极端高温爆发气候危机时代来临

策划 本刊编辑部

撰文 魏科

2022 年8 月中旬，因极端高温，干旱蔓延，重庆市嘉陵江枯水严重，河床裸露。（陈林 摄）

2022年夏季，北半球夏季高温此起彼伏，不仅在我国，西欧、南欧、南亚和北美等地都出现了极端高温，日最高气温突破40℃成为“新常态”。由此带来全球多地的火灾频发、干旱蔓延、河流干涸、电力紧缺、农业受损，使得2022 年注定将被载入史册。这些气候灾害不断警示人们：我们已经进入地球历史全新的时期，而目前的极端高温频发只是气候危机的冰山一角而已。

2022 年夏季，日最高气温突破40℃成为“新常态”

2022 年8 月18 日11 点 到16 点之间全国最高温度的前十名

全球极端高温此起彼伏

2022 年夏季的极端高温给全球留下一个大大的惊叹号：气温竟然已经这么高了！

在气象上，一般以日最高气温达到或者超过35℃作为高温的标准。如果这样的天气持续多日，便被称作一个“高温热浪”，或者“高温酷暑”过程。然而在2022 年夏季，人们已经对日最高气温超过35℃习以为常，甚至对最高气温超过40℃也见惯不惊。这不得不让人感慨：世界真的不一样了！

2022 年，北半球高温季来得又快又早。印度出现了有史以来最热的3 月，当月平均最高气温为33.1℃。4 月26 日，印度巴尔墨记录到了45.1℃的高温。4 月29 日，巴基斯坦东南部最高气温达到了47℃。

热浪也席卷了日本、北美和欧洲，尤其在西欧地区，极端高温成为这个夏季长久的噩梦……

英国、法国和德国等地纬度比较高（和我国东北地区差不多），又临近海洋，常年平均最高气温仅为20 多摄氏度。

7 月18 日，法国70 个省份发布高温警报，西部和西南部11 个省份当天发布高温红色警报。西班牙南部的安达卢西亚自治区最高气温达到了45.7℃，葡萄牙更是达到47℃。意大利撒丁岛和西西里内陆地区最高气温达43℃，西西里锡拉库萨省最高气温达46℃。英国正常年份的夏季相当温和，历史最高气温仅为38.7℃。然而，2022 年7 月中旬，极端热浪袭来。7 月19 日，英国林肯郡康宁斯比达到了40.3℃的历史最高气温，伦敦希思罗机场也达到了40.2℃的新的最高气温，英国至少有34 个地方超过了历史最高气温纪录，当天成为英国有史以来最热的一天。

同样位于北半球的我国，一般最高气温出现在7 月底和8 月初，但今年从6 月初开始，就有多地高温频发。尤其是6 月13 日开始的高温过程，范围广、持续时间长、极端性强，华北和中原地区94 个国家气象站的最高气温达到或突破历史极值，特别是河北灵寿44.2℃、藁城44.1℃、正定44.0℃，云南盐津也达到44℃以上。这使得6 月份成为自1961 年有完整气象记录以来历史同期高温日最多的6 月。

法国累计有5 万多公顷森林被大火烧毁，这一数字是近十年来平均水平的3倍多（1 公顷=0.01 平方千米）

上海7 月10 日发布首个高温红色预警，为历年最早。当日徐家汇最高温度达到40℃，7 月13 日达到40.9℃，追平上海有现代气象观测记录的149 年里的最高气温纪录。2022 年夏季，上海出现35℃以上酷暑日49 天，37℃以上酷暑日30 天，40℃以上极端高温日7 天，发布了7 次高温红色预警，位居历史第一。

7 月10 日～15 日，重庆最高气温持续超过40℃，尤其是连续多日最低温度超过 33℃，最高气温超过42℃，这种天气对老人、小孩、孕妇等体弱群体的健康造成极大的威胁。这也意味着24 小时都需要空调制冷，造成了电网超负荷运转。仅在7 下旬和8 月初短暂调整之后，从8 月6 日起，重庆气温重新飙升到40℃以上，8 月18 日，重庆北碚的最高气温达到45℃，刷新该地区的最高气温纪录，高温过程一直持续到8 月下旬。

2022 年8 月，重庆因极端高温，周边山火不断。图为8 月22 日重庆市北碚区歇马镇山火实景（唐浩 摄）

高温也造成世界多地火灾爆发。法国累计有5 万多公顷森林被大火烧毁，这一数字是近十年来平均水平的3 倍多。葡萄牙中部的山林火灾烧毁了超过1.4 万公顷土地。除此之外，高温还使得中暑人数剧增。仅英国7 月份的热浪就导致英格兰和威尔士额外增加约千人死亡。

