我们知道多久了? 课程简介和气候科学史概述
气候变化的原因是什么? 温室气体——它们从哪里来,它们做什么 气候变化数据来源 科学家如何使用模型评估气候敏感性
情况有多糟? 气候变化的未来预测 了解目标:350ppm、1.5°C和2°C; 净零 不可逆性、超调、长期影响和应急措施(地球工程)
它会影响谁? 主要影响:极端天气、海平面上升、海洋酸化、生态系统崩溃等 气候影响和适应的区域差异以及气候移民的增加 责任和影响方面的不平等——气候正义的作用。
我们有修复它的技术吗? 脱碳途径 部门分析:能源、建筑、运输、食品系统、废物等 气候解决方案之间的相互影响
我们能同意修理吗? 国际决策:UNFCC、IPCC、京都、巴黎等。 政策工具:碳税、碳交易、补贴、直接投资等。 政治行动的障碍
修理它要花多少钱? 气候经济学导论 适应和缓解的成本和效益 生态现代主义vs.衰退
是什么阻止了我们? 气候传播与气候虚假信息 政治游说的作用 我们如何谈论气候变化和框架的作用
我们害怕什么? 气候变化心理学 对气候变化的情感反应:生态焦虑、末日论、否认等。 在气候危机中保持心理健康
我们如何才能让人们听到我们的声音? 抗议运动和气候激进主义 变革理论 激进主义模式与破坏性抗议的伦理
是什么给了我们希望? 建设性希望作为对生态焦虑的回应 世界观、文化和语言的作用 与大自然重新联系
我们从这里要去哪里? 系统思考和多重解决的重要性。 讲故事在创造希望叙事中的作用 让你的研究发挥作用:大学在气候紧急情况下的作用。
1) Marillion,季末
2) Billie Eilish,“所有好女孩都下地狱”
3) Buffy Ste Marie,《继续》
4) Neil Young,《绿色就是蓝色》和《关闭它》
5) 麦莉·赛勒斯,《唤醒美国》
6) 梅丽莎·埃瑟里奇(Melissa Etheridge),《我需要醒来》
7) 午夜石油,“床在燃烧”
8) 彼得·加布里埃尔,《洪水来了》
9) Chris Rea,《通往地狱之路》
10) 缪斯,“第二定律:不可持续”
11) 错觉平方,“厄运降临”
“即使是现在,人类可能正在无意中通过其文明的废物改变世界气候”,这句话出自 1958年弗兰克·卡普拉的电影《无链女神》 是的,1958年! “如果你真的相信全球变暖是我们面临的最大问题……你就是这个星球上最愚蠢的狗娘养的。”格伦·贝克在2015年谈到当时的总统奥巴马时说道。 在这首歌中,这句话有助于解释为什么我们让世界末日降临。 迈阿密市长莱文(Levine)表示:“海洋不是共和党人,也不是民主党人。它只知道如何崛起。” 国家地理纪录片《洪水前》 (莱昂纳多·迪卡普里奥配音) “再多的技术和人类的创造力也无法推翻物理学定律” 纪录片《崩溃》中的迈克·鲁珀特 罗纳德·里根(Ronald Reagan)在其就职演说中表示:“我们当时和现在都相信:只要男女都能自由追求梦想,增长和人类进步就没有极限”,他无视“增长极限”研究的警告,开创了新自由主义时代。
12) 1975年,“1975年”
大循环模型的诞生
早期预警信号
气候建模起飞
工具书类
通过切断5亿吨的Y轴,图表隐藏了气候政策真正的长期循证目标:零排放; 加拿大过去一直未能实现任何气候目标,而图表似乎表明我们做得相当好; 该图表合并了两种不同的度量。 显示实际排放量的曲线不包括林业净排放量(官方称为土地利用、土地利用变化和林业土地利用的变化和林业变化),而加拿大完全打算将其纳入实现2030年目标的核算中。 因此,如果你将目标与排放量绘制在同一张图表上,诚实的原则是你应该相应地调整目标。
“有一种感觉,我的行为和我现在同伴的行为与我父母、祖父母和曾祖父母过去的行为联系在一起,我们的行为所产生的影响在未来数百年甚至数千年都会被感受到。在某种程度上,我们仍然坚持我们现在的生活,这也是事实,因为 我们的过去。 我所采取的让我温暖、干燥和吃饱的小小行动,部分是因为那些早已死去的人所做的选择。 即使我不想燃烧化石燃料,我也深植于这样一种文化中。”(加维,2008年,第60页)
热惯性 行星表面的热量(主要是由于海洋),通过这些热量,行星可以在数年内持续吸收额外热量,然后对表面温度产生重大影响。 (规模:几十年) 碳循环惯性 通过这种方法,二氧化碳只会很缓慢地从大气中清除,并且只要存在,就会持续变暖。 (规模:几十年到几千年)
基础设施惯性 从现有的能源基础设施,因为温室气体的排放将继续从我们过去建造的一切,直到它可以被取代。 (规模:几十年)
自然变化(或“信号到噪声”)惯性 这是因为最初,由于气候变化导致的温度升高比每日和季节性天气模式的内部变化要小得多。 因此,气候变化的“信号”需要很长时间才能从自然变化的噪音中显现出来。 (规模:几十年) 生态系统恢复力 .我们倾向于 弹性 作为一件好事,非正式地定义为系统在受到冲击后“反弹”的能力。 但弹性也可以掩盖潜在的变化,这些变化会将系统推向一个无法恢复的阈值。 因此,这种形式的惯性通过掩盖这种变化的影响而起作用,有时直到为时已晚。 (规模:几年到几十年)
社会弹性。 人类社会适应性很强。 当暴风雨摧毁我们的建筑时,我们只是把它们重建得更坚固一些。 当干旱摧毁我们的作物时,我们只是发明了新的灌溉方式。 就像生态系统一样,当受到持续变化的影响时,这种韧性是有限的。 但是,我们耸耸肩、继续做事的能力,进一步推迟了公众对气候变化的关注。 (规模:几十年?)
