策劃 本刊編輯部

撰文 魏科

2022 年8 月中旬，因極端高溫，干旱蔓延，重慶市嘉陵江枯水嚴重，河床裸露。（陳林 攝）

2022年夏季，北半球夏季高溫此起彼伏，不僅在我國，西歐、南歐、南亞和北美等地都出現(xiàn)了極端高溫，日最高氣溫突破40℃成為“新常態(tài)”。由此帶來全球多地的火災頻發(fā)、干旱蔓延、河流干涸、電力緊缺、農業(yè)受損，使得2022 年注定將被載入史冊。這些氣候災害不斷警示人們：我們已經進入地球歷史全新的時期，而目前的極端高溫頻發(fā)只是氣候危機的冰山一角而已。

2022 年夏季，日最高氣溫突破40℃成為“新常態(tài)”

2022 年8 月18 日11 點 到16 點之間全國最高溫度的前十名

全球極端高溫此起彼伏

2022 年夏季的極端高溫給全球留下一個大大的驚嘆號：氣溫竟然已經這么高了！

在氣象上，一般以日最高氣溫達到或者超過35℃作為高溫的標準。如果這樣的天氣持續(xù)多日，便被稱作一個“高溫熱浪”，或者“高溫酷暑”過程。然而在2022 年夏季，人們已經對日最高氣溫超過35℃習以為常，甚至對最高氣溫超過40℃也見慣不驚。這不得不讓人感慨：世界真的不一樣了！

2022 年，北半球高溫季來得又快又早。印度出現(xiàn)了有史以來最熱的3 月，當月平均最高氣溫為33.1℃。4 月26 日，印度巴爾墨記錄到了45.1℃的高溫。4 月29 日，巴基斯坦東南部最高氣溫達到了47℃。

熱浪也席卷了日本、北美和歐洲，尤其在西歐地區(qū)，極端高溫成為這個夏季長久的噩夢……

英國、法國和德國等地緯度比較高（和我國東北地區(qū)差不多），又臨近海洋，常年平均最高氣溫僅為20 多攝氏度。

7 月18 日，法國70 個省份發(fā)布高溫警報，西部和西南部11 個省份當天發(fā)布高溫紅色警報。西班牙南部的安達盧西亞自治區(qū)最高氣溫達到了45.7℃，葡萄牙更是達到47℃。意大利撒丁島和西西里內陸地區(qū)最高氣溫達43℃，西西里錫拉庫薩省最高氣溫達46℃。英國正常年份的夏季相當溫和，歷史最高氣溫僅為38.7℃。然而，2022 年7 月中旬，極端熱浪襲來。7 月19 日，英國林肯郡康寧斯比達到了40.3℃的歷史最高氣溫，倫敦希思羅機場也達到了40.2℃的新的最高氣溫，英國至少有34 個地方超過了歷史最高氣溫紀錄，當天成為英國有史以來最熱的一天。

同樣位于北半球的我國，一般最高氣溫出現(xiàn)在7 月底和8 月初，但今年從6 月初開始，就有多地高溫頻發(fā)。尤其是6 月13 日開始的高溫過程，范圍廣、持續(xù)時間長、極端性強，華北和中原地區(qū)94 個國家氣象站的最高氣溫達到或突破歷史極值，特別是河北靈壽44.2℃、藁城44.1℃、正定44.0℃，云南鹽津也達到44℃以上。這使得6 月份成為自1961 年有完整氣象記錄以來歷史同期高溫日最多的6 月。

法國累計有5 萬多公頃森林被大火燒毀，這一數字是近十年來平均水平的3倍多（1 公頃=0.01 平方千米）

上海7 月10 日發(fā)布首個高溫紅色預警，為歷年最早。當日徐家匯最高溫度達到40℃，7 月13 日達到40.9℃，追平上海有現(xiàn)代氣象觀測記錄的149 年里的最高氣溫紀錄。2022 年夏季，上海出現(xiàn)35℃以上酷暑日49 天，37℃以上酷暑日30 天，40℃以上極端高溫日7 天，發(fā)布了7 次高溫紅色預警，位居歷史第一。

