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        無可逃避的變局:全球氣候變化

        首頁    專業分享    無可逃避的變局:全球氣候變化

        作者:陳鵬

             全球氣候變化無疑是當今最熱門的話題之一。即使在當下沖突、競爭態勢的世界格局中,它仍是主要大國之間為數不多的合作議題。因為,全球氣候變化影響著這個藍色星球下的每一個國家、每一個民族,誰都無法獨善其身。

             談及全球氣候變化,大家最重要著眼的是全球氣候變暖,也就是全球平均氣溫的升高。關于這一點,有許多質疑者,比如美國的前總統特朗普,他們懷疑氣候變暖只是地球氣候正常的波動,或者是長周期變化的一個階段。

        Source:NOAA Climate.gov, Data:SOTC 2020

             但是全球溫升應該是毋庸置疑的,至少我們已經切身感受到。筆者從自身的經歷,以及采訪其他人都得到一致的認識:氣候確實變暖了。筆者生活在浙江東南沿海,小時候冬天寒冷,冬天下雪10cm以上,河面上能結數公分的冰層。但現在冬天最低氣溫很少突破零度,幾乎不再下雪。

            就在今年,2021年諾貝爾物理學獎頒給了三位科學家,他們的主要貢獻就在于提出了可靠的全球變暖證據。他們從科學的角度也證明了全球氣溫確實在升高。根據有記錄的氣象統計數據,從1860年到今天的全球平均氣溫曲線顯示,到2020年全球平均氣溫已經比1900年以前的平均氣溫上升了1.2℃。這說明全球氣候變暖,已經是現實。曲線還顯示從1980年代開始,最近這40年之間正是氣候上升最為迅速的階段,這與全球經濟發展最為迅速的時間段是契合的。

         

        Source:IPCC, 2018: Global Warming of 1.5°C

             很多人以為,全球均溫升高1-2℃,似乎并沒有什么明顯的感覺,因為我們一天內的氣溫波動就不止2℃。但實際情況并不是這樣,上升2℃會對我們人類社會產生顯著的影響,上升3-5℃就會造成人類社會的崩潰或者滅亡。

             根據氣候模型數據顯示,全球溫升體現在不同區域和不用季節時,是非常的不均衡的。當全球平均溫升2℃的時候,在南北極的溫度波動可達10℃。這種區域、局時的極端惡化,必將帶來很多極端的天氣災害,將對全球大部的人口都產生影響。

           

         

         

             全球溫升帶來諸多危害,例如冰川融化、極端高溫、寒潮、洪水、干旱等,嚴重威脅人類的生存與發展。比如全球溫升導致大氣可以吸收更多的水汽,這將造成土壤水分揮發的增加,導致干旱;輸送更多的水汽,導致大洪水等。

             在2020年中國東南沿海長時間干旱,澳洲大火;2021年中國鄭州、美國紐約等地的極端暴雨,這些極端氣候大概率是全球氣候變暖的體現。氣候導致的干旱將會導致社會的動蕩,敘利亞的內亂就是由干旱誘發的。難怪比爾蓋茨會說,“在下一個10年或20年,氣候變化對經濟造成的破壞相當于每10年爆發一次與新冠肺炎規模相當的流行病。”

             世界各國在2015年巴黎簽訂了《巴黎協議》,協議的核心目標就是將是全球平均氣溫升幅控制在比前工業化水平增加2℃以內,并努力控制在1.5℃以內。如今我們離1.5℃的限制只剩下0.3℃的差距了,形勢已經非常緊迫。采取措施延緩溫度繼續上升,對全人類來講已經刻不容緩。

         

             那么為何導致全球變暖呢?正是因為地球的溫室效應。溫室效應本身對人類是有益的,溫室氣體可以吸收大量太陽輻射的熱量,讓地表維持在適宜的溫度,讓地球變得宜居,從而孕育豐富的生命物種。

