在这一年中倾斜度最大的两个日子之一,向大家问好。中午时分,南半球的太阳将高高在上,而在北半球,即使是我们中午的阳光也会以尖锐的角度照射过来。尽管有这种差异,我们都生活在COVID-19的无情条件下。我写这封信时,许多社区正面临着退缩和损失的严峻冬天的来临。同时,即将到来的疫苗的前景使我们对2021年的某个时候没有负担和孤立的生活充满了幻想。也许在这种恐惧和希望的不安气氛中,有能力加强我们都必须学会的一件事:听起来很小的数字的非凡力量。
个人、社区和政府不能理解、尊重和应对小的数字,是遭受COVID-19的主要原因。我们能否在气候变化的小数字方面做得更好,将是未来几代人在管理一个具有挑战性的气候时过上好日子与在一个荒凉的、不稳定的、无法管理的气候的摆布下从危机到危机的区别。恐惧和希望的结合驱使许多人成为Probable Futures ,而我们每个人都不得不学习和接受小数字的含义。希望这封信能帮助你做到这一点。
二月,我在我家接待了一群生态学、能源和风险方面的专家,讨论气候研究和合作。该病毒刚刚开始在中国以外的地区被注意到,在我们会议的休息时间,这群高度数字化的人讨论了可能的轨迹。"我的朋友哈米德说:"关键的数字是传播的速度。他最近和一位专家谈过,并向我们解释了这个数字将如何决定COVID-19是否会被控制或成为一个大流行病。传播率(Rt)低于1就不用担心,而3将在夏季之前成为全球灾难性事件。在其他情况下,我想了很多关于复合增长的问题,这听起来很有道理,但凭直觉,3听起来仍然比1高不了多少:
如果Rt低于1,每个人平均会传给不到一个人,所以 "数字",我们现在都这么叫,会不断下降。如果Rt大于1,病毒就会传播。但所有高于1的数字都不一样。每一个小的增加都有很大的不同。如果Rt=1.1,病毒将稳定地传播,因此,如果人们在一周或10天内被感染,1000个病例将在大约2个月内变成2000个左右,4个月内变成4000个。然而,如果Rt=3,它将迅速传播,难以理解。一千个病毒携带者将在一周左右感染3000个,在大约两个月内将有超过200万个病例。再过两个这样的月,如果不加控制,这200万将变成40到50亿,所以基本上世界上每个人都会有,或者已经有这种疾病了。现在回顾一下美国的公开数据,3月中旬的Rt约为3,因为每天的新病例从少数几个变成了25000个。在这个至阴日之前的一周,美国的Rt估计为1.16。
气候的听起来很小的数字
Rt的关键值与衡量气候变化的听起来很小的数字如此优雅地匹配,这是一个巧合。你无疑已经多次听到 "保持在2.0℃以下 "和 "旨在将升温保持在1.5℃以下"。在我8年前开始认真从事这项工作之前,我听过这些数字,但没有多想。事实上,它们听起来都差不多。我有时会读到一些文章或听到一些人的采访,他们会说,"我估计我们会达到3℃,"我想,"好吧,这听起来比现在暖和,但不比2℃高多少,而且2℃应该是安全的。"一些经济学家提出,3℃可能是理想的。
我花了几十年时间研究经济学,包括在中国统计学的奥秘中深入研究了10年,我倾向于对大多数小数点右边的信息保持警惕,怀疑其精确性是没有必要的。聪明的计量经济学调查,产生尖锐的多小数点的结果,通常取决于非常具体的条件和 "其他一切条件相同"。我把这种几乎是故意不精确的心态带到了气候工作中,而且在某些方面是有帮助的,因为对整个大气层的测量是不可能的,而且过去的记录也不精确。然而,现在,我一直在考虑1.5和2.0的问题。我也经常思考1.0、2.5和3.0。超过3.0的数字就很难想了。这些数字都意味着截然不同的事情,每个人都应该对它们有一个认识。1和3之间的结果远比COVID-19可能造成的结果更具破坏性。
什么--或者什么时候--是零?
在我谈到小数字之前,我认为有必要解释一下零。在COVID-19术语中,Rt=0将是一种根本没有传播的病毒。在气候方面,它意味着什么?