7 月10 日～15 日，重慶最高氣溫持續(xù)超過40℃，尤其是連續(xù)多日最低溫度超過 33℃，最高氣溫超過42℃，這種天氣對老人、小孩、孕婦等體弱群體的健康造成極大的威脅。這也意味著24 小時都需要空調制冷，造成了電網超負荷運轉。僅在7 下旬和8 月初短暫調整之后，從8 月6 日起，重慶氣溫重新飆升到40℃以上，8 月18 日，重慶北碚的最高氣溫達到45℃，刷新該地區(qū)的最高氣溫紀錄，高溫過程一直持續(xù)到8 月下旬。

2022 年8 月，重慶因極端高溫，周邊山火不斷。圖為8 月22 日重慶市北碚區(qū)歇馬鎮(zhèn)山火實景（唐浩 攝）

高溫也造成世界多地火災爆發(fā)。法國累計有5 萬多公頃森林被大火燒毀，這一數字是近十年來平均水平的3 倍多。葡萄牙中部的山林火災燒毀了超過1.4 萬公頃土地。除此之外，高溫還使得中暑人數劇增。僅英國7 月份的熱浪就導致英格蘭和威爾士額外增加約千人死亡。

德國易北河的饑餓石。2022 年夏，露出了用于警告極低水位的“饑餓之石”。人們曾經將這些刻有銘文的石塊放置于河床，以警示饑荒的到來

在我國長江流域，2022 年創(chuàng)紀錄高溫與干旱相互疊加，往年在汛期奔騰的長江、嘉陵江、湘江和贛江等河流水位下降，河床顯露

與高溫相伴的還有嚴重的干旱。歐盟稱，歐洲或遭遇500 年來最嚴重的干旱，眾多湖泊見底，河流變成“涓涓細流”。意大利最大湖泊加爾達湖降低至15 年來的最低水位，露出了之前水下河床的大片巖石；法國的盧瓦爾河流量不及此前平均流量的1/20，流經歐洲多國的貿易運輸大動脈多瑙河成為一條十分狹窄的水道；西歐第一大河萊茵河水位驟降，露出了大量用于警告極低水位的“饑餓之石”，從15 世紀的饑荒年代起，人們就將這些刻有銘文的石塊放置于河床，警示饑荒的到來。實際上，今年歐洲的糧食緊缺已成定局。

我國長江流域地區(qū)今年梅雨持續(xù)時間短，降水量少，尤其長江中下游地區(qū)梅雨結束偏早8 天，梅雨期降水量總體偏少約20%，江淮地區(qū)結束偏早3 天，降水量偏少嚴重，空梅特征明顯（“空梅”是指長江流域某個地區(qū)一直沒有出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣，多數日子晴朗暖和，然后直接轉入盛夏）。在我國長江流域，今年創(chuàng)紀錄高溫與干旱相互疊加，往年在汛期奔騰的長江、嘉陵江、湘江和贛江等河流水位下降，河床顯露，進入低枯水位；鄱陽湖和洞庭湖面積大幅度減少……抗旱已經成為本來濕潤的南方在今年的主要任務。干旱還使得四川這個水力發(fā)電的供電大戶成為缺電大戶。

極端高溫背后的全球變暖

在此起彼伏的極端高溫事件背后，是撲面而來的全球變暖。

2021 年8 月9 日，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布第六次氣候變化評估報告（IPCC AR6）第一工作組報告《氣候變化2021：自然科學基礎》。根據該報告，過去20 年（2001~2020 年），全球表面溫度比基準值（1850~1900 年）高1.09℃；其中，陸地增溫的幅度是1.59℃，遠高于海洋0.88℃的增溫幅度。我們正在進入一個全球變暖的世界。在這份報告里，IPCC 使用了前所未有的肯定語句指出，“毋庸置疑的是，人類的影響使大氣、海洋和陸地變暖。大氣、海洋、冰凍圈和生物圈都發(fā)生了廣泛而快速的變化。”

