气候如何成为洪水猛兽

孙萌萌

世上并没有作为实体的气候，它是一个历史的、文化的概念。英文climate 一词，来自古希腊语，原意为“倾斜”。这个意思跟我们今天的用法看起来差别很大，它是一个占星学术语，可简单表述为：地面上太阳辐射倾斜角度一致的区域。这个意思与后世关于气候带的想法有直接关系，但在那时它还仅仅意味着由太阳辐射角度和时长来定义的纬度。直到十六世纪，法语文学作品中才将climat与天气联系起来，这意味着至少到那时，欧洲日常用语中的“气候”已经具有与今天类似的含义。就科学观念而言，气候至十九世纪形成了其科学定义：一个国家或行政区天气的平均状况。这个定义没有考虑“平均状况”的期限，那是因为直到二十世纪初，除却直觉外，人们还没能从统计学上“看到”某地的天气平均状况在几十年、上百年内有所改变。气候与每天变动不息的天气不同，它通常意味着一种稳定状态。这种稳定状态也决定了人们可以像给动植物分类一样，给气候分类，并研究不同气候类型中物产、人种的不同，最终形成某种秩序和等级观念。

中文的“气候”则是另一个故事。尽管许多中文科学词汇都由日本舶来，但“气候”这个词不仅是中文所自有，其含义与它自身的宇宙论背景不可分割，而且至少在十九世纪中期就被用来对译英文的climate了。儒家经典文献《礼记·月令》奠定了中国传统的月令文化的基础，是中国古代关于气候的一种典型认识。它描述孟春之月：“是月也，天气下降，地气上腾，天地和同，草木萌动。”四时运转、寒暑交替、草木荣枯、鸟兽化生，都在气的循环中，乃至于人的身体变化也在此循环中，这是中国传统医学的基础。气的四时循环与候（时候、物候）一起，联结天、地、人的三才系统，构成了一整套关于气候的理论。气候的异常改变属于传统灾异学说，在两千多年的大部分时候都与大一统或地方政权的政治紧密相关。自明末西学东传以来，我们在西学翻译作品中看到许多对气的重新解释，也看到西方气候知识的译介。等这两者开始合二为一，已经到了十七世纪。例如，传教士南怀仁在一部解说世界地图的著作中，借“气”字翻译西方“四元素”之一的“气”概念，用来解释风、地震等现象，这就将气的意思大大窄化了。又过两百年，传教士在翻译一部英文地理教科书时，开始使用“气候”一词来对应Climatology（气候学），只是与英文原著相比，中文“气候”的描述模棱两可，似乎仍保有气候的传统含义。当然，这种模糊性随着二十世纪初西学的进展及庚子赔款留学生的归国，都宣告消失了。

气候观念的变迁和文化差异，指向了一个值得推敲的问题：今天，当我们每每将灾难甚至世界末日与气候联系起来，把气候当作洪水猛兽时，这件事是如何历史地发生的？其背后的宇宙论又是什么？

“气候是头野兽”

电影《后天》中因温室效应导致气候变暖、冰面破裂

好莱坞电影《后天》（2004）或许最能代表我们对气候灾难的想象。这部电影，包括它的原著《即将来临的全球超级风暴》（1999）里所设想的气候突变，与我们熟知的全球变暖理论有许多不同。它们设想二氧化碳排放并不会导致持续的全球暖化，而会在某个临界点导致气候变冷，甚至引起一次冰期。同样的设定还出现在美国科幻小说家金·斯坦利·罗宾逊的“首都科学三部曲”中。这一设定的科学依据，来自古气候学家华莱士·布洛克于上世纪八十年代提出的“大洋传送带理论”——洋流系统携带着热量，像一条传送带一样维持着全球热量的分布和平衡。墨西哥湾流向北延伸，将相对温暖的海水从南大西洋和加勒比海输送到大西洋的北端。在这个过程中，欧洲比原本更温暖了。接着，暖流在北大西洋冷却并下沉到海底，转而向南方继续流动，形成一个闭环。如果北极地区持续变暖，冰盖融化，会有更多的淡水注入北大西洋，使流经此处的表层海水浓度降低而无法下沉，传送带就会关闭，欧洲和美国东部地区也就会面临低温的威胁，甚至全球的气候模式也会改变。这个理论所说的气候“突变”并不像电影中那样在几天之内发生，而是几百年。

