地球气候正在迅速变化。我们从数十亿次观测中得知这一点；这些观测记录在数千篇学术论文和文献中，并由联合国的 政府间气候变化专门委员会每隔几年汇总一次。这种变化的主要原因是燃烧煤炭、石油和天然气释放二氧化碳。
本周在 利马 举行的国际气候谈判，正在为明年联合国在 巴黎举行的气候峰会奠定基础。在有关减排的谈判缓慢推进之际，我们已经注定要经历多少升温？如果我们明天停止排放温室气体，为什么气温还会继续上升？
碳与气候基础知识
在大气中累积的二氧化碳会使地球表面与外界隔绝。它就像一条保温毯，把热量留在其中。这些能量会提高地球表面的平均温度，使海洋升温并融化极地冰层。由此造成的后果包括 海平面上升 和 天气变化。
全球平均气温已经上升。异常值是相对于1961—1990年的平均气温而言。 芬兰气象研究所和芬兰环境部，作者提供
自1880年以来，随着工业革命带动二氧化碳排放开始加速，全球平均气温已 上升约1.5F（0.85C）。过去三个十年中的每一个都比前一个十年更暖，也比此前整整一个世纪更暖。
北极升温速度远快于全球平均水平；北冰洋的冰正在融化， 永久冻土 正在解冻。 北极和南极的冰盖正在融化。陆地和海洋生态系统都在发生变化。观测到的变化彼此协调一致，也与我们对地球能量平衡的理论认识相符，并与用于理解过去变化、帮助我们思考未来的模型模拟结果一致。
猛踩气候刹车
如果我们今天、此刻停止排放二氧化碳，气候会发生什么变化？我们会回到祖辈熟悉的气候吗？简单的回答是否定的。一旦我们释放燃烧化石燃料所储存的二氧化碳，它就会在大气、海洋、陆地以及生物圈中的植物和动物之间累积并流动。释放出的二氧化碳会在大气中留存数千年。只有经过许多个千年，它才会回归岩石，例如通过形成碳酸钙——石灰岩——来实现；这发生在海洋生物的贝壳沉降至海底之后。但在人类相关的时间尺度上，二氧化碳一经释放，就会在我们的环境中 几乎永远存在。除非我们亲自将其移除，否则它不会消失。
如果我们今天停止排放，全球变暖的故事并不会就此结束。气候需要时间才能跟上大气中所有碳的变化，因此 气温上升 会有所滞后。再过大约 40年，气候才会稳定下来，但届时的温度将高于前几代人所熟悉的常态。
这种长达数十年的因果滞后，是因为加热海洋的巨大水体需要很长时间。二氧化碳增加后，地球留存的能量不只是加热空气，还会融化冰层、加热海洋。与空气相比，水更难升温——这需要时间，甚至数十年。然而，海洋温度升高后，也会加剧地球表面的变暖。
因此，即使现在立即彻底停止碳排放，随着海洋的变化赶上大气，地球温度仍将上升约 1.1F（0.6C）。科学家将此称为已承诺的变暖。冰层也会对海洋热量增加作出反应，并将 继续融化。已有令人信服的证据表明， 西南极冰盖中的重要冰川已经消失。冰、水和空气——二氧化碳使地球留存的额外热量会影响它们全部。已经融化的冰会继续保持融化状态——还会有更多冰融化。
生态系统会因自然和人为事件而改变。在恢复过程中，它们所处的气候将不同于其演化时的气候。而它们恢复时的气候并不稳定；气候还会继续变暖。不会有新的常态，只有更多变化。
最坏情形中的较好结果
无论如何，我们不可能今天、此刻就停止排放二氧化碳。尽管可再生能源取得了重大进展，能源总需求仍在加速增长，二氧化碳排放也在 增加。我告诉学生，他们需要为一个升温7F（4C）的世界做规划。国际能源署2011年的一份 报告 指出，如果我们不改变目前的轨迹，那么地球将升温11F（6C）。如今地球的气温已经升高略多于1F，而观测到的变化已经令人不安。
我们有许多理由需要基本消除二氧化碳排放。气候正在迅速变化；如果减缓这一速度，自然和人类事务就能更容易适应。包括海平面上升在内的变化总量也可以受到限制。我们离已知的气候越远，模型提供的指引就越不可靠，我们做好准备的可能性也越低。地球越暖，储存在冻结的北极永久冻土中的二氧化碳和甲烷——另一种会使地球变暖的温室气体——就越可能释放出来，从而进一步加剧问题。
如果我们今天停止排放，也无法回到过去。然而，这并不是继续无节制排放的理由。我们是能够适应的生物，对气候未来有可靠的认识，也知道如何规划这一未来。到目前为止，我们已经难免要面对一定程度的气候变化。我们不应试图恢复过去，而应思考如何实现尽可能美好的未来。
本文由 The Conversation合作发布。本文的发布并不意味着世界经济论坛认可其中的观点。
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作者：理查德·鲁德（Richard Rood）是密歇根大学大气、海洋与空间科学系教授，同时受聘于自然资源与环境学院。
图片：2013年12月9日，山西省太原市，一座供热厂烟囱冒出的浓烟后方可见太阳。路透社/摄影记者。