過去幾十年的地球變暖主要來自于全球化石燃料燃燒排放的溫室氣體。尤其是工業(yè)革命以來，我們需要通過煤、石油和天然氣的大規(guī)模燃燒，來提供所需的電力、動力和原材料。除此之外，基礎建設的水泥生產，以及大規(guī)模毀林和山火燃燒，都引起大氣中溫室氣體飆升，帶來全球溫度的升高。根據世界氣象組織2022 年5 月18 日發(fā)布的《2021年全球氣候狀況》報告，2020 年全球二氧化碳濃度達到413.2ppm（1ppm 為百萬分之一），為工業(yè)化前水平的149%。這使得2021 年的全球氣溫比工業(yè)化前水平高出約1.11（±0.13）℃。升溫蔓延到海洋2000米深度范圍，顯示出極其強勁的增長趨勢，并向越來越深的地方滲透。

海洋吸收了每年人類活動向大氣排放的二氧化碳約23%，由此引起的海洋酸化現(xiàn)象不斷加劇，當前海表面的pH 值是至少2.6 萬年來的最低值，這不僅會威脅到生物和生態(tài)系統(tǒng)，還會對糧食安全、旅游業(yè)和沿海生態(tài)保護造成影響。除此之外，海平面上升、兩極冰雪迅速消融、致命高溫熱浪和火災、極端暴雨和臺風等也對全球變暖帶來直接影響，威脅全球糧食和水資源安全，影響地球系統(tǒng)的宜居性。

工業(yè)革命以來，化石燃料的燃燒，造成全球氣溫飆升

全球變暖，北極冰川融化

2020 年大氣中CO2 濃度達到410ppm 以上，這比工業(yè)革命前高45%以上，比過去80 萬年任何時候都高

北極變暖，讓北極熊面臨困境

全球變暖，在有些地方和區(qū)域表現(xiàn)得更為極端，例如北極的增暖幅度是全球平均的3 倍以上，這被稱作“北極放大現(xiàn)象”。全球變暖并不是以“一二三，齊步走”的形式出現(xiàn)，而是各以極端高溫的形式反復出現(xiàn)，并不斷刷新歷史紀錄。2022 年夏季北半球各地的創(chuàng)紀錄高溫，就是全球變暖在特定區(qū)域的表現(xiàn)。

地球歷史上的氣候變化

地球歷史上有過多次的“滄海桑田”的氣候變化。地球溫度大多數時間比現(xiàn)在溫度還高，在高溫的“熱室”世界里，全球氣溫甚至比現(xiàn)在高近20℃，兩極完全沒有冰雪，海平面比現(xiàn)在高200 米以上。而地球溫度最低的時候，地表氣溫比現(xiàn)在低40℃，地球的陸地和海洋完全為冰雪覆蓋，海冰厚度達一兩千米，陸地上的冰川和積雪達數千米，整個地球變成巨大的冰雪地球。

為了深入了解地球歷史上的環(huán)境變化，國際社會進行了規(guī)模龐大的研究計劃（見鏈接:國際社會進行的規(guī)模龐大的研究計劃）。

全球規(guī)模的深海沉積物和兩極冰芯探測計劃，為重建地球歷史氣候奠定了基礎，并通過與全球多地和多種代用資料的綜合，形成地球歷史氣候的“大數據”，使其相互印證與補充，從而使得歷史分析更為堅實。

科學家在極地鉆取冰芯

國際社會進行的規(guī)模龐大的研究計劃

從20 世紀60 年代起，國際社會開展了規(guī)模宏大的深海鉆探計劃（DSDP，1968~1983 年）、國際大洋鉆探計劃（DP，1985~2003 年）、綜合大洋鉆探計劃(IODP，2003~2013 年)和國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃（IODP，2013~2023 年）。這些大洋鉆探計劃采用多艘專用鉆探船，在全球海底進行采樣。例如，大洋鉆探計劃采用的專用鉆探船“喬迪斯·決心號”（JOIDES Resolution）共實施了111 個航次，在669 個站位鉆了1797 個鉆孔，采集深海巖心總長度222 千米。這是地球科學領域內迄今為止規(guī)模最大、影響最深和歷時最久的國際計劃。

大洋鉆探計劃采用的專用鉆探船“喬迪斯?決心號” 。海洋探測旨在揭示氣候變化情況

大洋鉆探計劃采用的專用鉆探船“喬迪斯?決心號”