拒绝 也许比人类的适应力更强的是,我们有能力愚弄自己,以为没有发生什么不好的事情,并寻找最符合证据的其他解释。 否认是一种强大的惰性。 否认阻止上瘾者承认他们需要寻求帮助来克服上瘾,也阻止我们所有人承认我们有化石燃料上瘾,需要帮助来解决它。(规模:几十年到几代?)
个人主义 对气候变化讨论的一个常见反应是鼓励人们在生活中做出个人改变:更换灯泡,少开车,少乘飞机。 虽然这些事情在个人发现过程中很重要,通过帮助我们了解我们个人对世界的影响,它们是一种只有特权阶层才能采取的自愿行动,因此并不构成气候变化的系统解决方案。 当我们生活在的系统驱使我们走向某种消费模式时,选择低碳生活方式需要花费大量时间和精力。 因此,这种规模扩大的唯一途径是通过集体政治行动:让政府改变影响建筑和消费的法规和价格结构,并让政府和企业对减少温室气体排放负责。 (规模:几十年?)
缺少治理结构 我们根本没有国家或国际层面的治理方式,无法制定有意义的政策工具来应对气候变化。 京都进程之所以失败,是因为有权采取行动的国家政府的短期个人利益往往超过气候变化的长期集体威胁。 巴黎协议是 严重不足 出于同样的原因。 同样,国家政府也因需要对特殊利益集团(尤其是大公司)作出回应而受到阻碍,这意味着立法改革是一个缓慢而痛苦的过程。 (规模:几十年!) 官僚主义 .阻碍新政策工具的实施。 制定和商定立法需要时间,建立必要的机构以确保其得到执行也需要时间。 (规模:年) 社会阻力 人们不喜欢改变,一些团体竭力抵制与自身直接利益相冲突的改变。 社会规范的每一次变化都伴随着抵制。 即使当我们欢迎改变并相信它时,我们也经常会重新养成旧习惯。 (规模:年?代?)
研发滞后。 由于缺乏合格的人才,大学等研究机构运作的缓慢速度,以及研究人员(尤其是学术界)继续从事他们过去一直从事的工作的趋势,加大新的研究和开发力度需要时间, 而不是解决社会上重要的问题。 气候解决方案的研究本质上是跨学科的,现有的研究机构往往是 非常糟糕 支持跨越传统界限的工作。 (规模:几十年?) 投资滞后 :从化石燃料向清洁能源和能源效率的全面转变将需要巨额前期投资。 有资金支持这种转变的机构(政府、投资组合经理、风险资本家)往往非常规避风险,因此更喜欢他们知道能够提供投资回报的东西,例如更多的油井和管道,而不是新的清洁技术替代品(规模:几年到几十年) 创新扩散 :继经典技术之后,新技术往往需要很长时间才能实现大规模部署 s形曲线 由于早期采用者数量较少,如果进展顺利,采用曲线将稳步上升,随着落后者抵制新技术,采用曲线会逐渐减少。 想想电动汽车:尽管这项技术已经问世多年,但它们仍然只构成 小于1% 今天新车销量的增长。 这是一项研究 预计到2040年,这一比例将升至35%。 想一想——如果我们遵循预期的创新扩散模式,2040年三分之二的新车仍将使用内燃机。 (规模:几十年)
一般来说,关于封闭空间中空气加热的定理扩展到了各种各样的问题。 当我们希望精确预测和调节温度时,不妨重新考虑这些因素,例如温室、干燥室、羊圈、车间,或许多民用设施,如医院、营房、集会场所”[Fourier,1822; 出现在亚历山大·弗里曼(Alexander Freeman)翻译的版本第73页,1878年出版,剑桥大学出版社]
大气对地球表面的温度起着非常重要的双重作用,其中一个是傅里叶首先指出的,另一个是廷达尔指出的。 首先,大气层可能像一个绿色洞穴的玻璃,相对容易地穿透太阳的光线,吸收大部分从地面发出的黑暗光线,从而可能提高地球表面的平均温度。 其次,大气在相对温暖的地面和寒冷的空间之间起着蓄热作用,从而在很大程度上减少了温度的年度、日变化和局部变化。