科学和幻想之间的界限可能远没有想象的那样清晰。事实上，作为全球气候变化科学的权威，政府间气候变化委员会（IPCC）发布的气候变化科学报告，总会为幻想作品提供新的素材。一些科幻作品研究者已经发现了其中的关联。几年前开始在欧美崛起的新的文学流派“气候幻想”正在成为科学报告的一种补充。评论家期望这一流派的作家运用想象力，推测人类在气候危机面前可能做出的选择和结局。

反过来说，气候科学的发展也有可能借助想象吗？或许一场持续二十多年的关于气候变化的争论可以部分地回答这个问题。上世纪六十到七十年代，科学家就未来几十年气候会如何改变而陷入争论。争论的开端是从变冷开始的。欧洲的科学家在四十年代积累了较长时间的气温资料，少数人已经注意到北半球高纬度地区的气温正在往低处走了，他们在国际气候大会上呼吁人们关注这种倾向，但回应者寥寥。又过了十几年，变冷趋势已经十分明显，一些气候学家加入了这场观察和分析，同时人们开始对气候为什么会变冷产生了兴趣。整个二十世纪六十到七十年代，伴随着环境主义的兴起，富有想象力的气候学家开始关注工厂烟囱排出的气溶胶对气候的作用。他们的模型和计算认为，气溶胶会使气温降低，这就是二十多年来气温持续走低的原因。那时候大部分的气候学家强烈质疑这种说法，气溶胶是否能够持续地作用于气候是不明确的，何况自然界中影响气候的因素如此之多，在没有全部纳入计算之前，单独强调任何一点都是不合理的。更多的人认为气候虽然在变冷，但人类能起的作用微乎其微。参与争论的当然还有温室气体理论的支持者，尽管他们坚持气候会在持续走低之后转而变暖，但是在气候改变的原因上，又与“气溶胶派”有强烈的共鸣：人为因素才是气候变化的主要原因——这当然也遭到激烈反对。在气温真的开始回升之前，争论一直僵持不下，而各方的论据都不足以给出确定答案。在这二十多年间的大多数年份，气候变冷的观点曾经占据主流优势，当地质学和古气候学加入之后，甚至引起了关于下一次小冰期即将到来的传说。媒体报道、科幻小说，用不同的方式持续渲染对即将到来的小冰期的恐慌。

计算机模拟的核战争造成的核冬天气候

二十世纪七十年代初，由苏联和美国的博弈而引发的粮食危机恰与小冰期传说相遇，并引发了一系列反应。危机和恐慌从日本波及中国。那时已经进入致事之年的气候学家竺可桢在日记中记到：“日本气象学家根本顺吉送来他所著《河期 向 地球》（《地球走向冰河时代》）一书……有‘冰河时代的警告’一章。他是相信地球正在走向另一次冰河时期，……根本顺吉的看法与我完全不同，我在《中国五千年气候变迁》一文中指出，相差1℃到2℃，不能影响什么。”记完这些没多久，竺可桢便过世了，而中国也开始摸索气候预测的方法。

无论是即将到来的冰期，还是全球暖化，气候的灾难图景，酝酿于冷战时期。除了七十年代初的粮食危机，更具有戏剧性的历史事件还有两例。其一是，1972 年，由捷克斯洛伐克移民至美国的世界知名地质学家乔治·库克拉致信美国总统尼克松说，下一次冰期将在一个世纪之内到来，而苏联已经在关注这一问题。这极大促进了气候变化问题进入美国政府的政治议程。其二是，二十世纪八十年代初，行星天文学家兼科幻大师卡尔·萨根与另外四位天文学家发表了关于“核冬天”的研究成果，他们给出的气候模型预计核战争将会造成严重的气候后果，这成为当时反核运动的标志性事件之一。战争的现实恐惧与对未来环境恶化的想象，是那场旷日持久争论的背景板。