德国易北河的饥饿石。2022 年夏，露出了用于警告极低水位的“饥饿之石”。人们曾经将这些刻有铭文的石块放置于河床，以警示饥荒的到来

在我国长江流域，2022 年创纪录高温与干旱相互叠加，往年在汛期奔腾的长江、嘉陵江、湘江和赣江等河流水位下降，河床显露

与高温相伴的还有严重的干旱。欧盟称，欧洲或遭遇500 年来最严重的干旱，众多湖泊见底，河流变成“涓涓细流”。意大利最大湖泊加尔达湖降低至15 年来的最低水位，露出了之前水下河床的大片岩石；法国的卢瓦尔河流量不及此前平均流量的1/20，流经欧洲多国的贸易运输大动脉多瑙河成为一条十分狭窄的水道；西欧第一大河莱茵河水位骤降，露出了大量用于警告极低水位的“饥饿之石”，从15 世纪的饥荒年代起，人们就将这些刻有铭文的石块放置于河床，警示饥荒的到来。实际上，今年欧洲的粮食紧缺已成定局。

我国长江流域地区今年梅雨持续时间短，降水量少，尤其长江中下游地区梅雨结束偏早8 天，梅雨期降水量总体偏少约20%，江淮地区结束偏早3 天，降水量偏少严重，空梅特征明显（“空梅”是指长江流域某个地区一直没有出现连续阴雨天气，多数日子晴朗暖和，然后直接转入盛夏）。在我国长江流域，今年创纪录高温与干旱相互叠加，往年在汛期奔腾的长江、嘉陵江、湘江和赣江等河流水位下降，河床显露，进入低枯水位；鄱阳湖和洞庭湖面积大幅度减少……抗旱已经成为本来湿润的南方在今年的主要任务。干旱还使得四川这个水力发电的供电大户成为缺电大户。

极端高温背后的全球变暖

在此起彼伏的极端高温事件背后，是扑面而来的全球变暖。

2021 年8 月9 日，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布第六次气候变化评估报告（IPCC AR6）第一工作组报告《气候变化2021：自然科学基础》。根据该报告，过去20 年（2001~2020 年），全球表面温度比基准值（1850~1900 年）高1.09℃；其中，陆地增温的幅度是1.59℃，远高于海洋0.88℃的增温幅度。我们正在进入一个全球变暖的世界。在这份报告里，IPCC 使用了前所未有的肯定语句指出，“毋庸置疑的是，人类的影响使大气、海洋和陆地变暖。大气、海洋、冰冻圈和生物圈都发生了广泛而快速的变化。”

过去几十年的地球变暖主要来自于全球化石燃料燃烧排放的温室气体。尤其是工业革命以来，我们需要通过煤、石油和天然气的大规模燃烧，来提供所需的电力、动力和原材料。除此之外，基础建设的水泥生产，以及大规模毁林和山火燃烧，都引起大气中温室气体飙升，带来全球温度的升高。根据世界气象组织2022 年5 月18 日发布的《2021年全球气候状况》报告，2020 年全球二氧化碳浓度达到413.2ppm（1ppm 为百万分之一），为工业化前水平的149%。这使得2021 年的全球气温比工业化前水平高出约1.11（±0.13）℃。升温蔓延到海洋2000米深度范围，显示出极其强劲的增长趋势，并向越来越深的地方渗透。

海洋吸收了每年人类活动向大气排放的二氧化碳约23%，由此引起的海洋酸化现象不断加剧，当前海表面的pH 值是至少2.6 万年来的最低值，这不仅会威胁到生物和生态系统，还会对粮食安全、旅游业和沿海生态保护造成影响。除此之外，海平面上升、两极冰雪迅速消融、致命高温热浪和火灾、极端暴雨和台风等也对全球变暖带来直接影响，威胁全球粮食和水资源安全，影响地球系统的宜居性。

工业革命以来，化石燃料的燃烧，造成全球气温飙升

全球变暖，北极冰川融化

2020 年大气中CO2 浓度达到410ppm 以上，这比工业革命前高45%以上，比过去80 万年任何时候都高

北极变暖，让北极熊面临困境

全球变暖，在有些地方和区域表现得更为极端，例如北极的增暖幅度是全球平均的3 倍以上，这被称作“北极放大现象”。全球变暖并不是以“一二三，齐步走”的形式出现，而是各以极端高温的形式反复出现，并不断刷新历史纪录。2022 年夏季北半球各地的创纪录高温，就是全球变暖在特定区域的表现。