零指的是 "工业化前的全球平均表面温度"。由于以煤炭和石油为燃料的工业化是在1900年左右开始的,所以通常的参考期就在那之前。政府间气候变化专门委员会(IPCC)使用1850-1900年作为基线,大多数关于全球平均温度的公开讨论都与该基准联系在一起。在此之前的数据不太全面和一致。创建一致和全面的数据的历史是一个安静的志愿者精神、好奇心、顽强精神和协调的历史。
几个世纪以来,陆地和海上的人们一直在记录天气,但在丹尼尔-华氏于1714年发明水银温度计之前,温度一直难以估计。然而,即使有精确的温度计,全球数据也很难收集和协调。1853年,美国海军海图和仪器库的主管Matthew Fontaine Maury(多好的工作头衔啊!)在布鲁塞尔组织了一次峰会,为记录天气现象制定一致的标准。这在很大程度上解决了一致性问题,但聚集和协调的问题仍然存在。20世纪70年代,东安格利亚大学和英国气象局的研究人员开始了一个艰苦的项目,翻阅过去来自世界各地的浮标、船只和陆地站的记录,并将它们放入一个一致的可用格式。看看这些协调的全球记录,我们现在可以说,在1850年至1900年期间,离地表一两米高的大气层的平均温度在13℃至14℃(55℉-57℉)之间。零度是舒适的。
我惊叹于那些日复一日收集天气状况的努力,因为它们将全世界人民150多年来的平凡的日常观察汇集在一起,使每个人都能从中受益。关注和分享观察结果的简单行为使我们的气候变得可知。这是我认为我们了解物理环境的能力也许是我们人类最伟大的集体成就的众多原因之一。
我们现在在哪里?
当你在提到气候变化时遇到像1.5°C或2.0°C这样的数字时,它们是衡量地球表面附近的大气层平均比1850-1900年的平均温度高多少,或将高多少。在1950-1980年,这个数字约为0.3℃。2019年的平均值约为1.1°C。我们要到1月份的某个时候才会有2020年的最终数据,但看起来2020年将是有记录以来最热的一年,超过2016年,当时周期性的厄尔尼诺现象将温度提升到上升趋势之上。
当小数字意味着大变化时
有几种方法可以使平均水平的小变化导致生活在这个星球上的经验发生大的变化,不管你是植物、鱼还是人类的社区。
罕见的事件变得更加普遍
Probable Futures 正在与亚利桑那州立大学的一个名为Ten Across的团体合作。这种联系激起了我对亚利桑那州的兴趣。该州及其最大的县--马里科帕县的人口增长速度继续超过发达国家中除少数几个地方以外的所有地方。在过去的50年里,亚利桑那州的人口增长了410%,而平均气温却上升了约1.6°C(3.2°F)。这种温度上升在冬至日听起来可能不大,但在春季、夏季和秋季,它使已经很热的日子变得更热。
以38°C(100°F)为例。即使在沙漠湿度较低的情况下,这也是一个热天。在20世纪20年代,凤凰城平均有大约75个这样的日子,大约占全年的20%。1980年至2010年期间,平均有110个这样的日子,占全年的30%。今年有145天,占全年的40%。再高0.5℃,只在7月和8月出现的温度将在5月至10月占据主导地位。
更高的极端温度的变化甚至更加戏剧性。在凤凰城,超过43°C(110°F)的日子曾经很罕见。1996年ASU对凤凰城气候的研究表明,从1896年到1995年,平均有10个这样的日子。到2018年,记录是33个这样的日子。在2020年,有53天,将近8周。46°C(115°F)是很残酷的,正如几年前一位离开凤凰城的移民向我解释的那样,"空调最多只能将屋内的温度降低30°F。在115华氏度,即使在一个好的房子里也是很残酷的。我不得不出去。"想象一下,当天气如此炎热时,住在凤凰城85,000个活动房屋中的一个。凤凰城此前的46℃(115℉)天数记录是7天,今年有14天。随着全球平均温度的上升,这些极端天气的频率将更快地增加。
史无前例的事情开始发生......而且可能永远不会停止
全球平均气温的小幅上升不仅会导致罕见的事情变得普遍。它们还导致以前从未发生过的事情发生。考虑一下温度超过35℃(95℉)的天数。下面动画中的第一张地图显示了1971-2000年期间这种情况发生的频率,当时大气温度为0.5℃,随后是1.0℃、1.5℃、2.0℃、2.5℃、3℃的地图。深灰色表示平均每年有零个这样的日子的地方。随着全球平均气温的小幅上升,深灰色迅速从加拿大、俄罗斯、阿拉斯加和世界各地的山区的大部分地区退去。绿色对这些新地区的侵袭不仅仅是打破了温度记录。它正在改变冻土层的物理特性,特别是永久冻土层。
