大气二氧化碳水平达到717p.p.m.时，21世纪的年均降水量变化图  图片来源：NOAA/GFDL

　　近日，约2000名气候科学家齐聚法国首都，为的是在将于12月举行的至关重要的一轮巴黎谈判前详细探讨他们的研究。在此前的方针会谈经历了发人深省的失败后，科学家渴望重启这项利害攸关的会谈。尽管缩减温室气体排放的紧迫性是此次会谈的主要话题，但研究人员同时还组织了以“气候变化下我们的未来”为主题的会议，旨在探讨气候科学这个仍拥有很多待解问题的研究领域的未来。

　　随着全球大气中二氧化碳浓度的持续急速上升，科学家需要更好地研究全球气温如何对此作出响应。这意味着缩小“气候敏感性”——由假定的大气中二氧化碳浓度所引发的温度增加——的值。这个数据是不确定的，因为它依赖于来自云层、水蒸气和海冰的知之甚少的反馈效应。在最新一次报告中，政府间气候变化专门委员会估测，如果二氧化碳浓度翻番，比如从工业化之前的百万分之270（270p.p.m.）增加到540 p.p.m.，则全球温度可能增加1.5摄氏度～4.5摄氏度。它同时指出，反馈效应可能导致更高的数值出现。

　　今年3月，全球月均二氧化碳浓度超过400 p.p.m.，这可能是几百万年来首次达到这一数值。研究人员认为，将全球升温限制在不高于工业化前2摄氏度——为危险的气候变化所设置的公认阈值——的机会在逐渐减少。“我们正在追踪很容易超过2 摄氏度的排放情景。”英国埃克塞特大学气候科学家Richard Betts表示。

　　“我们正进入未知的领域。”巴黎动力气象学实验室气候专家Sandrine Bony说，“目前尚不确定我们可能在哪个二氧化碳水平上退出安全区，也不确定如果我们这样做，可能会发生什么。”

　　为准确理解二氧化碳水平上升意味着什么——不论是在全球尺度还是在区域水平上，研究人员需要更好地分析大气云层和海洋漩涡的气候模型。

　　“大气循环控制着哪些地方干燥或过于炎热，哪些地方有雨水落下以及猛烈的暴风雨在哪些地方形成和袭击何处。”近日，Bony就气候科学的未来作了一次主题演讲。他认为，如果可以运行能分析云层和对流的模型，同时能确定所做的是正确的，“我们将有能力回答很多问题”。

　　尽管在计算上花费颇高，但这些模型正在流行起来。不过，对气候科学的理解还是受到缺乏对风的全球观测的限制。Bony介绍说，定于明年发射的欧空局“大气动力学任务——风神”卫星有望推动气候研究的发展。它将利用雷达系统在1小时内产生约100幅针对不同海拔高度的风强度和方向3D图像。这些数据将阐明全球大气循环、降水系统以及臭氧和气溶胶输送。

　　科学家认为，如果全球变暖超过4摄氏度，地球气候系统的一些大尺度组成部分将极有可能发生改变，或者说越过临界点，为气候和生态系统带来潜在的灾难性后果。这包括南极和格陵兰冰盖的融化、亚马逊雨林的枯死或者维持热平衡的大西洋海洋环流的崩溃。

　　一些研究人员希望获得这些即将到来的变化的预警，比如通过观察不同纬度上海洋环流的强度。自2001年起，由英国资助的“急速气候变暖”监测阵列计划密切关注一个特定北纬纬度上的海洋环流，并且在其不同深度探测到令人吃惊的强度大幅波动。不过，目前还不能确定平均的环流强度是否正在下降。

　　埃克塞特大学气候科学家Tim Lenton对这些早期探测并不乐观。“一个系统从微小扰动恢复过来的速率是其稳定性的一个指标，但获得逼近临界点的可靠早期预警还有很长的路要走。”

　　同时，由于化石燃料可能将连续几十年驱动碳排放，因此此次会议的另一个议题将是如何适应气候变化带来的影响。这方面的想法从大型工程项目到各种花钱更少的解决方案不一而足。例如，在农业领域，信息系统目前正被亚洲和非洲的一些国家用于允许贫困农民下载实时土壤数据和施肥建议。

　　不过Betts警告说，研究人员必须在合理的预警和被误导的激进行为之间达成一种微妙的平衡。“我们无法再等下去，直到获得绝对的确定性，比如关于海平面上升的程度。”Betts表示，“但你目前肯定不想在随后可能被证明并无必要的庞大适应措施上花费数十亿美元。”

　　他认为，应当采取随后能被改正和升级的合理有度的措施，而不是现在建立庞大的、花费颇高的工程。不错的例子包括伦敦的防洪系统和荷兰的三角洲工程，后者是一个能保护荷兰海岸线的庞大防洪系统。Betts还表示，从抵御洪水到水管理和灌溉方案的任何适应举措，都需要严谨的地球和气候观测结果的指导。