气候突变的情景及其对美国国家安全的意义

气候突变的情景及其对美国国家安全的意义彼得·施瓦兹和达哥·兰德尔2003年10月前言当大多数人想到气候变化的时候，他们想象的是温度的逐渐升高，仅仅是气候状况的微小变化，不确定地连续变化，甚至在将来的某一天会平稳下来。通常认为，无论我们面对任何天气条件，现代文明或者能够适应，气候变化的幅度不会超出社会的适应程度；或者我们的减缓措施，如京都议定书，已经足以减轻气候变化的影响。IPCC报告指出，渐进式气候变化的威胁及其对食品供应和其他重要资源的影响，将不会严重到对安全产生威胁。乐观主义者声称，技术革新的所带来的收益能够超过气候变化的负面效应。从气候角度来讲，持未来渐进式变化的观点认为，农业将会继续发展，生长期将会延长。北欧、俄罗斯和北美洲的农业将会繁荣，而南欧、非洲和中南美洲将会遭受增多的干旱、高温、水资源短缺和产量下降。总体来说，在许多典型的气候情景下全球食品生产都会增加。这种气候变化的看法可能是一种自欺欺人的十分危险的观点，因为我们正在面对世界范围的越来越多的天气灾害：更多的飓风、季风、洪涝和干旱。极端天气事件对社会有巨大的影响，因为它们影响到食品供应，城市和社区环境，以及洁净水源和能源的供应。例如，据澳大利亚气候行动网络（ClimateActionNetworkofAustralia）最近的报告预估，气候变化可能会减少牧场的降水，将导致牧草产量下降15%，从而可能导致牲畜的平均重量减少12%，特别是牛肉供应减少。在这种情形下，预估奶牛的牛奶产量将减少30%，新的害虫可能会在水果种植地区蔓延。此外，预估这种情形将导致饮用水减少10%。基于模式的未来预估结果表明，如果这些变化在未来的15-30年内在世界几个食物生产地区同时发生，那么人类社会的适应能力能够管理气候变化的观点将遭到严重挑战。目前，生活在副热带干旱区人口密集、经济落后的的居民已超过4个亿，气候变化及其影响对全球政治、经济与社会稳定都造成了严重威胁。在欠发达地区，对那些资源短缺与适应能力不足的国家而言，问题尤为严重。对一些国家而言，气候变化可能更具挑战性，对当地气候绝望的人们可能通过移民到像美国一样拥有适应资源的国家，来寻求更好的生活。几种主要的全球变暖情景能够引发上述问题，因此，越来越多的商界巨头、经济学家、政策制订者与政治家们开始关注未来可能的变化，并致力于限制人类活动对气候的影响。然而，这些努力远远不够，尚不能及时地得以实现。近年来的一些证据表明，比过去几十年或一个世纪的持续变暖更为可怕的气候情景很可能即将出现，这也是GBN为何与OSD合作研究发展气候突变可能情景的原因。该项研究的结果将被用于探讨气候变化与食品供应、健康与疾病、商业与贸易往来以及这些问题所导致的国家安全问题。尽管未来的天气状态与气候突变的细节都还不能被精确地或较为准确地预估出来，从过去的气候变化中我们可以得到一些有用的线索。我们的目标仅仅是描绘出一幅可能的情景，它与人类曾经经历过的气候变化情景极为相似，并以此为证据来进一步探讨气候变化对美国国家安全的潜在意义。建立气候变化情景：历史回顾上图为从格陵兰冰芯中得到的样本，表明该地区曾在持续变暖的过程中出现过突然变冷的现象。18,200年前的寒冷事件本报告中所描绘的气候变化情景，是由格陵兰冰芯所记录的发生在距今约8,200年前的百年尺度的气候事件。在一段与当今气候非常相似的长期增暖之后，突然变冷。格陵兰年平均温度下降了约5华氏度，而当时在整个北大西洋地区都很可能发生了同等程度的温度下降。8,200年前发生在欧洲和其他一些地区的严冬事件，使得冰川前进、河水冻结、农业产量急剧下跌。科学证据表明，该寒冷事件很可能是在一段持续的增暖后，由海洋输送带的突然崩溃而引发。更长的冰芯和海洋沉积记录表明，在过去的730,000年间，类似的迅速变冷事件曾出现过8次，而海洋输送带的急剧减弱（一种目前可以被接受的解释）很可能就是引发气候突变的原因所在。