石油公司担忧的报告：气候归因科学

# 石油公司担忧的报告：气候归因科学 来源：https://arstechnica.com/science/2026/07/national-academies-climate-attribution-is-maturing-but-still-has-limits/ 新报告指出，我们将天气损害与气候变化联系起来的能力正在提高。 气候变化主要是由我们排放到大气中的温室气体驱动的，这些气体将更多的太阳能量困在其中。增加的能量增加了极端事件的几率：更长、更强烈的热浪和干旱，其间夹杂着过多的降水。但这些类型的事件在过去也曾发生过——我们如何判断某个特定天气灾害是否因气候而变得更可能发生？ 这是一个对从建筑规范到防灾准备等各方面都有影响的问题。好消息是：根据美国国家科学院周四发布的一份报告，气候归因领域正日益成熟，并且能够以远高于十年前的可信度回答我们的一些问题。报告还指出，目前仍存在重要的局限性，并提出了解决这些问题的建议。 总的来说，这清楚地表明气候归因是一门正常的、主流的科学。而化石燃料行业认为这是一个问题，因为它可能使追究公司对损害的赔偿责任变得更加容易。这引发了强烈反弹，导致国会和州政府中的共和党人威胁要削减国家科学院的资金。 ## 十年来的进展 热浪、过量降水和其他极端天气事件在地球历史上一直存在。人类自上一个冰期结束以来所享有的相对稳定的气候意味着，历史上的极端事件通常落在一个相对狭窄的范围内。但我们正在离开人类所熟悉的稳定气候，因此我们应该预期会出现超出我们习惯的正常变异范围的事件。当它们发生时，我们能识别出来吗？ 这个问题与伴随许多天气灾害而来的一个疑问相关——公众想知道这是否是我们一直被警告的全球变暖的结果。 气候归因科学的发展就是为了尝试回答这些问题。在最简单的情况下，它识别与天气事件相关的主要大气特征，然后询问这些特征在两种情景下的气候模型中出现的频率：一种是目前的条件，另一种是没有人类温室气体排放的条件。这两个情景中频率的差异提供了气候变化影响的衡量标准。 这种方法已经经过了同行评审，并已被用于研究各种天气事件，其中许多显示出气候变化的"指纹"（在某些情况下是"拳头印"）。也有一些情况，这些方法无法提供清晰的图景。 了解气候变化在这些事件中的作用，其用途不仅仅是满足公众的好奇心。我们的许多基础设施和法规都是基于我们过去观察到的事件模式。如果这些模式不再适用，那么很多事情都需要更新。明显的例子包括处理典型降水所需的排水系统，或者道路材料需要承受而不融化的温度。 鉴于这些政策影响的重要性，国家科学院被要求对该领域的状况发表意见也就不足为奇了；其传统角色之一是评估复杂的科学领域，并提供政策制定者可以使用的摘要。事实上，国家科学院在2016年就被要求进行评估，当时该领域正在迅速发展。十年后，它被要求审视这些发展导致了什么结果。 ## 难度等级 该报告很好地概述了归因分析的工作原理、成功之处，以及在某些情况下阻止其有效的挑战。但它首先明确的一点是，自国家科学院上次评估以来，该领域已经取得了进步。报告作者写道："在过去十年中，物理理解方面的进步——通过不断积累的观测和建模证据支持长期以来的理论预期——以及改进和更复杂的数值模型、扩大的观测数据集以及先进的统计和机器学习技术，加强了极端事件归因的基础。这一进展导致了更可靠的评估，并增强了检查更广泛极端事件类型的能力。" 尽管不断有新的方法被开发出来用于回答这些问题，但报告指出，大部分工作是在两个框架之一内完成的。第一个称为"概率"归因，侧重于气候变化如何改变类似事件发生的几率。第二个称为"故事情节"归因，更侧重于天气事件的具体细节（例如，大冰雹的频率）以及使其成为可能的大气条件。故事情节归因对于热带气旋等事件特别有用，这些事件的发生频率较低，但某些影响其路径或降雨量的大气条件可能会出现得更频繁。 两者都受益于气候科学的同等进步：更好的模型、对大气条件如何影响天气事件的更深入理论理解、覆盖更多年份和地球新区域的数据集，等等。 尽管如此，我们能做的事情仍然存在一些明显的限制。其中最大的限制仅仅是缺乏历史数据。前卫星时代的天气监测并不十分一致，并且地球的一些区域，尤其是在全球南方，我们根本没有足够好的记录来评估某些事件的长期概率。显然，随着每年数据的积累，情况会有所改善，但在某些领域，我们无法对许多事件的概率做出太多说明。 另一个数据限制是，许多极端天气现象发生在小尺度上——想想雷暴动力学或龙卷风形成。相比之下，气候模型中即使是最先进的模型，目前也将世界划分为边长50至100公里的网格单元。这使得评估不同温室气体浓度下的许多重要天气事件变得极其困难。 结果是报告呈现的所谓"信心差距"。我们对气候变化如何影响温度和降水极端情况有很强的认识，因此我们在这些领域的归因信心要强得多。相比之下，对于野火和强风暴等事件，我们的信心则低得多。我们也难以解读报告作者所称的"复合事件"——例如，在极端干旱时期发生的野火。 [图片：一个带有两个轴的图表，一串圆圈沿对角线从下往上排列。热浪处于最高信心水平，龙卷风处于最低水平。](https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2026/07/Screenshot-2026-07-16-at-5.28.09-PM.png) 报告的信心图表。