科学家和大众对造成气候变迁的原因仍意见分歧之际 地球已经愈来愈暖

北极冰冠卫星影像显示2012年夏天海冰的范围，相较于1979年夏天卫星首次观测北极海冰（黄色范围）时的范围。现在由于全球气温上升，约有一半的冰冠会在夏天融化。 Photograph by Goddard Scientific Visualization Studio, NASA

一个新报告说明现在海洋上升的速度比过去20年快。 2014年10月的王潮比佛罗里达州罗德岱堡典型的高潮高出0.3公尺，让我们预见了这种新常态。 Photograph by George Steinmetz, National Geographic Creative

全球对化石燃料依赖持续攀升的同时，捕捉热和造成气候变迁的二氧化碳排放量也跟着增加。这些在维吉尼亚州总站的轨道自动车排着队要把煤装载到船上。 Photograph by Robb Kendrick, National Geographic Creative

我们对能源日益增加的需求会损害土地和水道。在加拿大的亚伯达，有一只假隼拍动翅膀防止水禽靠近，水禽如果降落在这个油砂残渣池塘，性命难保。 Photograph by Peter Essick, National Geographic

（神秘的地球报道）据美国国家地理（Dennis Dimick（Dennis Dimick是《国家地理》杂志的执行环境主编）编译：陈洁）：科学家和大众对造成气候变迁的原因仍意见分歧之际，地球已经愈来愈暖，造成的影响日益积累。

科学家们无法说服大众人类正在改变气候。

上週美国Pew民调研究中心（Pew Research Center）公布了一份针对科学和社会的广泛报告，其中一项调查发现仅半数的美国人认為人类应该為气候变迁负责，而87%的科学家持相同看法。儘管过去几十年来，数千名科学家参与发表了多份气候变迁与碳排放有关的详细报告，民眾和科学家的认知依然存在37%的落差。

人类造成气候变迁的证据不断增加。最近关於破纪录高温、海平面上升，以及会将热困在大气层中的高浓度二氧化碳的研究都指出，快速扩张的人类活动让地球承受压力。

為了供应现代社会使用，我们燃烧的煤、油和天然气都创了新纪录。后果就是我们生產的温室气体也到达新高，造成大气层升温，地球融冰，以及会威胁海洋生物的海洋酸化。

此外，随著人口和胃口不断成长，我们持续砍伐热带森林以扩大耕地，还以工业规模的渔业大量捕杀原生海鱼。从耕地逕流流出的氮肥和磷肥污染了水道和沿岸区域。

科学家说这就好像有一个地球环境仪表板，而随著我们对地球施加愈来愈大的压力，上面的各种测量器纷纷闪起黄灯或红灯。

愈来愈热

1月中，美国国家海洋及大气总署（National Oceanic and Atmospheric Administration）和美国太空总署（NASA）的研究者指出，2014年是过去135年来最暖的一年。全球陆地和海洋温度比20世纪的均温高出摄氏0.69度，也打破了2005年与2010年的高温纪录。

几十年来，温度都在攀升，自1880年开始以现代方式记录以来，除了1998年外，10个最暖的年度都发生在2000年以后。根据美国国家海洋及大气总署，地球上一个最冷年均温纪录是在103年前的1911年。

「过去已经有连续数十年的高温了，而2014又是连续数年高温中的最近一次，」NASA的Gavin Schmidt说。「个别年的排名可能受混乱的天气型态影响，但长期趋势可归因於气候变迁的肇因，而肇因目前以人类排放的温室气体為主。」

温度上升造成的一个惊人且可见的效应就是北极冰冠缩小。卫星从1979年开始观测冰冠，自此，北极夏天海冰每十年就缩小约12%。截至2012年夏末，1979年观测到的北极海冰面积约融化了大约一半。国家地理学会修订了最近期的地图集来显示消失的北极冰。

国家地理製图员Juan José Valdés表示，相较於之前的版本，重製图中的北极地区是「除了苏联解体外，世界地图上最明显可见的变化」。

洪水将至

一个新报告说明过去20年来，海洋上升的速度比先前任何人预测的都快。

因為全球气温升高，格陵兰和部分南极冰层以及阿拉斯加的冰川正在融化，造成海平面上升。融冰像水流向浴缸一样地从大陆流向海洋。海水也因為全球温度升高而变热膨胀。

如同本刊在二月号中的报导，到了2050年，迈阿密和迈阿密郊区将因為海平面上升所带来的水灾，而面临比世上其他主要都会区都高的财务风险。到本世纪末，迈阿密可能将面临比现在高出1.5公尺的海平面。迈阿密是眾多低海拔沿海城市之一，这些城市都即将面临海平面上升的现实，以及咸水淹没街道并侵入饮水系统所產生的费用。