新仙女木事件距今约12,700年前，同样是伴随着温盐环流的明显崩溃，格陵兰的温度至少下降了27华氏度，而且整个北大西洋地区也发生了显著变化。这次寒冷事件持续了约1,300年。新仙女木事件的显著特征在于，开始的几十年温度可下降约5度，迅速降温过后，便随之以持续1,000多年的冷干天气。尽管这一寒冷事件对欧洲大陆及其附近海域都产生了巨大的影响（冰山的分布范围南至葡萄牙海岸），但同样的情景如发生在人口密度很高的当今社会，其影响程度则完全不可同日而语。这是距今最近的一个寒冷时期，可能与文明衰落、社会动荡、居住地变迁甚至人类生存密切相关。小冰期公元14世纪到19世纪中期，北大西洋地区经历了一次相对寒冷的阶段。该寒冷事件很可能由海洋输送带的显著减弱而引起，而这种海洋的变化，大多数学者认为源自减弱的太阳活动与火山爆发。这一时期通常被称为小冰期，从1300年持续到1850年，它带来了严冬和气候突变，对欧洲的农业、经济和政治产生了深远的影响。该时期的标志是作物的持续减产、饥荒、疾病和人口迁移，或许当是居住在冰岛后来居住在格陵兰的挪威人（也被称为斯堪的纳维亚人）对此的感受最为深刻。格陵兰海岸的结冰阻止了商船驶往格陵兰，并且使得渔民在整个冬天不能捕鱼。因此，农民被迫屠宰那些营养不良的牲畜（因为农民和牲畜都缺乏粮食），但是没有鱼、蔬菜和谷物，就不可能有足够的粮食供应。据报告，仅仅是1315年至1319年的饥荒（严酷的气候条件是部分原因）就造成了成千上万人的死亡。气候变冷很可能使斯堪的纳维亚人被迫离开了格陵兰，某些人认为这对那个社会的终结起到了一定作用。尽管类似于小冰期的气候危机并不是毁灭社会文明的唯一原因，但不可否认它们对社会产生了很大影响。在不到175年的时间内，马铃薯饥荒就造成了一百万人死亡，也是部分由于气候变化引起的。未来气候变化情景过去的气候突变个例表明，应该谨慎地考虑未来可能的气候变化情景，特别是因为一些最新的科学研究发现，我们极有可能面对这样的事件。我们所构建的未来情景基于距今8200年以前的事件，那时的气候要比新仙女木时期温暖的多，而且离现在更近，并且气候比小冰期更为严酷。未来情景假设了全球哪些地区可能变冷、变干、风速更大。虽然加强研究有助于改进目前建立在模式基础上的假设，但决不可能确认这些假设。本报告的目的不是预测气候将如何变化，而是描绘出如果我们对气候变化没有做好准备的话，气候变化将对社会产生的影响。本报告描述了具体的天气条件及其影响，目的是促进战略对话，而不是准确地预报很可能发生的事件本身。即使最复杂的模式也不可能预测气候变化的细节、影响区域和影响方式以及政府和社会的可能响应。但是，科学界似乎已经达成一致意见，即类似于下面描述的极端事件并不是难以置信的。出于对气候变化的发生时间、变化幅度、速度以及其普遍性的考虑，许多科学家愿意把这种情景看成是极端事件。但是历史告诉我们，有时候极端事件的确会发生，并且有证据表明对这些情景进行考虑可能是、也应该是国防部工作的一部分。要记住这一事件的持续时间可能是数十年到数百年或数千年，它可能开始于今年或者多年后。在这里提出的气候变化的负面影响，我们首先考虑到2010年的逐渐变暖期，然后假定其后的十年间气候将突然变化，变为寒冷的天气型，正像8,200年前发生的气候事件那样。直至2010年的增暖在现代文明社会经历了最迅速增暖的世纪之后，21世纪的最初十年可以被看成是大气增暖的加速时期，全球平均温度将每十年升高0.5华氏度，在变化剧烈的地区每十年可能升高2华氏度。从全球来看，这种温度变化的幅度在不同的地区和季节是不同的，较小尺度上的变化可能大于或小于平均变化。非常清楚的是，地球正在继续20世纪末的增暖趋势。与前一个世纪相比，北美洲大部、欧洲以及南美洲的部分地区高于90华氏度的高温日数增加了30%，而低于冰点的日数大为减少。除增暖外，还出现了一些无规律的天气变化：更多的洪水，特别是在山区；以及谷物生产区和沿海农业区的持续干旱。通常，气候变迁会损害经济，一般会影响局部地区，如风暴、干旱和酷热可以影响农业和其他依赖于气候的活动。