回到电影《后天》中的科学。正如许多经历过那场争论的科学家一样，大洋传送带理论的提出者华莱士·布洛克经历过气候预测的复杂性和不确定性，而那一次次的观念转变，就跟他所看到的地质时期的气候变动一样，既惊心动魄，又捉摸不定。华莱士·布洛克与他同时代的人看到的并不在于气候变冷还是变暖，而是变化本身，因为那些想象中令人恐惧的突变，才是人们认识气候变化的关键。在他的实验室中，悬挂着一条蛇形布偶，上面写着：“我是气候野兽，我饿（生气）了。”尽管相对于许多其他的全球变暖理论支持者，他并不认为二氧化碳的温室效应能够预测，但他也一样，在某个方面反而非常乐观：我们能够通过控制自身，（至少部分地）重新获得对自然的控制力。

恐惧背后

关于上世纪那场争辩的过程和意义，当然还有许多未尽之处。历史学家对这段时期资料的掌握极为丰富，但历史的书写却往往选择性地遗忘了许多事，人们记得更多的是一种“正确”的理论如何遭受轻视，却又幸运地被更聪明的人送到我们面前。对气候科学的历史书写是同样的情形，历史学家无法不顾及当下的立场。面对琐碎甚或看似毫无意义的事实，还有许多其他看待事件的方法。例如，如果我们深入到那些现在看起来危言耸听的末日预言背后，在无法审判的各家结论之间，究竟是什么在决定着人们想法的转向？

Climatology（气候学）一词是十九世纪的产物。-logy来自古希腊语它的含义可能有多个，但在这里主要表示对某个主题较为宽泛的研究，例如Astrology（占星学）是指对星星的研究；相比之下，-nomy 来自指的是规则、法则，例如Astronomy（天文学）指星星的法则。构词法的这个区别使得宽泛的气候学相较于探讨规律的天文学，似乎矮了一截。二十世纪七十年代，美国的一位气象学家就曾提出，应当用Climatonomy 一词专指物理及数学方法的气候学研究，即“对任意行星表面物理环境决定因素的一种数学解释”，以区别传统的、描述性方法为主的Climatology。

温室效应带来的危害

这个意见当然并未被采纳，但是它非常典型地反映了气候学研究中有两种方法论的竞争，历史学家习惯用“统计气候学”与“物理气候学”来描述它们。然而从根本上来说，它们却只是同一种追求的两个阶段而已。十九世纪的学术史上，统计学思想的发展代表着一场深层次的科学革命。人们相信通过统计学，那些原本不属于自然科学研究范畴的内容，都可以通过数学化而走进伟大的科学殿堂。“气候”从一个具有占星学背景的术语，变成表示天气的日常语言，又获得它的现代科学定义，这第二次转变即在于统计学的应用。一个地方的天气有没有可以用数表示的总体状况？于是，雨雪变成降水量，寒暑变成温度，风变成风向和风速……这些数据的长时间累积，就构成了一个地方的气候。发展到二十世纪初的统计气候学，不能满足于对这些数字的累积，不能满足于数字的精确性给气候分类带来的直观性与明晰性。就像物理学的原则那样，统计气候学所累积的数字，需要成为一种更先进的“数学气候学”的资料，为寻找气候变动的原因铺路。

到这里，我们应该可以想到，即使当人们面对一个十多年来一直下行的温度曲线，也还是无法判断接下来的几年究竟会如何。二十世纪七十年代的许多批评者将这种预测方法类比于股票市场。然而，那些相信气候改变由于有太多的原因而无法做到真正预测的人，也并没有错。究竟什么人可以如同上帝一般，将世间的一切都算计在内，哪怕一丝轻轻拂过的微风也不遗漏？哪怕一只蝴蝶扇动翅膀也看在眼里？

