温室地球
到公元2100年,地球气温不仅会更高,而且会出现许多极端天气现象,这些变化足以使至少数十亿人的生活更艰难。被许多人看作是由全球变暖引起的气候模式的变化,以及发展中国家脆弱性的加剧已经导致气象灾害大幅增加。国际红十字协会与红新月会联合会在《2004年世界灾害报告》中披露,每年由于风暴、洪水、山体滑坡和干旱引起的灾害次数已经从1996年前的约200次攀升至21世纪头几年的700多次。几乎人人都认为情况不会好转,只会越来越糟。
地势低洼的沿海地区会越来越多地受到海平面上升和暴雨的袭击,这意味着致命的洪水不再是偶发事件,而是成为了一种常态。与此相反,连年缺雨将会使越来越多的人被饿死,使非洲和亚洲的广大地区陷入干旱和由此引发的饥荒。2005年的夏季,创纪录的季风降雨引发了印度孟买的洪灾,导致1,000多人死亡,与此同时,长期的干旱使非洲西部国家尼日尔的400万人陷入饥荒,其中100万人为儿童。这让我们看到了未来可能的一种天气模式。随着海温升高,特别是在热带引发更多更大的风暴,地球可能会变成一个狂风肆虐的地方。我会在以后的章节继续讨论全球变暖可能导致的多种灾害,这里先看看对未来100年内气温升高的最新预测,毕竟它是引发本世纪及未来巨大环境变化的关键因素。
2001年,政府间气候变化专门委员会(IPCC)发表了关于全球变暖的第三次评估报告,三卷共2,600页。IPCC于1988年成立,由联合国环境规划署(UNEP)和世界气象组织(WMO)建立,其任务是利用现有的最先进的专业知识,就全球气候变化问题给出科学建议并达成共识。共识是这里的关键词。1,000多名科学家参与了报告的撰写或审查,排除了那些非理性的怀疑论者、永恒的乐观者、或者彻头彻尾的权谋论者,其有效性几乎没有任何疑问。IPCC的第三次评估报告可以汇总成几句话:“第二次评估报告中谈到的情况将会恶化,而且事实绝不仅是这样。实际情况会更糟”。
我们看看该专门委员会如何看待气温上升。在上个世纪,全球气温上升了0.6℃。到2100年,按照IPCC的最坏预测,气温将比现在上升6℃,甚至平均预测结果也会上升4℃。如果还不够清楚,那么想想看,全冰期与当前气候的温差也就4℃到5℃。这两种气候之间的变迁涉及到地球环境的重大变化,既包括气候和天气,也包括动植物。
我们有充分的理由预计,冰期过后的温度上升幅度将再次加倍,我们将经历同样剧烈的变化。然而,这一次有两个重要的区别:一、地球必须保障65亿人的衣食住行,而不是几百万人;二、虽然温度上升幅度相近,但这一次只用了100年,而不是几千年。如此剧烈的全球温度上升所产生的后果大多是明显的,但也会产生一些不太明显的后果。已经饱受煎熬的极地区域和长年冰封的山区还将继续为温度上升付出惨重的代价。在过去100年中,全世界的山地冰川大幅后退,自20世纪50年代起,北极冰厚度开始大幅度变薄,致使2000年夏季北极没有结冰。更严重的是,春季和夏季的北极海冰范围比40年前减少了10%到15%,而北半球高纬度地区的湖泊和河流的冰在春季就开始融化,比一个世纪前提早两个星期。北半球春季雪盖数量已经比1966到1986年间的平均值减少了10%,IPCC预测,到2100年,北半球的极地和山区温度将比现在高8℃。在2004年,大气中的二氧化碳体积浓度是百万分之380(380ppm)。在未来的一段时间,即使我们努力使其浓度稳定在450ppm,到2300年以后,气温仍将缓慢上升。
冰雪融化急剧加速会导致海平面的上升:验潮站数据表明,全球海平面在20世纪内上升了10到20厘米,在未来100年内还会加速,预计将上升40厘米,到2100年甚至会超过80厘米。大多数最新预测到的海平面上升是由两种原因导致的:一是海洋温度上升引起的水体热膨胀,二是山地冰川快速融化而导致的水量增加。如果不减少温室气体排放量,未来格陵兰和南极洲冰原可能会出现灾难性融化,这将在沿海地区引发可怕的后果。根据IPCC的报告,最坏的情况是格陵兰冰原不久将会消失,到3000年,海平面将因此上升6米。更令人担心的是,尽管巨大的西部南极洲冰原(WAIS)目前还算稳定,但在未来几个世纪里,气候大幅变暖可能导致这些冰原的永久分解和消失。WAIS在未来200年内崩塌和融化的几率高达5%。一旦格陵兰冰原或WAIS完全融化,世界上几乎所有的主要沿海城市都将被淹没。即使上述的冰原融化没有发生,未来100年内的海平面上升也将使地势低洼的国家消失。例如,海平面上升1米,印度洋的马尔代夫将被淹没,而海平面上升和地面下沉的结合则预示着孟加拉国的海平面将在50年内上升1.8米,这意味着16%的耕地将会消失,而这些耕地养活了该国13%的人口。
