摄影：Timothy Archibald。地球温度的上升正开始影响全球的动植物。它们的活动范围已经改变，繁殖季节已经转移，有些物种可能已经灭绝。加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的 Ken Caldeira 从长远角度来理解如何应对。他利用计算机模型来模拟地球从遥远的过去到遥远的未来的气候。他还使用模型来评估可能遏制气温上升的技术。Caldeira 接受了《Discover》杂志副主编 Kathy A. Svitil 的采访。
二氧化碳水平上升会带来哪些后果？ 研究人员表示，在未来一个世纪里，地球的温度可能会升高两到五摄氏度（约三到九华氏度）。两度的升温相当于在 100 年内，气候带向极地移动 250 英里，或者说每天移动约 30 英尺。松鼠或许能以这样的速度移动，但橡树不行。
有报道称高山冰川正在退缩。加拿大有迹象表明，树木疾病是由气温升高引起的。泥炭沼有干涸并向大气释放甲烷的危险，从而加速全球变暖。从长远来看，大陆架上的甲烷水合物有不稳定的可能性，这也将加速全球变暖。因此，这是一系列的影响。虽然变暖是全球性的，但其影响是局部的。例如，加州气温升高，我们将失去内华达山脉的积雪。加州大部分降水集中在冬季，水以雪的形式储存。随着积雪融化，它会被输送给农民和居民等。如果失去这些积雪，我们将需要大大扩建水库系统，但在这里，大坝极具争议。因此，变暖将导致生态系统的迁移、人类基础设施的改变以及对农业系统未知的 Yet 影响。
有没有好的方法可以从空气中去除二氧化碳？ 最温和的方法是种植更多的森林，但可用的土地太少。我们的模拟表明，通过施肥海洋，每年可能从空气中吸收 10 亿吨碳。本世纪晚些时候，预计每年的碳排放量将高达 200 亿吨，因此海洋施肥可能只能处理其中的 5%。
您还研究了将二氧化碳注入深海。这会有什么帮助？ 人类释放到大气中的二氧化碳约有 70% 到 80% 最终会被海洋吸收，但传输时间需要几百年。一个想法是立即将碳引入深海。缺点是我们并不完全了解二氧化碳对海洋生物的影响，例如珊瑚、软体动物和浮游生物，它们用碳酸钙构成外壳或骨骼。当水中的二氧化碳含量增加时，会形成碳酸。碳酸对碳酸钙具有腐蚀性。研究表明，由于二氧化碳增加的化学作用，珊瑚礁的生长在本世纪可能会减少 50%。浮游生物也可能受到严重影响。
如果你向大气中排放更多二氧化碳，海洋最终会变得更加酸性，但酸性会相对均匀地分布在海洋表面。然而，当你注入深海时，二氧化碳是以浓缩液体的形式注入的，其影响是局部的。
那么，像使用太空中的巨大镜子来偏转阳光这样的宏伟提案呢？ 我的同事们和我进行了计算机模拟，发现这些工程方案效果很好。它们抵消了大部分气候变化，甚至使植物生长得更旺盛。但我认为地球比我们的模型更复杂，也比我们对它的理解更复杂。如果人类试图大规模扰乱自然系统，我们很可能会搞砸。我们真正需要的是强有力的、长期的减排。
其中大多数计划将花费数十亿美元。为什么我们要为 100 年或更长时间后才成为重大环境问题的某件事负责？没有纯粹理性的论据支持我们应该采取行动来帮助子孙后代。然而，从道德角度来看，我们是环境的管家，我们有义务将一个至少和我们接手时一样好的地球传给后代。
最有前景的替代能源是什么？ 关键在于拥有一系列能源选项。风能很有前景，如果能与全国性的电力输送系统结合起来会更有帮助。核裂变发电可以发挥更大的作用，我这样说是因为我曾经在核电站前进行过抗议。
您曾批评过《京都议定书》，这是一项旨在减少温室气体排放的国际协议。为什么？ 将排放量限制在比 1990 年水平低几个百分点是不够的，《京都议定书》要求这样做。需要强有力、长期的减排。此外，《京都议定书》限制发达国家的排放，但不限制发展中国家。最后，各国允许的污染量是基于历史模式的——那些国家过去污染了多少——所以历史上污染量大的国家可以继续大量污染。
我希望看到一个按人均分配排放量的配额。这将激励世界各地的每个人减少排放。在人均体系下，博茨瓦纳的人可以将他们的排放配额卖给发达国家的人，从而为他们提供资本。不幸的是，我所希望的在政治上永远行不通。
没有批准《京都议定书》的布什政府表示，它致力于在未来十年内将温室气体强度降低 18%。这会有帮助吗？ 这会有所帮助，但还不够。温室气体强度是指每单位国内生产总值排放的温室气体量，而我们预计国内生产总值将增长 18% 以上。因此，布什政府的计划实际上涉及美国排放量的**增加**。我们需要减少它们。
有些研究人员认为地球的气候是自我调节的。您是否认为这种说法有道理？ 我确实相信存在反馈机制，其中许多涉及生物系统，这些机制倾向于稳定气候。但我认为不存在某种特殊温度、某个设定点，地球会自行维持。这种意义上的调节是不存在的。
过去地球更温暖时，生命曾繁盛。为什么地球再次变暖会是一件坏事？ 前所未有的是变化的**速度**。恐龙时代，二氧化碳含量和我们下个世纪可能达到的水平一样高，全球气温也很高。但那之前的增加发生在数百万年间，因此海洋化学和生态系统能够适应新的气候条件。我们却要求地球在几百年内完成同样的转变。
地球的长期气候未来看起来如何？ 太阳比地球早期要亮 30%，它会越来越热。起初，二氧化碳水平会下降，以补偿更亮的太阳。在十亿年内，大气中将几乎没有二氧化碳了。从那时起，地球将开始升温。海洋会蒸发得更快，将更多的水送入高层大气，在那里它会被宇宙辐射轰击并分解成氢和氧。氢会逃逸到太空，所以我们最终将失去我们的海洋。到那时，地球将不再宜居。