最先对此做出承诺的人，是现代计算机的创始人冯·诺依曼。1946 年，冯·诺依曼在普林斯顿大学高等研究院设计和建造了一台电子计算机。这个计算机项目被分为四个部分，其中包括气象学工程。1946 年气象学项目获得了美国海军、气象局及空军的资助。对于冯·诺依曼来说，气象学工程的最大吸引力不在于民用天气预报，而在于战争——比方说，如果掌握了天气并进一步控制天气，美国就能通过引导一次干旱来毁灭苏联的农作物收成。气象学项目带有强烈的冷战科学的色彩。到1955 年，该项目实现了基于计算机的天气预报，也就是数值天气预报。不过这种成功，实际上是建立在对模型的数学简化，而非前面提到的将所有因素纳入计算的那种想法。根据冯·诺依曼的设想，气象学项目原本就是为了一个更宏大的目标所作的实验性工作——“如果区域性的天气预报证明可行，冯·诺依曼便打算将目标转移到极具野心的问题上，即模拟整个大气，这随即使气候模拟成为可能”。于是，自二十世纪五十年代末开始，随着计算机计算能力的提高，大气模式不断往复杂化的方向发展。

到二十世纪七十年代，尽管统计气候学家可以用数据为自己的观点辩护，但一种基于数学模型和计算机计算能力的新的预测文化已经占据气候科学的前沿。气候变化引起恐慌的背后，反而是一种生机勃勃的自信，一种快速膨胀的对自然在智识上的掌控力。

预测与宇宙论问题

将气候视作灾难、洪水猛兽，不是一种末日的悲观，反是乐观？不是对未来的境遇丧失信心，反是自信满满？这听上去多么匪夷所思啊。其实，灾难也好，洪水猛兽也好，它们都在描述一种失控状态。然而，没有控制又何来失控？对照中国古代的灾异观会发现，这种强要控制的想法从未占据过中国思想的主流。中国人信天命靡常，“不知所以然而然，命也”（《列子·力命》），所以既不会在智识上强求理解天，也不会将人的德性与天命做绝对的捆绑，从而以道德绑架天意。既然天命变动不居，中国的预测（占卜）自然也不是要窥测天意（自然规律），而是要追随天意变化的步数，通过调整自己的行为来改变命运的方向。中国占卜追求或然性和不易重复的结果，这和西方现代科学决然相反（参见吴飞《“阴阳不测之谓神”——略论先秦的天神信仰与命运观》）。

气候预测则是决心要一窥那决定了的天意。它的方法是数学模型，也就是将地球重要的物理过程数学化，喂给它数据，以观测结果。前文曾提及，自二十世纪五十年代计算机在天气预报上成功以来，气候模型变得越来越复杂，它们似乎在向着重新造出一个地球的方向发展了。但是这个伟大设想，在六十年代初就遇到了一个巨大障碍——著名的“蝴蝶效应”。这个理论指出，确定性的非线性方程可能存在内在的随机性，任意微小的改变都可能带来巨大而无法预测的结果，这意味着精准的长期天气预报（气候预报）是无法实现的。过去一百年中变暖和变冷的趋势可能并不是气候对气溶胶、温室效应或任何具体因素作出反应的证据，而仅仅是这头野兽在面对外部压力时遵循着它无数复杂的内在反应，无规律地横冲直撞。