（例如，法国更多的医生在8月份也继续上班。）不过，天气变化尚不足以或普遍到威胁相互联系的全球社会或美国的国家安全。增暖反馈循环由于整个20世纪以及21世纪初期的增温，正反馈循环将发挥作用，使得某些地区的增暖从每年0.2华氏度增加到0.4华氏度，最终将达到每年0.5华氏度。随着地表增暖，水分循环（蒸发、降水和径流）加速，将导致更高的升温。水汽是最强的自然温室气体，它能捕获额外的能量，引起地表气温上升。随着蒸发加大，较高的地表气温使得森林和草地（农民放牧和耕种的场所）发生变干的趋势。随着树木的死亡和燃烧，森林吸收的二氧化碳减少，又导致更高的地表气温以及更猛烈的无法控制的森林火灾。此外，较高的温度将融化山区、旷野、高纬度苔原地区的积雪以及寒带森林地区的永久冻土。由于地表对太阳光的吸收增多，反射减少，因此，升温将更高。到2005年，世界上的某些地方的人们将更加强烈地感受到气候变化的影响。更加剧烈的风暴和台风将造成一些低洼岛屿（如位于新西兰附近的塔拉瓦岛和图瓦卢）发生更大的风暴潮和洪涝的。到2007年，特大风暴将导致海水冲过荷兰沿海的防洪堤，造成一些沿海城市（如海牙）不再适于人类居住。在美国加利福尼亚中部谷地的萨克拉门托河地区，由于三角洲岛屿的防洪堤不再起作用，将形成一个内海，这样在干旱季节从加利福尼亚北部到南部的导水输送系统将被切断。喜玛拉雅山脉冰川融化的加剧，将致使部分高原居民不得不重新寻找定居点。北极海洋的浮冰在1970到2003年间已经减少了40%，而到了2010年夏季，大部分将完全消失。随着冰川的融化，海平面将升高，而冬季海洋范围的减小，将导致海浪增强，这将对沿岸城市造成破坏。此外，全球数以百万计的人们将受到洪涝的威胁（2003年的时候将可能是目前的大约4倍），而渔业也将遭到破坏，这是由于鱼类由于无法适应水温的变化而迁徙到新的地点，这将使获得捕鱼权变得更为紧张。恶劣天气引起的局地灾害会影响到周边地区，因此这些地区的自然、人力和经济资源将不得不分流以用于灾后的恢复。由于自然灾害和风暴天气不仅在发达国家而且在欠发达国家都会发生，气候的正反馈以及变暖的加速将会触发以前无法想象的连锁反应，尤其在灾后重建能力不强的发展中国家所造成的破坏最大，因为这些国家的社会、经济和农业系统缺乏必要的能力以承受气候变化带来的影响。如果格陵兰冰盖的融化量超过了年降雪量，加上由于高纬降水造成淡水径流增加，那么北大西洋以及格陵兰和欧洲之间海域的海水盐度将降低。由于盐度低的海水的密度较低，反过来将使温盐环流系统明显减弱。2010年到2020年温盐环流崩溃海水经过大约60年的缓慢淡化，温盐环流将在2010年崩溃，从而破坏欧洲的温和气候。因为欧洲的温和气候可能是由于温暖的墨西哥湾流（全球温盐输送带的北大西洋支）造成的，海洋环流型的变化将导致向北输送的暖水变少，造成欧洲北部和北美东部的天气迅速变化。北大西洋将不断受到由于冰川和格陵兰冰盖融化，以及可能最主要是由于降水和径流的增加所引起的淡水注入的影响。经过几十年的变暖，高纬降水的增加将导致更多的淡水注入北大西洋高盐高密度的海水中，而通常情况下该地区的海水主要受墨西哥暖流和高盐度海水的影响。因此，大规模的暖水洋流再也无法到达北大西洋，其直接的影响是造成欧洲以及北半球大部地区的温度下降以及许多关键农业区和人类居住区降水的显著减少。不过，由于这十年间极端天气事件的发生不是连续的，温盐环流崩溃所造成的影响也将是断断续续的。一些海洋学家已经预言了温盐环流将显著减弱，但美国尚未对其影响、时间进程和幅度做好充分的准备。气候和海洋系统的计算机模式尽管有了很大改善，但仍无法为决策者提供足够准确和统一的预测信息。我们还不清楚温盐环流停止后的几年里天气型将发生什么样的改变。如果说预测结果有什么不同的话，就是一些预测者认为干冷的天气将会结束，而另一些则预测会出现一次新的冰期或者全球干旱；对决策者和公众而言，这些不同的预测结论，使得他们对未来的气候到底如何变化以及应采取何种对策感到无所适从。温