为什么时间是遏制气候变化的本质

: By Timothy H. Dixon，南佛罗里达大学

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为什么时间是遏制气候变化的本质
科学奖3月份，华盛顿特区，4月29，2017。

今年夏天，我在格陵兰冰原上进行了一项科学实验，研究地表融化及其对格陵兰冰雪加速损失的贡献。格陵兰由于其规模，海拔高度和目前的冰冻状态，在融化的过程中，有可能导致海平面迅速大幅度上升。

当我回来的时候，一位非科学家的朋友问我，研究表明未来海平面上升。他感到失望，因为要分析这些数据需要几年的时间，所以我什么也说不出来。这种时滞在科学上是常见的，但却可以使问题的沟通变得困难。对气候变化尤其如此，那里可能需要数十年的数据收集才能看到趋势。

最近的一份草案气候变化报告由联邦科学家利用数十年俘获的数据来评估最近的变化，并警告如果我们不改变我们的方式，可怕的未来。然而，为了避免气候变化的危险，科学家认为需要减少排放量的国家很少。

虽然这种缺乏进展使人们失望，但实际上这是可以理解的。人类已经发展到专注于眼前的威胁。我们需要处理几十年甚至几百年的风险。作为一名地球科学家，我习惯于考虑更长的时间尺度，但是我认识到大多数人并不是。我看到与气候变化辩论有关的几种时滞。理解这些时间滞后以及如果我们希望取得进展，它们是如何相互作用是很重要的。

同意目标

改变工业经济的基本能源基础并不容易，也不便宜，需要广泛的公众支持。今天几乎有一半的美国人 - 大概包括特朗普总统，根据他的公众意见 – 不相信人类是现代快速气候变化的主要原因。其他人则承认人类已经做出了贡献，但是可能不会支持严格的规定或者大笔投资。

这些观点部分反映了这一点特殊利益集团的影响谁从我们的高碳“一切照旧”经济体系中受益。但是他们也反映了这个问题的复杂性，以及科学家解释这个问题的困难。正如我在我的指出最近的书关于我们如何思考灾难，1980s，1990s和早期的2000s有关全球变暖的科学家们的发言往往含糊不清，而且充满了警告，这使得气候变化怀疑论者更容易通过强调这幅图片的不确定性来预防行动。

幸运的是，科学家正在改善沟通。该沿海洪水频率增加，夏季热浪和干旱也可能有助于改变头脑，但是在绝大多数美国人支持高层行动之前可能需要几十年的时间。

在过去的一个世纪里，地球的平均气温已经超过了华氏度（华氏度）。预计在接下来的1年份将增加3°F至10°F。

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设计更清洁的技术

技术发展也需要时间来支持我们向低碳能源未来的转型。至少在这里，有乐观的理由。几十年前，风能和太阳能等可再生能源似乎不可能取代大部分碳基能源。同样，电动汽车似乎不太可能满足我们交通需求的重要份额。今天都是现实的选择。

今年风能和太阳能达到美国发电量的百分之十首次。电动车和混合动力车也是变得更加普遍。最近LED照明的出现和快速采用可能开始对我们的电力消耗产生影响。

由于这些发展，几十年来人类的碳足迹将会大不相同。这是否足够快，以避免2摄氏度变暖的摄氏尚不明确。

资助转型

一旦我们终于决定进行低碳转型，并找出如何做到这一点，这将是成本数万亿美元。资本市场不能即时提供这种资金。

考虑升级美国房屋市场的成本。美国有大约125百万个家庭，其中大约60百万（75百万）拥有自己的家园。其中大部分是单户住宅.

如果我们假设这些住宅中至少有数百万住户是单户住宅，复式住宅或联排别墅，居民可以升级到太阳能光伏发电，那么在标准太阳能电池组和电池组中仅装备一半（60百万户）存储费用约为每个家庭US $ 30，花费将近一万亿美元。我们的经济可以在一到二十年内支持这个水平的资本投资，但是对于世界大部分地区来说，这需要更长的时间。

伊利诺伊州Frankfort的Phillips Chevrolet电动汽车太阳能充电站。新能源技术需要基础设施来支持他们。 Phillipschevy, 创用CC BY-SA

天然的碳循环

我们向大气中添加二氧化碳的能力大大超过了大自然的去除能力。碳排放量与碳排放量之间存在时间差。这个过程是复杂的，有多条途径，其中一些经营了几个世纪。

例如，海洋表面的一些大气二氧化碳溶解成海水，形成碳酸根离子。与此同时，降雨在陆地上形成天然的岩石，缓慢地将它们分开，将钙离子和镁离子冲入河流和海洋。这些材料结合成文石，如文石，方解石或白云石，最终沉入海底沉积层。

但是由于这个过程已经发展了很多个世纪，我们今天投入大气中的大部分二氧化碳将继续为全世界提供热量几百年到几千年.

如今，大气中的二氧化碳浓度正在超过400百万分之一，上升了百万分之一约每年3 ppm。鉴于我们面临的政治，技术和经济时间滞后，在我们严重削减碳排放量之前，我们可能至少达到450-500 ppm。上一次地球大气中含有这么多的二氧化碳是在上个世纪几百万年前。全球气温是远高于今天平均水平以上的2°C，全球海平面是至少6米（近20英尺）更高.

到目前为止，我们还没有看到类似的温度或海平面上升时间滞后于地球的气候响应。我们提高的二氧化碳水平需要一段时间才能触发这个规模的影响。考虑到各种时间滞后，我们很可能已经超过了工业化前温度的2°C上升 - 科学家们认为我们应该避免的一个门槛 - 但它还没有出现在温度计上。

我们可能无法准确预测未来的温度或海平面会上升多少，但我们知道，除非我们遏制碳排放，否则我们的星球将成为我们的孙辈和孙辈的一个非常不舒服的地方。大规模的社会变革需要时间：在态度和行为上，它们是许多个体变化的总和。为了尽量减少时间差，我们现在需要开始行动。