地球历史上的气候变化

地球历史上有过多次的“沧海桑田”的气候变化。地球温度大多数时间比现在温度还高，在高温的“热室”世界里，全球气温甚至比现在高近20℃，两极完全没有冰雪，海平面比现在高200 米以上。而地球温度最低的时候，地表气温比现在低40℃，地球的陆地和海洋完全为冰雪覆盖，海冰厚度达一两千米，陆地上的冰川和积雪达数千米，整个地球变成巨大的冰雪地球。

为了深入了解地球历史上的环境变化，国际社会进行了规模庞大的研究计划（见链接:国际社会进行的规模庞大的研究计划）。

全球规模的深海沉积物和两极冰芯探测计划，为重建地球历史气候奠定了基础，并通过与全球多地和多种代用资料的综合，形成地球历史气候的“大数据”，使其相互印证与补充，从而使得历史分析更为坚实。

科学家在极地钻取冰芯

国际社会进行的规模庞大的研究计划

从20 世纪60 年代起，国际社会开展了规模宏大的深海钻探计划（DSDP，1968~1983 年）、国际大洋钻探计划（DP，1985~2003 年）、综合大洋钻探计划(IODP，2003~2013 年)和国际大洋发现计划（IODP，2013~2023 年）。这些大洋钻探计划采用多艘专用钻探船，在全球海底进行采样。例如，大洋钻探计划采用的专用钻探船“乔迪斯·决心号”（JOIDES Resolution）共实施了111 个航次，在669 个站位钻了1797 个钻孔，采集深海岩心总长度222 千米。这是地球科学领域内迄今为止规模最大、影响最深和历时最久的国际计划。

大洋钻探计划采用的专用钻探船“乔迪斯•决心号” 。海洋探测旨在揭示气候变化情况

大洋钻探计划采用的专用钻探船“乔迪斯•决心号”

科学家还在地球两极进行规模宏大的冰芯钻取计划。包括格陵兰冰盖项目、格陵兰冰芯项目、格陵兰北部冰盖项目、欧洲南极冰芯计划（EPICA，1996~2005 年）等，包括美国、俄罗斯和欧洲等国在南极西部伯德站（Byrd Station）、东方站、穹顶C 等南极最寒冷的地方钻取最长达3000 多米的冰芯。

科学家正在北极格陵兰岛地区取冰芯

南极冰芯揭示了北大西洋的突然气候变化

科学家对深海沉积物进行探测，形成地球历史气候的“大数据”

根据这些资料，科学家已经重建了至少过去4.5 亿年的全球二氧化碳的演变序列。由此我们看到，这段漫长的时间伴随着生命走向陆地，伴随着地球上板块的聚合及分散，伴随着鱼类的繁盛、两栖动物的发展、爬行动物统治世界和哺乳动物的崛起，也伴随着蕨类在陆地上生长、裸子植物和被子植物的最终兴盛。

地球历史上的气候变化完全是由自然过程引起的。例如，在过去46 亿年里，太阳亮度增加了约33%，未来太阳还会变得更热。再过44 亿年，它的温度将是最初的两倍。从大约5500 万年前起，印度板块与亚洲板块相撞，两个板块相互挤压与折叠，造成断裂和抬升，形成了目前地球上最高、范围最大的山脉——喜马拉雅山脉。山区的侵蚀速度比平原地区快很多倍，在这一过程中硅酸盐矿物发生水解，不断消耗大气中的二氧化碳，从而减弱大气的温室效应。

另外，地球的轨道参数也在不断发生变化，地球绕太阳公转的轨道形状存在从略微椭圆到更加椭圆的周期变化，其周期约为10 万年；地球旋转轴倾斜的角度（也称为“地轴倾角”或“黄赤交角”）也存在周期性变化，角度在22.1°～24.5°之间变化，周期约为4.1 万年；与此同时，地球旋转轴指向位置也存在周期约为2.3 万年的摆动（也叫进动或岁差），这三者结合起来被称作“米兰科维奇周期”。这是由塞尔维亚科学家米兰科维奇提出来的，用来解释过去200 万年的冰期-间冰期的周期变化。

除此之外，火山喷发、板块漂移、洋流变化、太阳黑子的短期变化、小行星撞击等都可以引起地球气候的变化，这些变化过程进一步通过地球气候系统的反馈过程放大，包括冰雪-反照率反馈、水汽反馈、二氧化碳在海洋中的溶解、冻土中甲烷反馈、植被反照率反馈等，其中主要是正反馈过程，会逐渐放大自然过程变化造成的影响，最终导致全球少则几度多则几十度的温度变化，引起沧海桑田的气候变化。如果没有这些反馈过程，地球历史上许多剧烈的气候变化可能永远不会发生。

“米兰科维奇周期”示意图

已经进入 “人类世”

