作和科学指导,我们才能保护地球的生态环境,实现可持续发展。
(作者为中国科学院大气物理研究所研究员)
原标题:全球变暖加速,《巴黎协定》“1.5℃阈值”突破了吗?
栏目主编:许琦敏 文字编辑:刘琦 题图来源:视觉中国 图片来源:Pixabay
来源:作者:魏科