为什么气候变化这么长时间都没有得到确凿的证明?

Question

我刚刚读了IPCC的第四次评估报告，注意到这是第一份(或第一份非常重要的)报告，指出气候变化确实存在，而且无法再被科学推翻。然而，自1824年让-巴蒂斯特·约瑟夫·傅里叶发现温室气体以来，人类已经知道温室气体正在改变大气。所以我问自己，为什么花了这么长时间才获得知识，反对人为气候变化的主要理论是什么?

Answer 1

“为什么气候变化这么长时间都没有得到确凿的证实?”在很大程度上，答案与“为什么吸烟和肺癌之间的联系这么长时间都没有得到确凿的证实?”是一样的。

因为延长怀疑可以得到很多钱。建立巩固全球企业的结构需要付出相当大的努力，变革破坏了许多人的生计。

因此，虽然付钱给科学家让他们提高对某些全球现象的认识可以赚到一些钱，但有时付钱给科学家让他们破坏知识会有更大的回报，实际产生的成本由整个社会承担。

对于政治家来说，在承认不可否认的事实方面，在相当程度上追踪知名科学家往往是一项有利的交易。这在选民和说客中都很受欢迎。

Answer 2

这是第一份非常重要的报告，因为这种说法本质上是不科学的。

作为爱因斯坦曾经说过：

那位科学理论家不值得羡慕。因为大自然，或者更确切地说，是实验，对他的工作是一个无情而不太友好的裁判。它从不对一个理论说"是"在最有利的情况下，它说“可能”，而在绝大多数情况下，它只是说“不”。如果一个实验与一个理论一致，那么对后者来说就是“可能”，如果不一致，那么就是“不”。也许每一个理论都有一天会经历它的“不”——大多数理论，在概念形成后不久。

或者，最近的说法是as莉斯Gerjbine中写道科学美国人“科学不能提供确定性。”

事实上，我认为这并不是试图质疑气候变化一个更好的比较应该是说我们对重力的确定程度差不多．

所以他们是第一个发表这一声明的人，因为这是科学的核心原则的核心宗旨，是怀疑．

事实上，我很震惊，任何严肃的科学家或团体都会对任何事情做出“不能再被科学推翻”的声明。看起来更像是政治上的哗众取宠，而不是真正的科学。

到目前为止，其他答案很好地解释了科学发现传播和接受的缓慢。

Answer 3

第九章第四次评估报告全面概述了“发现和归因”所涉及的困难。它值得详细阅读——它比报纸标题更好地说明了结论的复杂性和剩余的不确定性。

有两个基本问题:首先，气候在更长的时间尺度上(几十年和几个世纪)的自然背景水平的变化并不精确，因为我们没有很长时间的精确全球测量，所以很难判断任何给定的观测到的天气变化是自然的还是人为的。有地质证据表明，早在人类工业化之前，气候就发生了巨大而突然的变化，我们不知道这些变化是如何发生的，也不知道它们会发生多大的变化。

第二个问题是，虽然人们早就知道二氧化碳对红外线的不透明，但这只是故事的一部分。有大量的反馈机制可以放大或减少二氧化碳的影响，而人们对这些往往知之甚少。例如，二氧化碳导致的变暖被认为会导致更多的水蒸气蒸发，而水也是一种强大的温室气体——这是一种正反馈。但水蒸气也降低了大气中的递减率(温度随高度下降的速率)，这是一个负反馈。最大的不确定性是对云层的影响。目前的气候模型的效果是将二氧化碳的影响单独乘以3;因此，大约三分之二的预计影响是由其他原因造成的。但这一估计的误差很大，关于经验测量是否一致的科学辩论正在进行中。

链接报告第688页:

探测和归因都需要了解所考虑的时间尺度上的内部气候变率，通常是几十年或更长时间．在去除外部强迫的估计影响后，仪器观测中仍然存在的残余变率有时被用来估计内部变率。然而,这些估计是不确定的因为仪器记录太短，不能对内部变率给出一个有良好约束的估计，而且由于强迫和估计的响应存在不确定性。

从p669:

上述检测和归因研究中使用的方法不能完全解释所有的不确定性，因此最终需要专家的判断对特定原因是否导致特定气候变化进行校准评估。本章使用的评估方法是考虑使用各种观测数据集、模型、强迫和分析技术的多个研究的结果。基于这些结果的评估通常会考虑研究的数量，各研究对探测结果的重要性达成共识的程度，对观测到的变化与强迫所预期的变化之间的一致性达成共识的程度，与其他类型证据的一致性程度，研究中和研究之间已知不确定性的解释程度，以及对给定的气候变化是否可能存在其他物理上合理的解释．

顺便说一句，虽然傅里叶确实发表了一些关于二氧化碳对温度影响的预测，但他描述的机制在对流大气中不适用．正确的机制实际上是在20世纪40年代对恒星大气的研究中确定的，并被应用于行星大气Manabe和Strickler在20世纪60年代早期。