科學家還在地球兩極進行規(guī)模宏大的冰芯鉆取計劃。包括格陵蘭冰蓋項目、格陵蘭冰芯項目、格陵蘭北部冰蓋項目、歐洲南極冰芯計劃（EPICA，1996~2005 年）等，包括美國、俄羅斯和歐洲等國在南極西部伯德站（Byrd Station）、東方站、穹頂C 等南極最寒冷的地方鉆取最長達3000 多米的冰芯。

科學家正在北極格陵蘭島地區(qū)取冰芯

南極冰芯揭示了北大西洋的突然氣候變化

科學家對深海沉積物進行探測，形成地球歷史氣候的“大數據”

根據這些資料，科學家已經重建了至少過去4.5 億年的全球二氧化碳的演變序列。由此我們看到，這段漫長的時間伴隨著生命走向陸地，伴隨著地球上板塊的聚合及分散，伴隨著魚類的繁盛、兩棲動物的發(fā)展、爬行動物統(tǒng)治世界和哺乳動物的崛起，也伴隨著蕨類在陸地上生長、裸子植物和被子植物的最終興盛。

地球歷史上的氣候變化完全是由自然過程引起的。例如，在過去46 億年里，太陽亮度增加了約33%，未來太陽還會變得更熱。再過44 億年，它的溫度將是最初的兩倍。從大約5500 萬年前起，印度板塊與亞洲板塊相撞，兩個板塊相互擠壓與折疊，造成斷裂和抬升，形成了目前地球上最高、范圍最大的山脈——喜馬拉雅山脈。山區(qū)的侵蝕速度比平原地區(qū)快很多倍，在這一過程中硅酸鹽礦物發(fā)生水解，不斷消耗大氣中的二氧化碳，從而減弱大氣的溫室效應。

另外，地球的軌道參數也在不斷發(fā)生變化，地球繞太陽公轉的軌道形狀存在從略微橢圓到更加橢圓的周期變化，其周期約為10 萬年；地球旋轉軸傾斜的角度（也稱為“地軸傾角”或“黃赤交角”）也存在周期性變化，角度在22.1°～24.5°之間變化，周期約為4.1 萬年；與此同時，地球旋轉軸指向位置也存在周期約為2.3 萬年的擺動（也叫進動或歲差），這三者結合起來被稱作“米蘭科維奇周期”。這是由塞爾維亞科學家米蘭科維奇提出來的，用來解釋過去200 萬年的冰期-間冰期的周期變化。

除此之外，火山噴發(fā)、板塊漂移、洋流變化、太陽黑子的短期變化、小行星撞擊等都可以引起地球氣候的變化，這些變化過程進一步通過地球氣候系統(tǒng)的反饋過程放大，包括冰雪-反照率反饋、水汽反饋、二氧化碳在海洋中的溶解、凍土中甲烷反饋、植被反照率反饋等，其中主要是正反饋過程，會逐漸放大自然過程變化造成的影響，最終導致全球少則幾度多則幾十度的溫度變化，引起滄海桑田的氣候變化。如果沒有這些反饋過程，地球歷史上許多劇烈的氣候變化可能永遠不會發(fā)生。

“米蘭科維奇周期”示意圖

已經進入 “人類世”

然而，自然過程引起的變化，其速度非常慢。例如，大氣中二氧化碳濃度從5000 萬年前的約2000ppm 降低到工業(yè)革命前約280ppm，降低速度僅為平均每1 萬年0.3ppm。即使在過去百萬年的冰期-間冰期的循環(huán)過程中，從最低值約180ppm 上升到最高值約300ppm，一般用時需要3萬~7萬年，平均每百年僅增加約0.2ppm。但是工業(yè)革命以來，人類大量燃燒化石燃料，造成大氣中二氧化碳濃度迅速從約280ppm 飆升到約420ppm，尤其在21 世紀，大氣中二氧化碳濃度每年增加約2.0~2.5ppm，這一速度是地球自然過程引起的變化速度的數千到數十萬倍。

根據全球碳項目（Global Carbon Project），全球目前化石燃料的二氧化碳排放量依然數量巨大，2020 年受新冠疫情影響全球碳排放減少約5.4%，2021年快速反彈，達到364 億噸

