气候变化
qì hòu biàn huà
气候变化是全球或区域气候模式发生的长期转变，如今主要由化石燃料燃烧产生的人为温室气体排放所驱动。
Definition
气候变化是地球通常天气模式发生的持久性转变，如今地球之所以变暖，主要是因为煤炭、石油和天然气的燃烧向空气中增加了能够截留热量的气体。火山喷发、太阳输出的变化以及地球轨道的缓慢变化等自然原因，曾驱动过包括冰期在内的历次气候波动，但如今的变暖被归因于人类活动，这一结论建立在若干条相互独立的证据线之上：大气 $CO_2$ 中源自化石燃料的碳同位素特征、对流层变暖而平流层同时降温的模式，以及夜间和冬季的增暖幅度超过单靠自然周期所能产生的程度。全球平均地表温度已比 1850 年至 1900 年的基准水平上升了约 $1.1$ 至 $1.2^\circ C$，海洋吸收了新增热量的超过 $90\%$，而冰芯记录显示，如今超过 $420$ 百万分率的 $CO_2$ 浓度，在过去 $800{,}000$ 年的冰期旋回中前所未有。
Example
自 19 世纪末以来，地球已经升温超过 $1^\circ C$，这个数字听起来不大，却足以融化冰川、抬升海平面，并使热浪变得更加频繁；在外滩群岛沿岸，海平面上升的速度快于全球平均水平，晴天洪涝的发生频率也随之增加。更温暖的海水为 2018 年的“佛罗伦斯”飓风等更强的飓风提供了能量，这场飓风给北卡罗来纳州带来了创纪录的降雨；从全球来看，自 1900 年以来，由于热膨胀和冰川融化，海平面已上升约 $20$ 至 $25\ \text{cm}$，且近几十年来这一速率大约翻了一番，超过每年 $4\ \text{mm}$。
Key Insight
气候变化并不意味着每一天都更热，而是意味着平均状态发生了偏移，因此极端高温、强降雨和猛烈风暴都比以往发生得更加频繁，而如今的变暖速度至少比结束上一次冰期的那次变化快十倍。与之最接近的地质学类比，是约 $56$ 百万年前的古新世－始新世极热事件，当时碳的快速释放使地球升温 $5$ 至 $8^\circ C$，并使海洋酸化，恢复过程耗时超过 $100{,}000$ 年，正是硅酸盐风化那种缓慢的时间尺度，使得如今的这场变化在人类时间尺度上实际上近乎不可逆转。