然而，自然过程引起的变化，其速度非常慢。例如，大气中二氧化碳浓度从5000 万年前的约2000ppm 降低到工业革命前约280ppm，降低速度仅为平均每1 万年0.3ppm。即使在过去百万年的冰期-间冰期的循环过程中，从最低值约180ppm 上升到最高值约300ppm，一般用时需要3万~7万年，平均每百年仅增加约0.2ppm。但是工业革命以来，人类大量燃烧化石燃料，造成大气中二氧化碳浓度迅速从约280ppm 飙升到约420ppm，尤其在21 世纪，大气中二氧化碳浓度每年增加约2.0~2.5ppm，这一速度是地球自然过程引起的变化速度的数千到数十万倍。

根据全球碳项目（Global Carbon Project），全球目前化石燃料的二氧化碳排放量依然数量巨大，2020 年受新冠疫情影响全球碳排放减少约5.4%，2021年快速反弹，达到364 亿吨

这两种变化的速度相差这么大，表明二者的情况完全不同。就相当于百米赛跑一样，10 秒跑完，与1 分钟、10 分钟、1 小时、1 天跑完，其运动能力完全不同。前者可能是世界百米健将，而后者可能是有运动障碍的人、蹒跚学步的小孩等。如果我们用生命来比喻气候的异常，过去自然界发生的气候异常，相当于人活到100 岁就大多会死亡，而现在我们经历的气候变化，相当于我们两周之内就会死亡。面对人百岁的离去，我们不会过分担心和忧愁，但是如果面世两周之内就会死亡，我们一定会立即就医，并且要去找原因。

目前全球变化的速度也远超地球历史上的极端气候事件，例如在约5600 万年前的古新世-始新世极暖期（PETM），全球气温迅速升高，比变暖之前高5~8℃，比现在高15~21℃。这一时期，在短短的3000~20000 年里，全球二氧化碳浓度从800ppm 飙升到约2200ppm。以此估计，那时候，全球每年的二氧化碳浓度增加速度约为每百年4~42ppm，远低于目前每百年约200ppm 的速度。

再以石炭纪晚期巨量碳排放事件为例。研究表明，在约3.04 亿年前的石炭纪晚期冰室气候下，约9 万亿吨碳在30 万年内排向大气，使全球气候显著变暖。这期间海水表面温度升高约4℃。尽管“约9万亿吨碳”听起来数量惊人，但这是在30 万年内排入大气的，平均下来每年排放量约为3000 万吨，而2020 年，尽管受新冠疫情的影响，排放量有所下降，但全球碳排放量依然达到约340 亿吨，远远超过石炭纪的巨量碳排放事件。

正是因为目前的全球气候变化与地球历史上的迥然不同，科学家提出了“人类世”的概念。2000 年在墨西哥一个国际会议上，大气化学家诺贝尔奖获得者保罗·克鲁岑受不了主讲人反复讲地球现在处于全新世(Holocene)而提出：我们已经不再处于全新世，已经进入到了“人类世”(Anthropocene)了。这是“人类世”这个概念的首次亮相。2002 年，《自然》杂志发表了他的文章《人类地理学》，在这篇文章里，他具体阐述了人类世的概念，指出由于人类活动对地球环境和生态的影响已经远超自然过程的影响，我们已经把地球历史的演变带入到一个全新的时代。

人类活动给湖底的沉积物留下了与全新世截然不同的物质，包括塑料、煤灰、核试验和核泄漏的放射性元素、金属、杀虫剂、活性氮及温室气体增加导致的结果

“人类世”概念的提出，在全球引起广泛的共识。2011 年5 月18 日，第三届诺贝尔奖获得者全球可持续发展研讨会在瑞典首都斯德哥尔摩召开，20 名诺贝尔奖得主向联合国提交了《斯德哥尔摩备忘录》，建议将人类现在所处的地质年代改为“人类世”。

2016 年8 月，第35 届国际地质大会在南非开普敦召开，会议提议第四纪地层学小组委员开启正式命名。2019 年5 月21 日，人类世工作组启动投票，多数人支持人类世的定义，并把人类世的起始时间确定在20 世纪中期，即1950 年。

科学是严谨的，目前国际地层委员（ICS）和国际地质科学联合会（IUGS）还在最后核实这一概念的科学问题。严谨也导致滞后，对这一时期的认识，大幅度滞后于人类活动所造成的影响。但不管何时确定这一概念，我们现在肯定是已经生活在“人类世”时期了。相信不用等太久，人类世的概念将正式走入教科书，我们将见证一个全新时代的确定。

保罗•克鲁岑首先提出“人类世”的概念

20 名诺贝尔奖得主向联合国提交了《斯德哥尔摩备忘录》，建议将人类现在所处的地质年代改为“人类世”