随着我们更好地理解气候变化如何影响事件，我们将其归因于气候变化的信心也随之提高。 图片来源：美国国家科学院 一个独立但相关的挑战来自于分析如厄尔尼诺事件期间的强降雨等事件。由于厄尔尼诺（还是拉尼娜？）是随机事件，很难在气候模型运行中找到在厄尔尼诺恰好发生时出现相关大气条件的案例。 然后是这个问题，即该领域本质上研究的是罕见和极端事件。报告指出："不同灾害之间在空间和时间上相互作用的可能性日益增加，导致更多复合、级联和破纪录事件的发生。对此类事件的归因提出了独特的方法论挑战。计算历史极端事件的可能性，当其特征远超出历史分布的尾部时，构成了统计上的挑战。" ## 需要什么 报告提出了许多建议，鉴于上述情况，这些建议似乎相当明显。我们需要来自全球南方更长、更高质量的数据记录，以便能够更全面地了解事件概率的全球图景。由于我们无法凭空创造记录，应该考虑使用非仪器记录来获取它们（例如，寻找由极端风暴沉积在内陆的沙子）。运行一个网格边长为1公里的气候模型是一项巨大的计算挑战，但该领域将因此受益匪浅。报告还建议更多地考虑温室气体之外的人类影响，特别指出了气溶胶、灌溉和土地利用变化。 它还指出，一旦一种归因方法在同行评审文献中得到描述，该方法的大多数实际应用都是非正式发布的。报告作者敦促他们的同事定期在同行评审文献中重新审视他们正在做的事情，尽管他们承认期刊可能对发表看起来不新颖的论文不太感兴趣。他们希望看到的另一件事是，有更多论文同时使用概率和故事情节方法分析单个事件，以便我们能够更好地理解不同方法的相对优势。 该报告还审视了在过去几年中备受关注的一个子领域：极端事件影响归因。很容易认为极端程度与影响严重程度之间存在良好的线性关系：洪水破坏与降水量成正比，或死亡人数与高于正常温度的度数成正比。但实际上没有理由相信情况如此，而且有很多理由表明并非如此。 例如，洪水破坏在水位超过河岸设定的特定标志时往往会发生重大的阶跃变化。降雨的速度以及距离上次大雨的时间也会影响破坏程度。 鉴于我们日益增长的能力来确定气候变化造成的严重程度差异，研究人员试图量化这如何转化为损害。这些方法可能涉及开发所谓的"影响-响应函数"，该函数追踪事件严重程度与其影响之间的非线性关系。另一种方法是所谓的"基于过程的影响建模"，其中可能涉及构建受影响河流流域的完整模型，并探索其对不同降雨水平的响应。后一种方法通常要复杂得多。 这两种方法都面临着一个现在应该很熟悉的问题："影响-响应函数和基于过程的影响建模的成熟度因灾害、影响类型和地区而异。"它们在北美和欧洲最为有效，因为我们对过去的事件有最好的记录。流行病学家已经在提供今年夏天欧洲热浪中死亡人数的全面估计；类似的事件，比如说发生在巴布亚新几内亚，不太可能得到如此全面的关注。 这些方法仍在开发中，因此报告提出了两条建议：研究人员应该对他们所做工作的不确定性保持高度透明，并且他们应该开发工具使这些分析对备灾有用。了解新的极端天气可能发生，远不如了解该极端事件的哪些方面构成最高风险有用。 ## 正常科学 除了报告的具体内容之外，最大的收获是，这是正常的科学。研究人员已经做了大量工作来探索一个科学问题，而其他研究人员正在将由此产生的知识和工具应用于新的问题。在某些情况下，这立即产生了效果，但在许多其他情况下，仍有大量工作要做。 在这个层面上，很难看出为什么有人会觉得这份报告值得注意，除了其关于我们在哪些方面最有信心的顶层结论。更难以理解的是，准备这份报告为何会导致政治工作人员对那些恰好在公立大学工作的作者发起《信息自由法案》运动，正如上面提到的 Politico 报道所述。 该报告在发布前引起争议的原因是化石燃料行业将其视为威胁。该行业面临大量诉讼，指控其从欺诈性误导公众到对天气事件造成的经济损失负责等种种罪名。正是后一类诉讼使这份报告成为威胁。通过将归因呈现为我们越来越有信心的正常科学，它提出了这样一种可能性：法院将允许该领域发展的科学证据在法庭上用作证据。 由于国家科学院已经卷入了一场关于在法庭上使用气候科学的政治斗争，情况变得更糟。州官员曾要求其准备的关于法官使用科学的报告中删除关于气候变化的一章。科学院拒绝了，导致上文提到的对其资金的威胁。 不管这些威胁如何，这份报告现在已经发布。可能需要几年时间才能看到化石燃料行业的担忧是否在法庭上成为现实，但可以肯定的是，在此期间我们将看到对此处详述的科学的攻击。 [John Timmer 的照片](https://arstechnica.com/author/john-timmer/) John 是 Ars Technica 的科学编辑。他拥有哥伦比亚大学的生物化学学士学位和加州大学伯克利分校的分子与细胞生物学博士学位。当物理上远离键盘时，他倾向于寻找一辆自行车，或一个风景优美的地点与他的登山靴交流。 84 条评论 (https://arstechnica.com/science/2026/07/national-academies-climate-attribution-is-maturing-but-still-has-limits/#comments)