产生这些影响的大气有两种性质。 一是大气温度通常随着地面以上或海平面的高度而降低,部分原因是下降气流的动态加热和上升气流的动态冷却,这在热的力学理论中得到了解释。 另一种是大气吸收了很少的日晒和大部分来自地面的辐射,通过辐射、接触、对流和传导,从地面接收了相当大一部分热量储存, 而地球表面主要是由太阳通过透明空气的直接辐射加热的。
由此可知,从地球到太空的辐射不是直接从地面发出的,而是平均从海拔相当高的大气层发出的。 该层的高度取决于大气的热质量,并将随该质量而变化。 空气对地面发出的热射线的吸收能力越大,该层的温度就越高,但该层越高,其相对地面的温度就更低; 由于从该层到空间的辐射越低,其温度越低,因此地面温度越高。”[Ekholm,1901,p19-20]
洛厄尔教授在《哲学杂志》7月号上发表的论文标志着在评估行星温度方面取得了重要进展,因为他比以往任何文章都更详细地考虑了行星大气的影响。 但他几乎没有注意到大气层的“覆盖效应”,或者我更喜欢称之为“温室效应”。” 【坡印廷,1907年,第749页】
如果我们首先考虑一个温室,其水平屋顶的范围与地面高度相比过大,以至于边缘的影响可以忽略不计,那么大气的“温室效应”可能会更容易理解。 让我们假设它暴露在垂直的阳光下,玻璃下的地面是“黑色”的,或者说是完全吸收的。 我们将忽略温室内空气的传导和对流。 [波因廷,1907年,第750页]
诚然,洛厄尔教授并没有从分析和显而易见的角度考虑温室效应,但它隐含在他对通过昼夜平均法获得的蓄热的推论中。 该方法没有规定热量是通过辐射还是通过一些更迂回的过程损失的; 因此,如果不对这个名称进行更广泛的解释,将大气层的保持力标记为“温室效应”是不准确的。 如果允许扩展该术语的含义,使其涵盖导致相同结果的各种过程,那么通过比较昼夜温度来推算表面热量损失与这种更广泛的“温室效应”直接相关[非常,1908年,第477页]
Crawford,E.(1996)。 阿伦尼乌斯:从离子理论到温室效应 《科学史出版物》。 瑞典科学家斯万特·阿伦尼乌斯(Svante Arrhenius)的传记,他于1895年创建了第一个计算气候模型,并花了将近一整年的时间手动计算全球可能的温度变化,以增加和减少二氧化碳水平。 “温室效应”一词当时还没有出现,阿伦尼乌斯更感兴趣的问题是,冰期是否可能是由二氧化碳水平降低引起的。 但尽管如此,他的模型还是一次非常好的首次尝试,并首次对人类持续使用化石燃料所带来的变暖做出了定量估计。 弗里德曼,R.M.(1993)。 恰当的天气:维尔姆·比肯内斯和现代气象学的构建 康奈尔大学出版社。 1904年,挪威科学家维勒姆·比杰克内斯(Vilhelm Bjerknes)的传记确定了原始方程,这是一组微分方程,构成了现代计算天气预报和气候模型的基础。 这些方程本质上是流体流动和热力学方程的改编,适用于将大气表示为重力场中旋转球体上的流体。 当时,这些方程只不过是一个理论练习,我们不得不等待半个世纪,等待早期的数字计算机出现,才有可能将其用于定量天气预报。 Fleming,J.R.(2009年)。 卡伦达效应:盖伊·斯图尔特·卡伦达(1898-1964)的生活和工作 芝加哥大学出版社。 英国科学家盖伊·S·卡伦达(Guy S.Callendar)的传记,他于1938年首次将长期温度观测值与大气中二氧化碳上升的测量值进行比较,以证明阿伦尼乌斯(Arrhenius)理论预测的变暖趋势。 几十年后,他的工作才受到科学界的重视。 一些人现在认为,我们应该使用“卡伦达效应”一词来描述二氧化碳排放量增加导致的变暖,因为“温室效应”这个词太令人困惑了——在我们开始增加二氧化碳排放量之前,温室气体使地球保持温暖,无论如何, 与玻璃在温室中蓄热方式的类比有点不准确。