南財快評：諾貝爾獎為何再次結緣氣候變化

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來源：21世紀經濟報道

　　2021年度諾貝爾科學獎的重頭戲，諾貝爾物理學獎頒發給了複雜系統研究，但更准確說是將這一重要科學發現獎頒發給了氣候研究，特別是氣候變化研究。這已經不是諾貝爾獎第一次頒給研究氣候變化問題的學者了。第一次是在2007年，諾貝爾和平獎授予美國前副總統戈爾與政府間氣候變化專門委員會（IPCC），以表彰在應對氣候變化領域所作出的貢獻。第二次是2018年，諾貝爾經濟學獎一半授予耶魯大學威廉·諾德豪斯（William D． Nordhaus）教授，以肯定其將氣候變化要素納入宏觀經濟增長的理論和模型框架。第三次就是今年，2021年的諾貝爾物理學獎一半授予真鍋淑郎（Syukuro Manabe）和克勞斯·哈塞爾曼（Klaus Hasselmann），以表彰兩位科學家“對地球氣候的物理建模、量化可變性和可靠地預測全球變暖”的貢獻。諾貝爾獎與氣候變化的結緣從最初的政治，到經濟，再到了物理，越來越成為學界的主流。

　　真鍋淑郎和哈塞爾曼兩位學者是IPCC第一工作組的主要作者，是氣候變化科學領域最為傑出的開創者。真鍋淑郎是美國普林斯頓大學資深氣候學家，其主要貢獻是較早建立了大氣中二氧化碳濃度和輻射強迫、溫升之間的量化關系，而哈塞爾曼是德國馬克斯·普朗克氣象學研究所教授，其主要貢獻是建立了短期的天氣變化和長期的氣候變化之間的複雜混沌關系，兩位都為氣候變化系統模式構建和科學評估做出了奠基性的貢獻。特別要提到的是，真鍋淑郎先生與中國學術界交往甚密，多次到訪中國，並對中國科學院院士、氣象學家葉篤正先生十分敬仰，2005年曾出席慶祝葉篤正先生90壽辰大會。

　　氣候變化學科是大跨度多學科交叉的複雜性科學研究，其涉及到地球物理、大氣化學、生態、經濟、社會、政治、外交、法律等自然和社會科學。隨著近三十年來研究的深入，這些學科不再是獨立進行研究，而是進行廣泛的合作與交叉研究，互相銜接與反饋，共同完成對氣候變化的綜合評估。

　　真鍋淑郎2005年到訪中國

　　本次諾貝爾物理學獎的頒布恰逢各國陸續提出到本世紀中葉的碳中和目標，更加引發社會各界的關注，也對氣候變化的科學事實的認知有了更好的普及。氣候變化在以下方面與通常的環境問題有較大的不同：在起因和影響上，是全球性的；不僅是當代的，更是長遠的、代際的問題；潛在的影響非常大，而且多是不可逆的；因果鏈條冗長複雜，大部分環節上都存在大量的不確定性；主體責任較難公平地認定，涉及各國生存與發展的根本利益，政治立場存在原則性沖突。

　　從法國科學家法國物理學家約瑟夫·傅立葉（Joseph Fourier）在19世紀初提出關於溫室效應的假說到全球氣候變化進入政治和公眾的視野經歷了漫長而曲折的過程。與三次諾貝爾獎結緣氣候變化的歷程不同，氣候變化知識的傳播實際上經歷了相反的過程。

　　最初的研究開始於19世紀初至20世紀初。出於史前冰河期可能成因的探究，科學家John Tyndall、Svante August Arrhenius等分別對溫室氣體、人為排放的二氧化碳所引起的氣候變暖進行了最初的研究。但由於當時的人類文化和宗教信仰所局限，這些研究並不能促使人們懷疑強大的自然力量、平衡和秩序能夠被渺小的人類活動所影響和破壞。在隨後的一個半世紀裏，不同學科的科學家分別試圖從地理學（地殼運動、火山等）、海洋學（海洋環流等）、生物化學（森林與土地利用等）、天文學（太陽黑子周期）、天體力學（地球旋轉軸與軌道）等視角來闡釋地球的氣候變化現象，但任何單一學科的研究都不足以讓科學家們彼此信服。直到1938年，工程師Guy Stewart Callendar提出全球溫度升高與化石燃料燃燒產生的二氧化碳密切相關，即Callendar效應，但專家們仍對此持懷疑態度，這項研究在當時並未引起足夠的關注。