今年年初大气层中的二氧化碳浓度是400 ppm（ppm為百万分之一）。二氧化碳在我们燃烧煤和石油时从发电厂的大烟囱和汽车排气管排出，也会在我们焚烧森林时从森林排放。而自从2013年起，二氧化碳浓度就开始就在400ppm的范围上下浮动。

一旦二氧化碳进入天空，就会在空中停留几百、甚至几千年，同时将辐射或反射的太阳热困在大气层裡，就好比床上的毛毯愈多、我们就愈暖。事实上，我们一直在帮地球大气层盖更多毯子。

现在的二氧化碳浓度比1750年左右工业革命开始时高了超过三分之一，也比过去80万年或更长的一段时间以来高。科学家会知道，是因為他们持续从格陵兰和南极大陆冰层钻取冰芯，而古老的二氧化碳泡泡就困在冰蕊裡。他们的研究显示二氧化碳浓度高时，全球气温也高。

二氧化碳就像是全球的气温调节器，而我们很快就能大幅增加对二氧化碳如何在大气层中运作的了解。2014年，一枚名叫OCO-2的碳观测卫星由NASA的火箭喷射推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）发射升空，现在已开始监测地球的碳浓度，它的目标是绘製全球二氧化碳的循环图，显示二氧化碳的源头和它全年的动向。

除了把热困在大气层中，二氧化碳也会使海洋化学起变化。海洋吸收二氧化碳后会变酸，影响贝类生物（例如牡蠣、貽贝）以及珊瑚礁的健康。海洋酸化被称為全球暖化的「邪恶双胞胎」。

控制碳浓度

想要控制二氧化碳浓度（以及气温和海平面高度），我们就必须减少燃烧会造成二氧化碳浓度上升的物质。至少研究煤、油和天然气地下储藏量的科学家们是这麼想的。

他们想要确定要避免燃烧多少富含碳的燃料，才能让全球气温上升不要超过摄氏2度。一旦气温上升超过摄氏2度的门槛，我们很可能面临快速消融的冰层和更快速上升的海平面。

研究人员在一项新研究裡预测，我们必须让80%的煤、50%的天然气和30%的石油留在地面内，才能抑制温度上升。对一个重度依赖这些燃料的世界来说，这是很难下嚥的方案。美国能源部（Department of Energy）预估未来25年，煤、油和天然气依旧会是美国主要的能源选择，同时全球对煤和石油的依赖也会持续增长。

我们对化石燃料的紧拥不放，以及日益扩大的环境足跡，对海洋、土地、大气层和生态系统还有其他影响。

斯德哥尔摩回復力中心（Stockholm Resilience Centre）的新研究把地球看作一个整合系统，裡面包含一套有「界限」的联锁装置。这些「界限」透过一套称為「星球仪表板」的量錶（就像车上的仪表板），测量并辨识出人类的「安全操作空间」。

这些界限会设定理论上的极限，让我们知道环境被改变到什麼程度，就会损及為我们提供食物、乾净的水和空气等资源的地球系统。这项研究显示，我们已经越过了四个领域的星球界限：物种灭绝率、伐林、大气层中的二氧化碳浓度和流入海洋的氮和磷（陆上的作物肥料）。

研究人员总结我们砍伐森林、开垦荒地、建立更多城市、消耗地下水、污染空气和水，以及捕捞渔获的同时，可能正在摧毁我们拥有了超过1万年的「人类安全空间」。研究人员说他们的研究相当於一个可以帮助社会「降低风险，永续发展」的早期警报系统。

提升科学素养

儘管证据愈来愈多，质疑人类是否真的造成气候变迁的美国人可能也不会改变想法。但更扎实的科学教育最终可能创造更多具科学素养的大眾，也就可能将87%的科学家相信人类是气候变迁的主要推手，但一半的美国民眾不相信这一点之间的认知差距拉近一些。增进科学素养最终可能让更多人相信，现在就对气候变迁採取行动是必要的。