20年前,当全球平均温度比工业化前的平均温度高出约0.6℃时,科学家们列出了一份可能由气候变暖引起的 "低概率/高后果事件 "清单。这些 "事件 "是一些过程的开始,一旦开始,基本上就不可能停止。众所周知,即使人类停止排放任何温室气体,两个这样的 "高后果 "生物过程也有可能造成大量的变暖:俄罗斯北部、加拿大和阿拉斯加的永久冻土广泛解冻,以及大规模森林火灾,特别是在茂密的热带雨林和北方大森林。在每一种情况下,被捕获在冰冻土壤(永久冻土)中的死亡生物体中的碳,或被锁定在活的植物和生物体(森林,包括碳密集的树丛和土壤)中的碳,可以通过融化和分解或燃烧进入大气。一旦进入大气层,这些碳将捕获更多的热量,在甲烷的情况下,将持续几十年。在二氧化碳的情况下,将持续数个世纪。
看到35℃的动画,应该会减少对现在大范围解冻的惊讶。事实证明,1.0℃的变暖并不是无害的。再看看亚马逊所在的南美洲的粉红色的扩展情况。生物体中最密集的碳所居住的特定气候受到了威胁。
从几乎没有到几乎总是,再到没有
地中海地区是世界的一个重要部分。欧洲、非洲和中东在此交汇(地中海译为 "陆地之间")。超过5亿人生活在与这片可爱的大海相接的国家。它的气候是特殊和具体的:温暖但不太热;干燥但有足够的雨水,不会成为沙漠。除了同名地区外,地中海气候区还存在于少数地方:南非、澳大利亚的南部边缘和加利福尼亚。这些地方有几乎相同的天气(所有这些地方都有类似的葡萄生长),是地球上一些最美好的地方。不幸的是,当地中海气候变得更热和更干燥时,它并没有变得更不像地中海气候。它变成了一个沙漠。
下面是一个关于极端干旱的发生的动画。下面是一个关于极端干旱的发生的动画。这是理论上在过去的气候中(1971年至2000年之间)有5.5%可能性的干旱。
即使是最亮的黄色也代表每年有21-33%的机会发生干旱,这在以前是不可想象的。由于我们已经过了1.0,在这些气候中繁荣了几千年的植物已经暴露在更多的干旱和更多的热量下,这不应该是一个惊喜。火灾季节已经延长并加剧了。当森林被烧毁时,同样的树木不可能再回来:这是不适合它们的气候。它们将被更多的灌木所取代,或者被沙漠的扩张所取代。对于农业、工业和居民来说,水正变得越来越稀缺。
黄色、橙色和红色在1.5℃、2.0℃和2.5℃的地图上蔓延。如果我们继续下去,到3.0°C时,原本极少见的东西将变得几乎不变。地中海气候只存在于少数地方,而且,不像其他一些气候区可以随着温度的递增而向两极转移,这种特殊的气候将简单地从地球表面消失。
早些时候,我让你们注意到亚马逊。我希望你们在上面的干旱地图上再看看那里。正如地中海气候正处于危险之中,雨林也是如此。以前,对这些地球之肺的唯一威胁是人类为了农业而砍伐它们。然而,现在,风险更大了。亚马逊地区在0.5℃左右开始出现前所未有的干旱。巴西田地里的大火第一次蔓延到森林中。现在,我们已经超过了1.0°C,干旱越来越频繁,火灾变得更容易开始,更容易蔓延。这些伟大的森林过去似乎是不透风的,是永久性的。在仅仅1.0°C的变暖之后,它们已经变得脆弱。"减缓森林砍伐 "曾经被看作是一个环境目标。我们现在需要的不仅仅是减缓甚至是停止砍伐,而是在森林仍有能力生长的时候鼓励重建。
阈值、边缘、极限
我认为围绕我们的有形和无形的边界就是边缘。其中一些是显而易见的:堤坝要么把水挡在城市街道之外,要么不挡;降水是以雪的形式出现,还是以雨的形式出现,取决于温度;森林要么着火,要么不着火。其他边缘对我们来说更难看到,但也同样严重:电力系统要么是为处理35°C以上的温度而建造的,要么不是;暴雨下水道可以在3小时内处理7.6厘米(3英寸)的雨水,要么不是;你的肾脏和心血管系统可以处理称为湿球温度的热和湿度组合,要么不是。
发达国家对气候变化的大部分报道都集中在海平面上升和风暴上。如果海平面上升是气候变化造成的最大问题,我就不太可能致力于这个话题了。人类社会可以退缩。这将是昂贵的和不规则的,但它大多是渐进的。不幸的是,海平面上升可能是气候变化对其他物种、地球系统或文明影响最小的破坏性方式。干旱、火灾和淹没将改变大部分的生物圈。这些因素也会危及人类,但高温和潮湿的结合可能会对人类生活造成最大的损害。