　　第二階段是自然科學內部的綜合研究，肇始於20世紀中期。二戰以及冷戰期間對氣象科學的需求為氣候變化跨學科綜合研究帶來了新的契機，科學家Carl-Gustaf Arvid Rossby、Gilbert Norman Plass、Hans Eduard Suess、Roger Randall Dougan Revelle等整合和發展了氣候研究學科，利用碳同位素等新的方法對大氣和海洋中的碳元素進行了測量，采用計算機技術對全球氣候變化進行了模擬，並且提出氣候變化可能會成為後代人要面臨的一個嚴峻問題。日益頻繁的國際合作推動了氣候科學的發展，1951年世界氣象組織（WMO）取代了原有的國際氣象組織（IMO）成為聯合國下設的專門機構，並設立了1957-1958年的國際地球物理學年（IGY），計劃和實施了各類跨學科跨國界的研究項目。在各方支持下，科學家Charles David Keeling經過多年持之以恒的研究，證實大氣二氧化碳濃度的確呈上升趨勢，人類活動是溫室效應和全球變暖的罪魁禍首，並提出了極有影響力的基林曲線（Keeling Curve）。但這仍是全球氣候變化成因的可能性發現。20世紀中期，由於工業快速發展所引發的環境汙染以及核武器技術的出現，讓科學界、政界和公眾開始注意到了人類活動和技術對地球可能帶來的巨大影響。1962年海洋生物學家Rachel Louise Carson的《寂靜的春天》和1972年羅馬俱樂部第一部報告《增長的極限》的出版，開始了人類對於既有發展模式和人為造成環境變化的反思。人們開始相信全球變暖的現象以及人類活動可能改變氣候的科學論斷，但並不認為氣候變化會帶來顯著危害。變暖的可能性非常不確定，因此沒有科學家考慮去建議人們拿出實際行動來限制溫室氣體的排放。在此過程中，科學界仍然基於最新的古氣候學和冰河期資料和證據（花粉、浮遊生物化石、冰芯、深海沉積等）對氣候變化的成因進行著廣泛的爭論，並嘗試著用物理和數學模型對大氣和海洋環流模式進行模擬。此外，還對火星、金星等行星氣候成因進行了對比研究。隨著系統論、控制論和信息論的迅猛發展，氣候變化研究也進入了新的階段，科學家們更為認同氣候變化是多種因素複雜交互和綜合作用的結果。

　　第三階段是自然和社會科學綜合研究。20世紀70年代以來，和平和發展的世界主題、環境保護主義的興起、冰蓋融化、氣候災難頻發以及新的研究進展（尤其是計算機模擬技術的快速發展）促使科學家更多地關注地球環境變化，科研基金也突破了傳統的學科和組織的界限為氣候變化研究提供資助，這個領域的出版物數量也開始快速攀升，政治家們開始認識到氣候變化在媒體和公眾議題中的價值，而一些能源和高排放工業的企業也開始著手進行公關和干預。科學家James Hansen、真鍋淑郎、Kirk Bryan等構建全球氣候模型對大氣中二氧化碳濃度倍增時的氣候敏感性進行了研究，Veerabhadran Ramanathan等注意到了大氣中濃度相對較小但增長迅速且也有較大影響的其他溫室氣體。美國國家科學院成立了氣候變化委員會，並於1977年發表了關於能源和氣候的報告，指出氣候變化與能源生產和消費密切相關。同時，關於氣候變化社會和經濟影響的新型研究也在逐步進行，更多社會科學領域的專家和政策決策者參與到氣候變化綜合評估的工作中來。

　　氣候變化和應對策略的政治邏輯包含著兩個層次的意義：一是深入理解氣候變化事件本身，協同和均衡氣候變化影響、適應和減緩三者的關系；二是將氣候變化納入到其他非氣候的國際和國內問題決策體系中，協同和均衡氣候變化和人類社會經濟發展之間的關系，以期在不同的時間和空間尺度內的政策、投資等具體的風險分析過程中能提供可辨別的、可比較的、可信的信息。要實現這些目的，需要更長遠的歷史回溯和更寬闊的全局視角。

　　全球氣候變化、其與人類活動的相互作用以及由此產生的一系列問題，引起了世界各國的廣泛關注和研究。上述的科學家都對這個歷程做出了巨大的貢獻，真鍋淑郎和哈塞爾曼是其中的主要推動者和開創者。諾貝爾獎多次結緣氣候變化，這表明人類活動引起氣候變暖的事實已經被主流社會所普遍接受了，世界各國都在考慮采取行動積極應對氣候變化。但是面對氣候變化，國際社會對能做什麼以及應該怎麼做仍然存在較大的分歧，可以預見到的是，距離真正實現碳中和的有效行動，我們仍有很長的路要走。

　　（作者系國家氣候戰略中心戰略規劃部主任）