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地球的氣候一直在變化。冰期來過、去過。暖期讓森林在安特阿爾洲長大。
但現在發生的東西不同：不是因為氣候在變化，而是因為它變化得太快。
在過去的150年裡，全球平均溫度上升了約1.1°C。這可能聽起來很小，但從最後一個冰期：當北美洲大部分被冰川覆蓋時：的差異只有大約5°C。
在這堂課中，我們將查看證據，了解機制，並對我們能夠做些什麼進行 крит性思考。
你知道什麼?
在我們深入探討之前，讓我們先了解你的起點。
地球如何保持溫暖
溫室效應
溫室效應本身不是壞事。沒有它，地球的平均溫度將約為-18°C（0°F）：遠太冷了，液態水或我們所知的生命無法存在。
這是它是如何運作的：
1. 太陽發送能量到地球作為可見光。
2. 地球表面吸收這些光並重新發射為紅外輻射（熱）。
3. 大氣中的某些氣體：二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、水蒸氣（H₂O）和氮氧化物（N₂O）：吸收那些紅外輻射，而不是讓它逃離到太空。
4. 這些氣體將熱量重新發射到所有方向，包括向地球表面的反向。
這就是我們星球保持約15°C（59°F）的溫暖平均值。
關心的不是溫室效應本身，而是我們正在加強它，通過將更多這些氣體添加到大氣層中。
證據所表明的內容
全球變暖的證據
氣候科學是建立在多條獨立的證據線上的。在這裡，我們列出了主要的證據：
冰核：科學家在南極和格陵蘭的冰蓄層中鑽孔，從中提取含有古老大氣的圓柱狀冰。這些氣泡讓我們能夠測量CO₂和溫度，追溯至800,000年。數據顯示，CO₂和溫度一直保持一致：而當前CO₂水平遠高於這800,000年記錄中的任何數字。
Keeling曲線：自1958年起，查爾斯·戴維·基琳開始在夏威夷州的馬ونا羅亞山觀測站測量大氣CO₂。他的數據顯示，從315 ppm到今天的超過420 ppm，呈現一種獨特的鋸齒狀模式，這是由季節性植物生長造成的。
溫度記錄：從1850年開始的溫度記錄顯示，尤其是從1980年以來，呈現明顯升溫趨勢。歷史上十個最熱年份都發生在2010年以後。
海平面上升：自1900年以來，全球海平面上升了20公分（8英寸），並且加速。這是由兩個來源造成的：熱擴散（溫暖的水分子會擴大）和融冰。
冰川後退：全球冰川正在縮小。蒙大拿州的冰川國家公園在1850年有150個冰川；如今只有少於25個。
海洋酸化：大氣中約30%的CO₂被海洋吸收。這形成碳酸，讓海水變得更酸：自工業時代以來，酸度增加了26%。這對珊瑚礁和貝類有威脅。
我们释放的碳
人类改变大气的方式
在数百万年前，碳以煤、油和天然气的形式在地下被锁定：这是古老植物和海洋生物的遗骸，在地质时间尺度上被埋藏并压缩。
工业革命开始于大约1760年，我们开始挖掘那些化石燃料并将其用于能源。燃烧碳基燃料将碳与氧气结合，释放CO₂进入大气。
数据：
- 工业革命前的CO₂约为280 ppm
- 当前CO₂：超过420 ppm：增加了50%
- 人类每年释放大约36亿吨CO₂
其他主要的温室气体来源：
- 森林砍伐：树木吸收CO₂。砍伐它们会移除一个碳汇并释放存储的碳。
- 农业：水稻田和畜牧业产生甲烷。肥料释放氮氧化物。农业占全球排放的约10%。
- 水泥生产：制备水泥从大理石中释放CO₂。它占全球排放的约8%。
自然的碳循环将碳移动到大气、海洋、土壤和生物之间。但我们已经打断了这个循环，通过将数百万年来安全地储存在地下中的碳重新添加到活动循环中。
接下來會發生什麼
溫暖世界的後果
氣候變化不僅僅是指溫度升高。它觸發了一系列相互連接的效果:
海平面上升: 水的熱擴散加上冰川融化可能使海平面在2100年上升0.3到1米。有數百萬人住在可能受到影響的海岸地區。
極端天氣: 溫暖的空氣能容納更多的水汽，導致更強烈的降雨和洪水。較高的海洋溫度推動更強烈的颶風。在已經干旱的地區，干旱加劇。
生態系統混亂: 物種必須遷徙、適應或面臨滅絕。珊瑚礁在較暖、更鹹水中融化和死亡。生長季節變化，影響農業。
反饋迴圈
有些溫暖帶來的後果實際上會造成更多的溫暖:這些被稱為正向反饋迴圈(在這裡，正面意味著自我強化，不是好事):
- 融化冻土: 極地冻土含有大量的甲烷和二氧化碳，來自古老有機物。隨著極地溫度升高，這些冻土開始融化並釋放出那些氣體，導致更多的溫暖，融化更多的冻土。
- 冰-反照率反饋: 白色的冰會反射陽光。當冰融化時，它暴露了黑色的海洋或土地，這些物質吸收更多的熱量，導致更多的冰融化。
- 水汽反饋: 溫暖的空氣能容納更多的水汽，這本身是一種溫室氣體，捕獲更多的熱量。
我們能做什麼
解決氣候變化的方法
有強烈的科學共識認為氣候變化是真實的、由人類引起的、並且非常嚴重。但有著真實、正當的辯論，關於最好的應對方式。以下是主要的類別：
減緩：減少排放：
- 可再生能源（太陽能、風能、水力、地熱）
- 核電（零碳，但引發關於廢料和安全的擔憂）
- 電氣化交通
- 能源效益改進
- 減少森林砍伐
適應：準備已經在進行中的變化：
- 建造海濱壩和防洪防衛線
- 開發耐旱作物
- 遷徙脆弱的社區
- 改進對極端氣候的早期警報系統
碳移除：將 CO₂ 從大氣中帶回來：
- 再造林和土壤碳固定
- 直接空氣捕捉技術（目前昂貴和能源密集）
- 增強礦物風化
政策方法：
- 碳稅或限制與交易系統
- 國際協議（巴黎協議）
- 排放的規定
- 鼓勵清潔能源的補貼
個人與系統性辯論：
有些人認為個人選擇（開車少一些、吃少一些肉、減少廢物）最重要。其他人認為系統性變革：政策、基礎設施、技術：是唯一能夠擴大作用的方法。大多數專家認為兩者都需要。
您將記得什麼？
結束
今天我們討論了很多內容：
- 簡明熱效應以及其重要性
- 多種證據表明氣候變化是真實的且正在加速
- 人類活動如何干擾碳循環
- 產生的後果與放大溫室效應的反饋迴圈
- 正在提出的與辯論中的範圍解決方案
氣候科學是建立在物理學、化學、地質學、生物學以及來自每個大陸與大洋的數據之上。理解它需要精確地使用基於證據的思維，這正是良好的科學所要求的。