在电影《侏罗纪公园》中,游客们放纵自己,与恐龙相处。这种特定的幻想,即成为恐龙中的一个孩子,是非常普遍的。但是,没有人告诉孩子们,当恐龙、爬行动物、鸟类和巨型植物占主导地位时,像人类这样的哺乳动物非常少,这是一个原因:天气太热。我们产生大量的热量,我们需要将这些热量转移到我们周围的空气中。如果空气是温暖的,我们就会出汗,这将加速冷却(但需要我们吸收更多的液体)。然而,如果空气是热的和潮湿的,出汗就不那么有效。湿球温度是用湿布包裹的温度计在空气中挥动时的读数。如果空气干燥,如在亚利桑那州,布会很快干,并会大大降低温度计的温度。
26°C湿球相当于35°C(95°F)和47%的相对湿度。它既热又粘。在这种温度下用力是很危险的,即使是健康人也必须保持水分,以避免健康并发症。在印度、尼日利亚、佛罗里达或亚马逊,这是一个非常炎热、潮湿的日子。在这些地方,这是严格意义上的夏季天气。在世界大部分地区,特别是欧洲和美国北部,这种天气从未发生过。下面的动画中黄色的扩展是炎热周或月超过120天的延伸,因为残酷的夏天侵袭了秋天和春天。
这张地图的健康后果不知为何既难又容易想象。我们每个人都有过不舒服的湿热,所以这种感觉很熟悉。但是如果没有缓解呢?如果我们认为湿热的空气实际上没有那么糟糕呢?Probable Futures 将分享较高湿球温度的地图。极端湿球温度的表现与所有这些气候现象一样:罕见的变得普遍,前所未有的开始。
回到零点
似乎非常有可能的是,COVID-19的Rt将在未来几年内回到零或非常接近零的水平。然而,大气温度将不会回到其稳定的0°C水平。我们在大气中投入的二氧化碳将停留几个世纪。我们能做的最好的事情是停止增加。 而且我们可以做到这一点。我们必须找到方法使整个系统,包括人类和生物,达到零排放。如果我们在0°C、0.5°C、甚至0.7°C时就采取行动,将人类的排放降至零,就能阻止这一过程。现在我们已经超过了1℃,冻土、冰川和森林已经变得不稳定,成为变暖的来源。因此,为了不让气候变化加剧,人类将不得不在不断变化的气候中对生活进行规划和投资,并努力快速地朝着负数的方向发展。
家庭维护
把地球称为 "我们的家 "可以是一个有用的比喻。在大规模、广泛的工业化之前,人类社会不需要做任何事情来享受稳定的气候。我们的家是免租金的,不需要维护。在0.5°C时,我们可以改变我们的行为,以非常低的成本限制风险和这个家的贬值。现在我们已经超过了1°C,大气层仍然可以像我们所知的那样,或多或少地作为文明的家园,但就像暴露在恶劣天气和咸空气中的老建筑一样,它将需要无休止的维护和照顾。随着每一个增量的增加,我们的一些邻居将失去他们的家园。我们还没有足够的知识来确定在工业化前0°C以上的哪个数字,人类与地球和大气的关系将变得无法管理,但你所看到的地图--以及Probable Futures ,将公开分享--应该清楚地表明,3不是一个小数字。
在我们目前的道路上,1.5°C将在这十年到来,更高的数字也不远了。如果我们不迅速采取行动,3℃将可能在本世纪末之前到来。开始实现零排放的最佳时间是30年前。下一个最佳时间是现在。我们正危险地接近一个点,在这个点上,零将不再是可能的,而COVID-19将看起来像一个古怪的挑战。
理解、恐惧和希望
我很抱歉,这是在一个沉重的年末和一个困难的冬天开始时写的一封沉重的信。不过,我不希望它以悲伤或酸楚的口吻结束。事实上,我们在Probable Futures ,充满了希望。希望不同于那种认为人类非常聪明,他们会想出办法的乐观主义,认为别人会处理好的,你应该 "买点东西",或者认为文明的弧线会不可阻挡地弯向正义。哲学家乔纳森-李尔和作家丽贝卡-索尔尼特一直是有用的指导者。李尔的《激进的希望》一书研究了克罗族最后一位伟大的酋长Penty Coups,因为他的部落的传统被取缔了。李尔惊叹于Plenty Coups的开放性、灵活性和 "卓越的想象力",而当时他甚至无法清楚地看到什么是希望。在《黑暗中的希望》中,索尔尼特写道:"我感兴趣的希望是关于具有具体可能性的广泛视角,那些邀请或要求我们采取行动的视角。它也不是一个阳光灿烂的一切都在变好的叙述,尽管它可能是对一切都在变坏的叙述的一种反击。你可以说它是对复杂和不确定因素的描述,并带有开放性。"
我们仍然处于足够小的数字,可以有强烈的希望。事实上,迅速达到零的过程可能是一个伟大的过程,甚至为我们无法避免的更高数字做准备也可能有巨大的好处。如果我们迅速采取行动,我们就可以为我们的孩子和未来的人留下一个他们可以维持的家园,以及物质、政府、道德和想象力方面的工具来进行维护和生活。
继续前进、
邓小平