這兩種變化的速度相差這么大，表明二者的情況完全不同。就相當于百米賽跑一樣，10 秒跑完，與1 分鐘、10 分鐘、1 小時、1 天跑完，其運動能力完全不同。前者可能是世界百米健將，而后者可能是有運動障礙的人、蹣跚學步的小孩等。如果我們用生命來比喻氣候的異常，過去自然界發(fā)生的氣候異常，相當于人活到100 歲就大多會死亡，而現(xiàn)在我們經歷的氣候變化，相當于我們兩周之內就會死亡。面對人百歲的離去，我們不會過分擔心和憂愁，但是如果面世兩周之內就會死亡，我們一定會立即就醫(yī)，并且要去找原因。

目前全球變化的速度也遠超地球歷史上的極端氣候事件，例如在約5600 萬年前的古新世-始新世極暖期（PETM），全球氣溫迅速升高，比變暖之前高5~8℃，比現(xiàn)在高15~21℃。這一時期，在短短的3000~20000 年里，全球二氧化碳濃度從800ppm 飆升到約2200ppm。以此估計，那時候，全球每年的二氧化碳濃度增加速度約為每百年4~42ppm，遠低于目前每百年約200ppm 的速度。

再以石炭紀晚期巨量碳排放事件為例。研究表明，在約3.04 億年前的石炭紀晚期冰室氣候下，約9 萬億噸碳在30 萬年內排向大氣，使全球氣候顯著變暖。這期間海水表面溫度升高約4℃。盡管“約9萬億噸碳”聽起來數量驚人，但這是在30 萬年內排入大氣的，平均下來每年排放量約為3000 萬噸，而2020 年，盡管受新冠疫情的影響，排放量有所下降，但全球碳排放量依然達到約340 億噸，遠遠超過石炭紀的巨量碳排放事件。

正是因為目前的全球氣候變化與地球歷史上的迥然不同，科學家提出了“人類世”的概念。2000 年在墨西哥一個國際會議上，大氣化學家諾貝爾獎獲得者保羅·克魯岑受不了主講人反復講地球現(xiàn)在處于全新世(Holocene)而提出：我們已經不再處于全新世，已經進入到了“人類世”(Anthropocene)了。這是“人類世”這個概念的首次亮相。2002 年，《自然》雜志發(fā)表了他的文章《人類地理學》，在這篇文章里，他具體闡述了人類世的概念，指出由于人類活動對地球環(huán)境和生態(tài)的影響已經遠超自然過程的影響，我們已經把地球歷史的演變帶入到一個全新的時代。

人類活動給湖底的沉積物留下了與全新世截然不同的物質，包括塑料、煤灰、核試驗和核泄漏的放射性元素、金屬、殺蟲劑、活性氮及溫室氣體增加導致的結果

“人類世”概念的提出，在全球引起廣泛的共識。2011 年5 月18 日，第三屆諾貝爾獎獲得者全球可持續(xù)發(fā)展研討會在瑞典首都斯德哥爾摩召開，20 名諾貝爾獎得主向聯(lián)合國提交了《斯德哥爾摩備忘錄》，建議將人類現(xiàn)在所處的地質年代改為“人類世”。

2016 年8 月，第35 屆國際地質大會在南非開普敦召開，會議提議第四紀地層學小組委員開啟正式命名。2019 年5 月21 日，人類世工作組啟動投票，多數人支持人類世的定義，并把人類世的起始時間確定在20 世紀中期，即1950 年。

科學是嚴謹的，目前國際地層委員（ICS）和國際地質科學聯(lián)合會（IUGS）還在最后核實這一概念的科學問題。嚴謹也導致滯后，對這一時期的認識，大幅度滯后于人類活動所造成的影響。但不管何時確定這一概念，我們現(xiàn)在肯定是已經生活在“人類世”時期了。相信不用等太久，人類世的概念將正式走入教科書，我們將見證一個全新時代的確定。

保羅?克魯岑首先提出“人類世”的概念

20 名諾貝爾獎得主向聯(lián)合國提交了《斯德哥爾摩備忘錄》，建議將人類現(xiàn)在所處的地質年代改為“人類世”