然而，这个困难并没有阻挡预测的进行。为了使预测研究继续下去，二十世纪七十年代，气候的可预测性问题被划分为两类。第一类将气候作为时间的函数，即确定一段有限的时间内，大气统计数据如何变化，这也就是我们通常认为的那种预测，类似于问明年是否会发生干旱；第二类预测性问题是与时间无关的一种预测，典型的如大气二氧化碳浓度提升一倍，关于气候如何变化的问题，美国气象学家爱德华·洛伦兹认为：“如果我们真的预期在未来一个世纪二氧化碳浓度会增倍，我们主要的考虑应该不是特别长或无限的时间跨度上的统计特征如何依赖浓度的变化，而应该是下个世纪的气候跟现在的气候将有什么不同。”事实上，即使没有二氧化碳，气候也依然在变化，所以哪怕是第二种预测也并不能知道真实的结果。人们都想要第一种预测，但是由于做不到，模型专家们也就开始勉强认可第二种预测了。

大多数人可能从未考虑过关于可预测性的问题，因为它在我们现在的宣传中很少提及。你想知道的是“明天会下雨吗？”，回答的人会告诉你说：“我不知道明天会不会下雨，但是如果你穿得太多，你会比今天觉得热。如果明天降温，也许你就不会热，甚至还会冷。”这大概就是以上关于气候可预测性的情形。

影响气候的变量非常多，理论上来说，第二种预测的对象可以是二氧化碳的增倍效应，也可以是水蒸气、气溶胶等的增倍、减倍效应。但这时候人们已经建立了一种信念，那就是比起那些自然的、无法控制的、偶然性极大的因素，真正值得我们关心的，是那个由我们自己引起的，因而也是可控的、必然的因素。二氧化碳增倍实验在实验室中被科学家非常谨慎地对待，在二十世纪六十到七十年代初，实验人员常担心他们算出的结果被认为是在现实中会发生的。曾经令诸多气候学家转变观念、开始重视温室气体的模型专家真锅淑郎区分了敏感度研究（即第二种预测）和真正的预测：真正的气候并不一定会按照敏感度研究（温室气体倍增实验）所预测的那个方向变化，但它可以就各种外部因素的相对重要性提出有价值的看法。所谓的外部因素，也就是那些气候系统之外的因素，包括导致气候变化的人为因素。

鉴于一些科学家从模式的简化、对物理的理解尚不充分及理论与观测不符等角度，对数值模型的计算结果提出不同程度的质疑，真锅淑郎采取相对保守的态度，指出这一工作并不属于气候预报，而其计算结果也不具有决定性意义。然而，这种界定对于政策制定的需要来说恐怕并不令人满意。随着美国政府对二氧化碳问题在国内和国际政策中作用的关注，依赖气候模型的二氧化碳倍增实验从一种以增加知识为目的的虚拟实验变成了对未来变化的预测；而其计算结果，也从不应过分认真对待的参考性结论变成了需要认真对待的确定性结论。

气候预测的不确定性问题在后世一直成为气候政策制定的重大困扰。气候文化研究者迈克·休姆认为这种困扰正是根植于气候变化研究的起源上：“为什么我们变得对气候预报问题如此关注，那是因为在气候变化的认知来源上，我们不幸地继承了一种期望，即气候变化研究的所有工作就是缩小不确定性，直到不确定性降低到某个水平时，气候变化问题才变得有关系。”不过，这种对确定性的追求，并不是像他所说的那样，仅仅是二十世纪七十年代气象学家的职业习惯。西方文化中，命运是一种决定了的神意，只是常人看起来像是随机和偶然的，因此古典时期西方的占卜也不像中国占卜那样追随变化，而是追求不变的真理和神意，以取消生活中的偶然。西方现代科学继承了这种预测的宇宙论。

从温室效应开始获得关注的二十世纪七十年代末到今天，半个世纪过去了。许多对现状失望的环境主义者认为，气候政治是失败的，因为温室气体并没有得到有效的控制，人们依然生活在不确定的风险世界中。但另一种反思也早已出现——将自然界，乃至人类活动统统还原为物理过程和数学式，极尽所能追求确定性，追求对我们的居所与环境的全力监视与控制，以避免一切失控局面，不才是正在发生的真正灾难吗？但无论如何，在面对自然之时，人类是一个不可分割的共同体，人类的命运休戚与共，需要共同面对。