海岸洪水也将因为暴风巨浪而更猛烈,到2080年,预计受灾人口将上升至2亿。由于海洋对变化的响应比较缓慢,海平面上升的问题将长期存在。即使我们将大气中的温室气体浓度稳定在目前的水平,在1,000年或更长的时间内,海平面仍将持续升高。
将任何与天气有关的自然灾害都归因为全球变暖已经成为了一种潮流。虽然不能说某一场风暴或洪水是由于气候变暖所致,但越来越多的证据表明,极端天气出现的次数在持续增多。在20世纪后半叶,高纬度和中纬度地区极端降水事件增加的百分比高达4%,天气预报中出现了更多的暴雨、洪水和风暴。现有的气候特征可能将更加突出,湿润的地区将更加湿润,干燥地区将遭受长期持久的干旱。北欧和英国于是会遭遇更多的洪水,而北非沙漠将向南欧延伸,澳大利亚开始受到烈日的炙烤。大西洋“飓风带”在下半个世纪会更频繁地活动。2005年发表的一篇文章指出,在过去30年中,热带气旋的破坏力增加了一倍,文章同时预测,在未来几年,与其他地区相比,加勒比海诸岛、美国东南部和墨西哥湾沿海、日本和中国香港将遭受更频繁的袭击。到目前为止,几乎没有人会冒险说这肯定是全球变暖的结果。但是,当海面温度(SST)上升被看作是这些更强大风暴的驱动机制时,我们似乎可以建立一个合理的联系,即全球变暖意味着海洋会变暖,而海洋变暖则会导致更多更大的风暴。在过去5年中,随着大西洋热带洋面的温度上升,飓风发生的频率增加了一倍。同时,风暴变得更强劲,持续风速超过175公里/小时的飓风增加了2.5倍。在整个21世纪,海洋变暖的趋势将会持续,飓风带居民的前景堪忧。有风就会有浪,事实证明海浪的威力更加强大了。在英国西部和南部沿海,平均浪高大约3米,比30年前升高了1米多,而最大海浪的高度竟增加了3到10米。尽管现在还不能将这些变化直接归咎于全球变暖,但浪高的增加反映了北大西洋气候模式的变化,这种变化与持续变暖的全球气候系统的重整有关。海岸的进一步侵蚀已经危害到了英国许多裸露的海岸线,而海平面上升和风暴数目增加无疑将加重这种局势,形势会更加严峻。
厄尔尼诺(El Ni~no)事件的频发似乎也是由全球变暖所致,它是除了季节变化之外的第二大气候“信号”,它使西向信风减弱,并导致赤道暖洋流从西太平洋向东太平洋迁移,从而破坏当地的水产业,严重扰乱全球气候。这一潜在危害现象的出现频率从17世纪的每6年1次升至20世纪70年代以后的每2.2年1次,全球变暖可能是一个重要原因。
随着地球持续变热,不只是海洋和大气变得越来越狂躁不安,地壳也不例外。由于欧洲阿尔卑斯山和比利牛斯山等山区的温度增加,高海拔地区的永久冻土层开始融化,山体滑坡的次数更频繁、破坏力更大,严重威胁村庄、城镇和滑雪场的安全。由于冰雪融化导致山体稳定性减弱,瑞典出现了更多的岩崩、滑坡和泥石流事件,情况还有可能会恶化。几十亿吨岩石组成的整个山腰可能崩塌,将整个社区埋葬在瓦砾下。在过去的100到150年间,西欧诸多山脉顶峰的温度上升了1℃到2℃,这种情况可能还会加速。例如,瑞士滑雪胜地圣莫里茨(St Moritz)所在的山区在过去15年间气温就上升了0.5℃。如果这种速度持续下去,地球上所有山脉的顶峰可能都会变得不稳定,从而使得高山地区居民的生活更困难、更危险。我的同事西蒙·戴(Simon Day)博士甚至提出,海洋火山岛上降水的持续增多可能引发大型山体滑坡,导致横扫太平洋或大西洋的大海啸。对此我们会在第四章进一步讨论。
很明显,全球变暖将使这个世界变得多灾多难,地球居民几乎无人能够幸免。实际上,情况已经开始迅速恶化,特别是在地势较低的沿海地区和岛屿。在20世纪90年代,暴雨和洪水导致了西太平洋所罗门群岛上超过40%的居民的伤亡。对于其他地势较低的西南太平洋岛国,如汤加和密克罗西尼亚,形势同样严峻。在同一时期,澳大利亚受到自然灾害袭击的人口比例为1∶12,美国为1∶200,英国为1∶2000。但这仅仅是个开始。在新千年的第一年,以洪水、暴雨和干旱为主的各种自然灾害影响了2亿多人,占地球人口的1/30,这是个惊人的数字,而全球变暖效应还没有真正显现。毫无疑问,即使讨厌自然灾害,我们也只能把它看成未来几十年我们生活中的一个正常组成部分。而且,全球变暖的影响远不只是让地球更易受灾,其他重大而影响广泛的变化也开始显现,它们将同样对我们的生活产生巨大影响。当农业、水资源、野生动物和人类健康受到越来越严重的威胁时,国民经济将偏离正常的发展轨道,全球社会结构将开始瓦解。
