2.1　理解氣候變化：從科學到社會的綜合視角

2.1.1　氣候變化的認知演進

氣候變化（climate change）是人類可持續發展面臨的一項極為嚴峻的挑戰。兩個多世紀以來，科學界對氣候變化現象進行了持續而深入的研究，逐步揭示了氣候變化的內在機制極其廣泛的潛在影響（見圖2-1）。氣候變化依然是整個氣象學領域最為復雜且最具爭議的問題之一（Todorov，1986；IPCC，2023）。

圖2-1　氣候變化研究的主要演進脈絡

［資料來源：周天軍等（2022）］

氣候變化的研究可追溯至19世紀初至20世紀初，當時的理論思想已充分展現出科學家們對熱力學及其與化學、分子物理學之間緊密聯系的現代理解。1827年，法國物理學家約瑟夫·傅里葉（Joseph Fourier）首次探討了溫室效應的物理機制。隨后，出于從大氣基礎探究史前冰河期的可能成因，愛爾蘭物理學家約翰·丁達爾（John Tyndall）在傅里葉的理論基礎上利用紅外線感測儀器進一步探究了溫室氣體成因，他明確指出，大氣中的水蒸氣、二氧化碳、甲烷等多種氣體是引起溫室效應的主要因素（Tyndall，1861），并提出冰川周期可能與大氣中二氧化碳濃度減少有關的假設。

基于這些先驅性的研究，1896年瑞典物理學家斯萬特·阿倫尼烏斯（Svante Arrhenius）開創性地量化估計了大氣中二氧化碳含量變化及其對地球氣候可能產生的影響。他的計算結果顯示，如果大氣中二氧化碳濃度加倍，全球氣溫將可能上升5～6℃ 。然而，受限于當時的經濟社會條件和文化信仰，人們雖然普遍認同化石燃料燃燒會增加大氣中二氧化碳濃度，但這一結論仍未足以說服大多數科學家相信人類活動會對氣候產生顯著影響。1901年，瑞典氣象學家尼爾斯·古斯塔夫·埃克霍爾姆（Nils Gustaf Ekhdm）提出了“溫室效應”的概念。

進入20世紀中期，隨著數字系統進步、超級計算機發展以及二戰后政府對氣象科學支持力度加大，氣候變化科學迎來定量和試驗研究的全新階段。1955年，計算機科學先驅約翰·馮·諾依曼（John von Neumann）等人利用早期計算機成功開展了首次數值天氣預報，開啟了對氣候控制可能性的探討。1956年，吉爾伯特·普拉斯（Gilbert Plass）通過精確計算二氧化碳的輻射強迫，深化了人們對二氧化碳在氣候變化中作用的理解。1957年，羅杰·雷維爾（Roger Revelle）和漢斯·蘇斯（Hans Suess）發出警告，若工業燃料燃燒繼續以指數級增長，大氣中二氧化碳濃度將在未來幾十年內顯著升高。1958年，查爾斯·基林（Charles Keeling）在夏威夷莫納羅亞山對每日二氧化碳濃度進行持續監測，繪制出著名的“基林曲線”（Keeling curve），直觀展示了大氣中二氧化碳濃度上升的趨勢，為人類活動影響氣候變化提供了最直接有力的證據。1967年，真鍋淑郎（Syukuro Manabe）和理查德·韋瑟爾德（Richard Wetherald）開發了第一個全面考慮溫室氣體（包括水汽）輻射吸收以及對流能量輸送的一維模型，首次量化了二氧化碳翻倍導致的升溫幅度（2.36℃ ）。他們進一步利用一個高度簡化的三維大氣環流模式，用以解釋高緯度變暖及雪蓋和海冰的變化，為認識復雜地球氣候系統和人類對其的影響奠定了科學基礎（Manabe＆Wetherald，1967）。同一時期，海洋生物學家卡爾森（Rachel Louise Carson）的報告《寂靜的春天》和1972年羅馬俱樂部的報告《增長的極限》出版，促使公眾反思現有發展模式和人為造成的環境變化，增進了全球變暖及人類活動可能改變氣候的科學共識。

此后，隨著和平與發展成為世界主題，人們環境保護意識上升，以及冰蓋融化、氣候災難現象增多，更多的氣象學家、計算流體力學家及跨學科專家參與到氣候變化的綜合評估工作中。他們通過更完善的方程和先進的數值方法，致力于提高天氣和氣候預測的精確性。這些努力不僅加深了對氣候變化機制的理解，也為制定有效的應對策略提供了科學依據。例如，1979年，朱爾·查尼組織編寫了題為《二氧化碳與氣候》的科學評估報告，證實了二氧化碳濃度增加對氣候的顯著影響。1981年詹姆斯·漢森（James Hansen）在《科學》雜志發表的論文《大氣中二氧化碳增加對氣候的影響》，向公眾首次警告氣候變暖的潛在危險。1986年，菲利普·瓊斯（Philip Jones）給出了全球變暖的確鑿證據。1988年，詹姆斯·漢森在美國國會的證詞進一步加強了公眾對氣候變暖問題的關注和討論（周天軍等，2022）。同年，“多倫多大氣變化會議”召開，標志著全球科學界和政策制定者對氣候變化問題達成了重要共識，即人類活動引起的污染已造成大氣層嚴重變化，這種變化對全球安全構成了重大威脅，并在全球范圍內產生了廣泛而嚴重的影響。會議呼吁全球合作，共同應對氣候變化，力爭到2005年將溫室氣體排放量降至1988年水平的80%。這一宣言成為全球氣候治理行動的重要里程碑，為后續的國際合作和行動提供了方向。

為更好應對氣候變化，世界氣象組織（World Meteorology Organization，WMO）和聯合國環境規劃署（United Nations Environment Programe，UNEP）于1988年聯合建立IPCC，開展對氣候變化科學事實、社會經濟影響及未來風險的綜合評估。截至2024年年底，IPCC已經發布六次評估報告，為全球氣候變化政策提供了科學依據。2023年3月發布的IPCC第六次評估報告明確提出，隨著全球變暖趨勢加劇，當前可行、有效的適應方案將受到限制。因此，優先考慮公平、氣候公正、社會公正、包容與公平的轉型進程，有助于實現具有雄心的適應和減緩行動，同時使氣候韌性成為可能。報告進一步提議，增強對最容易受到氣候災害影響地區和人群的支持，將有效提高適應措施的成效和廣泛性（Lee et al.，2023）。