近日，約2000名氣候科學(xué)家齊聚法國(guó)首都，為的是在將于12月舉行的至關(guān)重要的一輪巴黎談判前詳細(xì)探討他們的研究。在此前的方針會(huì)談經(jīng)歷了發(fā)人深省的失敗后，科學(xué)家渴望重啟這項(xiàng)利害攸關(guān)的會(huì)談。盡管縮減溫室氣體排放的緊迫性是此次會(huì)談的主要話題，但研究人員同時(shí)還組織了以“氣候變化下我們的未來(lái)”為主題的會(huì)議，旨在探討氣候科學(xué)這個(gè)仍擁有很多待解問(wèn)題的研究領(lǐng)域的未來(lái)。

隨著全球大氣中二氧化碳濃度的持續(xù)急速上升，科學(xué)家需要更好地研究全球氣溫如何對(duì)此作出響應(yīng)。這意味著縮小“氣候敏感性”。由假定的大氣中二氧化碳濃度所引發(fā)的溫度增加的值。這個(gè)數(shù)據(jù)是不確定的，因?yàn)樗蕾囉趤?lái)自云層、水蒸氣和海冰的知之甚少的反饋效應(yīng)。在最新一次報(bào)告中，政府間氣候變化專門委員會(huì)估測(cè)，如果二氧化碳濃度翻番，比如從工業(yè)化之前的百萬(wàn)分之270（270p.p.m.）增加到540 p.p.m.，則全球溫度可能增加1.5攝氏度～4.5攝氏度。它同時(shí)指出，反饋效應(yīng)可能導(dǎo)致更高的數(shù)值出現(xiàn)。

今年3月，全球月均二氧化碳濃度超過(guò)400 p.p.m.，這可能是幾百萬(wàn)年來(lái)首次達(dá)到這一數(shù)值。研究人員認(rèn)為，將全球升溫限制在不高于工業(yè)化前2攝氏度為危險(xiǎn)的氣候變化所設(shè)置的公認(rèn)閾值的機(jī)會(huì)在逐漸減少。“我們正在追蹤很容易超過(guò)2 攝氏度的排放情景。”英國(guó)埃克塞特大學(xué)氣候科學(xué)家Richard Betts表示。

“我們正進(jìn)入未知的領(lǐng)域。”巴黎動(dòng)力氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)室氣候?qū)＜襍andrine Bony說(shuō)，“目前尚不確定我們可能在哪個(gè)二氧化碳水平上退出安全區(qū)，也不確定如果我們這樣做，可能會(huì)發(fā)生什么。”

為準(zhǔn)確理解二氧化碳水平上升意味著什么，不論是在全球尺度還是在區(qū)域水平上，研究人員需要更好地分析大氣云層和海洋漩渦的氣候模型。

“大氣循環(huán)控制著哪些地方干燥或過(guò)于炎熱，哪些地方有雨水落下以及猛烈的暴風(fēng)雨在哪些地方形成和襲擊何處。”近日，Bony就氣候科學(xué)的未來(lái)作了一次主題演講。他認(rèn)為，如果可以運(yùn)行能分析云層和對(duì)流的模型，同時(shí)能確定所做的是正確的，“我們將有能力回答很多問(wèn)題”。

盡管在計(jì)算上花費(fèi)頗高，但這些模型正在流行起來(lái)。不過(guò)，對(duì)氣候科學(xué)的理解還是受到缺乏對(duì)風(fēng)的全球觀測(cè)的限制。Bony介紹說(shuō)，定于明年發(fā)射的歐空局“大氣動(dòng)力學(xué)任務(wù)——風(fēng)神”衛(wèi)星有望推動(dòng)氣候研究的發(fā)展。它將利用雷達(dá)系統(tǒng)在1小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生約100幅針對(duì)不同海拔高度的風(fēng)強(qiáng)度和方向3D圖像。這些數(shù)據(jù)將闡明全球大氣循環(huán)、降水系統(tǒng)以及臭氧和氣溶膠輸送。

科學(xué)家認(rèn)為，如果全球變暖超過(guò)4攝氏度，地球氣候系統(tǒng)的一些大尺度組成部分將極有可能發(fā)生改變，或者說(shuō)越過(guò)臨界點(diǎn)，為氣候和生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)潛在的災(zāi)難性后果。這包括南極和格陵蘭冰蓋的融化、亞馬遜雨林的枯死或者維持熱平衡的大西洋海洋環(huán)流的崩潰。

一些研究人員希望獲得這些即將到來(lái)的變化的預(yù)警，比如通過(guò)觀察不同緯度上海洋環(huán)流的強(qiáng)度。自2001年起，由英國(guó)資助的“急速氣候變暖”監(jiān)測(cè)陣列計(jì)劃密切關(guān)注一個(gè)特定北緯緯度上的海洋環(huán)流，并且在其不同深度探測(cè)到令人吃驚的強(qiáng)度大幅波動(dòng)。不過(guò)，目前還不能確定平均的環(huán)流強(qiáng)度是否正在下降。

埃克塞特大學(xué)氣候科學(xué)家Tim Lenton對(duì)這些早期探測(cè)并不樂(lè)觀。“一個(gè)系統(tǒng)從微小擾動(dòng)恢復(fù)過(guò)來(lái)的速率是其穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)，但獲得逼近臨界點(diǎn)的可靠早期預(yù)警還有很長(zhǎng)的路要走。”

同時(shí)，由于化石燃料可能將連續(xù)幾十年驅(qū)動(dòng)碳排放，因此此次會(huì)議的另一個(gè)議題將是如何適應(yīng)氣候變化帶來(lái)的影響。這方面的想法從大型工程項(xiàng)目到各種花錢更少的解決方案不一而足。例如，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，信息系統(tǒng)目前正被亞洲和非洲的一些國(guó)家用于允許貧困農(nóng)民下載實(shí)時(shí)土壤數(shù)據(jù)和施肥建議。

不過(guò)Betts警告說(shuō)，研究人員必須在合理的預(yù)警和被誤導(dǎo)的激進(jìn)行為之間達(dá)成一種微妙的平衡。“我們無(wú)法再等下去，直到獲得絕對(duì)的確定性，比如關(guān)于海平面上升的程度。”Betts表示，“但你目前肯定不想在隨后可能被證明并無(wú)必要的龐大適應(yīng)措施上花費(fèi)數(shù)十億美元。”

他認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)采取隨后能被改正和升級(jí)的合理有度的措施，而不是現(xiàn)在建立龐大的、花費(fèi)頗高的工程。不錯(cuò)的例子包括倫敦的防洪系統(tǒng)和荷蘭的三角洲工程，后者是一個(gè)能保護(hù)荷蘭海岸線的龐大防洪系統(tǒng)。Betts還表示，從抵御洪水到水管理和灌溉方案的任何適應(yīng)舉措，都需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡厍蚝蜌夂蛴^測(cè)結(jié)果的指導(dǎo)。