             如果沒有溫室效應,我們的地球將是寒冷的冰球。可見溫室效應本身并不是洪水猛獸,不需要談之色變。問題點在于:人為排放的溫室氣體,增強了溫室效應,打破了原有的平衡,其中這部分增加的溫室效應,將導致全球平均氣溫升高。

             在溫室氣體中,最主要的是水蒸氣,但它是動態平衡的,并不會造成負面的影響。主要的影響因素在于人為排放的溫室氣體,包括二氧化碳、甲烷、含氯氟烴、氮氧化物等。這些溫室氣體按照在大氣層中的穩定性可分為長期溫室氣體和短期溫室氣體。

             二氧化碳是非常穩定的溫室氣體,它在大氣中不被分解或轉化緩慢,因此它的累積效應顯著。甲烷是另一種顯著的溫室氣體,其單位體積的溫室效應比二氧化碳強10倍以上,但它在大氣層中在一定時間內會逐漸分解。我們可以粗略地說,二氧化碳就是全球溫度升高的罪魁禍首。二氧化碳分子的振動,對應著其在紅外波動的吸收。二氧化碳分子的舞動,卻改變了這個世界。

         

        source: NASA GISS, NOAA NCEL, ESRL

             科學家將有記錄以來的大氣中二氧化碳的濃度與全球平均氣溫的曲線放在一起,發現兩者是強相關的,如上圖所示。圖中曲線清晰可見:二氧化碳與全球溫升的關聯。從中我們還可以推演未來,并測算出全球溫升1.5℃時的二氧化碳可排放量。

             根據計算,當我們繼續向大氣層排除4000-6000億噸二氧化碳時,全球大概率溫升將達到1.5℃。而近年全球每年向大氣層排放的二氧化碳(甲烷折算進內)達到510億噸,也就是說按照目前的排放速率,2030年前后全球溫升將突破1.5℃。可見,二氧化碳排放量余額已經告急!!!

             聯合國秘書長古特雷斯急迫地呼吁道:“2050年前實現碳中和是當今世界最為緊迫的使命”。目前已有137個國家承諾到2050年將實現碳中和,占全球碳排放總量的73%。各國已經意識到這個問題的急迫性。但是采取的行動呢?我們都親身經歷,也拭目以待!

         

             那如何實現減碳呢?人們提出的思路包括幾個方面:提高能源利用效率、轉變綠色生活方式、降低化石能源的使用、電力清潔化、發展可再生能源、碳捕獲技術和保護我們的森林等待。

             在上面思路中,核心關鍵在于能源供應的轉變。根據國際能源署基于2050年實現碳中和場景下的測算,各種能源生產電力的演變如下圖所示。當前仍舊是基于化石能源(煤炭、天然氣)為主的火力發電,占比超過60%,光伏和風能加在一起約僅占全球電力生產的10%。而到2050年將徹底轉變為以光伏和風能為主體的清潔電力,兩者將達到電力生產的70%以上,成為電力來源的絕對主力!

         

        Source:IEA,Net Zero by 2050

             針對于光伏能源,我們仔細分析了國際能源署、國際可再生能源署、政府間氣候變化專門委員會的數據,綜合這些機構預測的均值,測算光伏累計裝機數據為:

             2021年超700 GW;

             2030年約 4000 GW;

             2050年 約達15000 GW。

             這意味著未來30年全球光伏的投資將達到40萬億元以上!這對我們人類來說是巨大的挑戰,但其中又何嘗不是孕育著大機遇呢?

         

             全球氣候變化的影響已來,我們無法回避。如果繼續保持即有的發展軌道,可以預見的是人類必將面臨最大的不確定性,甚至是生存或毀滅的境遇。但是如果我們清醒認識、協心面對,或許我們還能抓住最后的窗口。

             危機,危中有機,人類已經掀起了一場清潔能源的革命。這場革命將在未來30年,由全球所有國家共同完成,這將是人類為地球和可持續發展將完成的一項壯舉!

             我們親歷其中,危哉,幸哉!

        2021年12月31日 10:01
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