从研究到行动:归因科学日益增长的影响

2023年3月7日上午10:16
美国国家航空航天局
L.德尔塔·梅尔纳
气候诉讼科学中心首席科学家

归因科学,旨在了解气候变化与自然天气模式和气候变率之间的关系,可以帮助我们更好地理解极端天气和气候变化之间的联系,为哪些特定排放正在造成最严重的影响提供新的见解,并有助于制定气候解决方案。

两种类型的气候归因——事件归因和来源归因——正在帮助回答两个关键问题。首先,气候变化是否改变了一个特定的天气事件?第二,哪些排放源对气候变化的影响最大?现在的研究可以解释气候变化在多大程度上使热浪更热或与飓风相关的倾盆大雨更强烈,以及排放的来源。

气候归因科学的历史

目前这种类型的气候归因已经存在了大约20年,这使得它成为一项令人难以置信的新的科学努力。但在这么短的时间内,已经取得了令人印象深刻的进展,该领域正在迅速发展。

气候归因的研究在20世纪90年代开始被广泛接受,当时科学家们在模拟地球气候的计算机模型上取得了进展,并探索了观测到的变化的原因。气候归因科学使用统计方法和计算机模型将观测到的气候数据与包括和不包括人类影响的全球气候模拟进行比较。通过比较这两个数据集,科学家可以确定人类活动对观测到的温度、降水模式、海平面上升和其他气候变化指标的变化负有责任的可能性。他们还可以研究已知的碳排放源,并对有或没有这些额外排放的世界进行建模。

事件归因气候事件归因确定了气候变化如何影响特定极端天气事件(如热浪、干旱、洪水和风暴)的可能性或强度。事件归因科学研究发现,气候变化已经改变:

  • 极端高温事件。一项研究发现,人为引起的气候变化造成了2019年欧洲的热浪100倍更有可能发生。
  • 热带气旋或飓风。归因科学表明,气候变化至少增加了哈维飓风的降雨量15%
  • 干旱。一项对2018年南非干旱的研究发现,气候变化造成了这场干旱三倍的可能性
  • 降水事件。另一项研究发现,气候变化在英国造成了严重的洪水43%更有可能是在2013-14年的冬天。
  • 森林大火。研究表明,气候变化已经近一倍美国西部森林大火肆虐,加州大火频率增加了一倍五的因数

随着极端天气事件变得越来越频繁和严重,气候事件归因科学强调了大幅减少碳排放并帮助社区适应气候变化影响的必要性。

源属性:气候源归因科学确定了导致气候变化的污染物。这项研究确定了不同排放源(包括石油和天然气、农业、工业和交通部门)对大气中吸热气体浓度总体增加的相对贡献。

气候源归因科学涉及一系列技术,包括测量大气中吸热气体的浓度及其同位素特征,分析不同部门和地区的排放数据,以及模拟大气中全球变暖气体的来源和输送的建模研究。188金宝搏手机版

科学家们早就知道,燃烧化石燃料是大气中二氧化碳浓度增加的主要原因,但现在他们可以确定具体的来源。例如,我的同事布伦达·埃克沃泽尔领导的一项研究发现,排放可以追溯到90个最大的碳排放国自1880年以来,观测到的大气二氧化碳上升约有57%,全球平均温度上升约有50%,全球海平面上升约有30%。UCS的另一位同事雷切尔·利克(Rachel Licker)的另一项研究表明,世界上最大的化石燃料公司的排放造成的温室气体超过一半的海洋酸化从前工业时代开始。

气候源归因研究可以为减少碳排放的战略提供信息。通过确定排放的主要来源及其地理或部门来源,归因科学可以帮助政府制定有针对性的政策,从源头上解决气候变化问题。

归因科学的下一步

归因科学在相对较短的时间内取得了长足的进步,但它是一个新兴领域,有几个研究领域在未来几年可能会很重要。归因科学未来可能的研究方向包括:

  • 为全球南方的工作开发新方法:气候归因科学面临的挑战之一是高质量观测数据的有限可用性。在世界上很多地方气象站和其他观测工具稀缺,过时的或者它们存在的时间不长,使得精确跟踪天气模式和确定气候趋势变得困难。为了应对这一挑战,科学家必须开发分析卫星和其他遥感数据的新方法,以扩大归因工作的地理范围。
  • 研究区域影响:虽然归因科学在理解气候变化的全球影响方面取得了重要进展,但在单一重大极端事件研究之外,越来越需要更好地了解气候变化如何影响特定区域和社区。
  • 量化缓慢发生的事件:气候归因科学的另一个挑战是将缓慢发生的灾害(如海平面上升)的长期趋势归因于人类活动,因为自然变率在这些趋势中可以发挥重要作用。但是,有可能将自然变率的影响与人类活动的影响分开,从而对温度、降水和其他气候变量的长期趋势进行更准确的归因。
  • 研究复合事件:气候变化实际上是一系列相互关联的事件,比如干旱之后是野火,或者暴雨之后是洪水。归因科学的下一步是分析这些复合事件,并试图了解它们是如何受到气候变化的影响。

将归因科学与行动联系起来

这一研究领域已经使科学家能够更好地理解他们的工作,随着该领域的发展,它有可能为气候行动提供信息,并帮助市政当局、州和国家准备和适应急剧变化的气候。

通过提供明确和令人信服的证据,证明特定排放源(特别是化石燃料行业)所起的作用,科学家可以建立公众对政策、诉讼和其他行动的支持,以追究碳生产者的责任,弥补社区已经遭受的损失和损害的成本,实施适应战略,并减轻进一步的影响。归因科学已经并将继续为关键的社会决策提供信息。

归因科学还可以应用于日常决策,帮助人们了解与气候变化相关的不同风险的相对规模。如果政策制定者知道,人类活动更有可能导致热浪或洪水等特定极端天气事件的发生,他们就可以采取措施,降低社区的脆弱性,增强其抵御能力。这对于传达采取行动的紧迫性也很重要。为了更好地将归因科学与行动联系起来,科学家们需要让他们的发现易于获取,并将这一不断发展的领域整合到决策过程中。

虽然我对科学家在如此短的时间内所取得的进展感到非常鼓舞,但随着我们向前推进并继续推进归因科学,科学家、政策制定者、诉讼律师、受影响的社区成员和公众之间需要加强合作,以应对气候危机。