当气体被压缩时，它们会升温，当气体膨胀时，它们会冷却。因此，当大气对流循环时，上升的空气变冷，下降的空气变暖。这在大气中设定了一个特定的温度梯度，称为绝热递减率．温度梯度比这大得多通常无法维持，因为对流开始并垂直传输热量以抵消多余的热量。潮湿空气的绝热递减率比干燥空气低，平均约为6.5 C/km。

在非常接近的情况下，太阳到达地球的所有能量随后都以红外辐射到外层空间——辐射这么多能量所需的黑体温度约为-20℃。然而，当大气对红外不透明时，它不是从地面辐射，而是从大气的前10公里处辐射。向太空发射的平均高度约为5公里。所以这个高度的空气稳定在-20摄氏度。由于绝热递减率，地表温度大约高出6.5*5 = 32.5摄氏度(即大约+13摄氏度)。这就是对流大气中的温室效应。(在没有对流的大气中，根据傅里叶机理，表面温度约为60℃。)更多的二氧化碳和水蒸气提高了红外发射到太空的平均高度，从而提高了地表温度。但更多的水蒸气降低了垂直温度梯度，减少同时，表面温度升高增加对流层上层的温度在10公里以上。如果你看IPCC报告链接的第675页的图9.1面板(c)和(f)，其中显示了模型说将看到变暖的地方，你会看到图片中间的一个大红色斑点。这是水蒸气反馈的“指纹”。

请注意——我在这里所说的一切都来自IPCC AR4报告或主流气候文献。

Answer 4

仅仅因为“少数”科学家在19世纪20年代中期知道一些东西，并不意味着它最初被其他科学家所接受。你还必须考虑传播信息和知识的手段，那时和以后。你还必须考虑还有哪些其他的态度。

由于宗教信仰的原因，查尔斯·达尔文的进化论遭到了许多杰出人士的强烈反对。在一些地方仍然如此。

就我个人而言，我第一次意识到全球变暖是通过大众媒体很多年了后我完成了大学学业。我还学了其他科学知识——有很多东西要学——我仍然认为我受到了良好的教育。

我在高中时就知道了达尔文的进化论，但没有人提到全球变暖或二氧化碳或甲烷的保热潜力，或其他任何东西。这不是科学课程的一部分，其他的东西才是。

在此之前，人们可能已经警告过全球变暖，但据我所知，他们的数量很少，他们没有引起大众媒体的注意，他们基本上是荒野中的声音。有句俗话叫“吱吱叫的轮子有油”，他们还不够吱吱叫。

Answer 5

Svante Arhennius在1896年发表的关于二氧化碳减半或加倍可能导致全球温度变化的粗略计算(基于廷德尔、富特和傅里叶之前的工作)被认为是推测性的——包括其他关于气候的推测——在当时或之后很长一段时间内都没有被认真对待。部分原因是，当时的主流观点认为，人类做什么都无法改变气候，但从科学角度来说，这也是由于对红外吸收“饱和”和海洋吸收二氧化碳(降低?)的错误理解。

大气中温室气体分子的IR再排放没有得到充分考虑，导致了一个错误的结论，即在去往太空的途中，有足够的二氧化碳捕获100%的IR，再增加二氧化碳也没有什么区别。

在海洋吸收二氧化碳方面雷夫尔因素——直到1957年，人们才知道海洋表层对吸收二氧化碳的抵抗力;人们认为，海洋的快速吸收将阻止大气中二氧化碳浓度的显著上升。

到20世纪70年代早期，大多数现在被认为能够导致“无意的气候变化”的因素都已经知道了——包括化石燃料燃烧产生的气溶胶具有反射效应，降低了太阳强度，即冷却影响——但与增强的温室效应相比，它的相对强度随着时间的推移却不清楚。即使到了20世纪70年代，所有已知因素的相对强度以及全球气候系统内相互作用和反馈的影响还没有得到足够精确的了解，因此无法确定。

摘自《了解气候变化:行动纲领》——美国国家科学院，1975 -

“不幸的是，我们对我们的气候机器以及是什么决定了它的进程没有很好的定量理解。没有这一基本认识，似乎就不可能预测气候——无论是短期变化还是更大的长期变化。”

“行动纲领”旨在实现更好的“定量理解”，到20世纪80年代，它已经做得足够好，以至于当时仍然存在的“小冰期”担忧得以平息。不幸的是，人们预计气候变暖将成为主要原因，但原因并不像人们所希望的那样令人放心。

随之而来的是许多争论和争议，但从那时起(迄今为止大约40年)，世界领先的科学和气候科学机构的每一份高水平的科学报告和研究都一致得出结论，我们正在全球变暖，只要我们继续燃烧化石燃料，向大气中添加二氧化碳(和甲烷)，就会出现更多的结果。