少数国家能够在某种程度上适应这些变化,但是这种变化速度之快肯定会让亚洲、非洲和其他地区的一些脆弱的发展中国家无法适应。在全球人口膨胀、收入减少和污染加剧的情况下,全球变暖的影响无疑是非常可怕的。水资源的极度短缺就是最严重的问题之一。即使在今天,仍有17亿人口生活的国家饮用水供给不足,占全球人口的1/3,而在短短25年内,这一数字将达到50亿,这将引起亚洲和非洲大部分地区对水资源的争夺。与此同时,热带、亚热带和许多中纬度地区的农作物产量预计将会减少,从而导致荒漠化、粮食短缺和饥荒的扩散。对食物和水资源的争夺会导致规模空前的经济迁徙,给世界很多地区带来动荡和冲突。
在今天的欧洲和亚洲,春季树木发芽的时间比20多年前提早了一个星期,而秋天的到来则推迟了10天。这些变化看似有益,但也会促使新虫害向温带迁移,而这些地区以前是没有这些虫害的。英国南部的某些地方现在温度很高,足以滋生传播疟疾的蚊子,白蚁也在这些地方安了家。在热带地区,受到虫媒传染勃—特别是疟疾和登革热——影响的人数将大幅增加,而饮用水的缺乏将使得霍乱继续危害老人、幼童和体弱者。在城市地区,酷暑和日益严重的污染也将危害人们的健康,最严重的同样是在那些不可能有空调的贫困社区。由于全球各大洲的地面温度在本世纪末的上升幅度预计将高达8℃,现在帮助吸收温室气体的温带和热带森林届时将开始枯萎,成千上万不能适应新环境的动物物种也会随之消失。除森林外,草尝湿地、珊瑚礁、环礁、红树沼泽地、敏感的极地和高山生态系统也将为生存和适应而挣扎,但其中许多将会消亡。我们的休闲活动也会受到影响。过度干燥的欧洲南部不仅不再适合谷物生长,对喜欢阳光的人来说也变得太过炎热,至少夏天如此。随着大多数山地冰川在本世纪末消失,降雪大幅减少,冬季运动产业也前景暗淡。从生物多样性和旅游产业的角度看,近期最为糟糕的预测结果是:所有的大型珊瑚礁将在50年内消亡,一些壮丽的自然奇观也会随着海水变暖而消失,但我们当中仍有部分人能够继续炫耀地挥霍,或者努力追求这种生活。
目前为止,我所谈到的事都正在发生,或者已经被大型的气候模型所预测。这些模型的不断升级能够更好地预报全球变暖对我们的影响。然而,我们必须随时准备应对突发事件,这些事件包括我们从未想到过的情况,以及目前我们认为不大可能出现的严重后果。我将在下一章详细论述其中一种情况:一个寒冷的北大西洋小岛置身高温环境时的情景。在这里,我还想提出另一种可怕的情况,即全球变暖引起的大幅度海平面变化可能引发更多的火山爆发、地震和大滑坡。不可思议吗?以往的证据表明这是很有可能的。自从1万年前的上次冰期末以来,海平面快速升高,海水的压力对大陆边缘地区产生了巨大影响,引起火山喷发、活动断层移动以及大陆架区域大的滑坡和崩塌。在后冰期时代,海平面上升的平均速度大约是每年7毫米左右,如果格陵兰或者南极洲西部冰原最终因全球变暖而融化,由此引起的海平面上升的速度也大致相同。
但是,问题在于我们不知道海平面需要上升多少或多快才能使这些情景重现。有趣的是,低气压天气系统过境时,仅几十厘米的海平面上升就导致了美国阿拉斯加的巴甫洛夫火山在冬季爆发。也许到那时,未来不只是变暖,而是变得灼热。我们还有其他的担心。有机碎片分解所产生的气体积累起来,在海底沉积物中形成所谓的天然气水合物(gas hydrates)。这些水合物是固态甲烷,看起来更像水冰,其物理状态极易受温度变化影响。温度仅上升1℃就可使其从固态快速离解成气态,从而增加对周围沉积物的压力,进而导致大面积沉积物质的不稳定和崩塌。有人提出,正是这一物理过程引发了斯图雷加滑坡(Storegga Slide),即8,000年前地球持续变暖时发生在挪威南部沿海外的两大海底滑坡。崩塌引起的巨大海啸横扫苏格兰东北部,在厚厚的泥煤层中留下了沙土沉积。如果在今后几百年中,全球持续变暖,那么情况可能着实会惊心动魄起来。