约瑟夫·罗姆 （Joseph Romm） 教授，美国重量智库不错研究员，曾任美国能源部官员，美国气候科学与解决方案领域极具影响力的传播者之一。

黄刚 中国科学院首批特聘研究员，中国科学院大学岗位教授，中国科学院大气物理研究所研究员（二级）、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者（2014），国家中青年科技创新领军人才（2016），国家“万人计划”领军人才，中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室季风与海气团队负责人。

1 气候科学的基本知识
什么是温室效应？它如何给地球“加温”？
科学家为什么坚定地认为气候系统正在变暖？
全球变暖如何引起海平面上升？现今的观测结果是什么？
人类行为造成的温室气体都跑去哪儿了？
气候变暖的原因是人类活动还是自然因素？哪个所占比重更大？
气候学家到底有多确定人类活动是气候变暖的罪魁祸首？
气候学家如何确定近期气候变化主要是由人类活动引起的？
在以前没有人类活动产生温室气体排放时，为什么气候也会发生变化？
什么是气候系统反馈放大效应？大规模变暖是由起初的局部变暖触发的吗？
当前大气中二氧化碳的高浓度是人类历史上前所未有的吗？
最近的气候变化是人类历史上前所未有的吗？
最近由人为因素造成的气候变化的发展速度与气候学家预测的是否一致？
全球变暖与气候变化有什么区别？
什么是引起全球气候变暖的人为因素中最主要的污染源？
乱砍滥伐如何影响全球变暖？
什么是全球增温潜势？它与温室气体有何不同？
为什么变暖速度在每一个“10年”间各不相同？
近年来全球变暖是否呈减速或停滞状态？
我们是否能够达到一个临界点，从而此后无论排放多少二氧化碳都不会加剧气候变化？
人类是否已经超过气候系统不可逆转的临界点？
2 极端天气和气候变化
天气和气候有何不同？
哪些极端天气事件会因气候变化而加剧，哪些事件则不会？
自然气候变化如厄尔尼诺一拉尼娜现象如何导致极端天气？
飓风“桑迪”和“哈维”是气候变化的产物吗？为什么这是一个错误的问题？
气候变化如何影响热浪？
气候变化如何影响干旱？
气候变化如何影响森林火灾？
气候变化如何影响洪水或强降雨的概率？
气候变化会影响降雪和暴风雪吗？
气候变化如何影响风暴潮？
气候变化会加大飓风的破坏性吗？
什么是北极放大效应？它如何影响极端天气？
气候变化和北极放大效应会不会影响北半球的极端天气？
气候变化影响龙卷风的形成吗？
气候在不断变暖，但为什么冬天依旧严寒？
3 预估气候的影响
21世纪内如果照常排放温室气体将会对气候变化产生什么影响？
预估未来全球变暖中的最不确定因素是什么？
之前地球的气候炎热阶段对我们预估未来气候有何启发？
永久冻土的融化如何超越气候模型的预测，并加速全球气候变暖？
火灾如何超越气候模型的预测，并加速全球气候变暖？
是否还有其他关键的正反馈或放大反馈效应在影响着气候系统？
海平面上升会带来哪些影响？
21世纪气候变化将如何引发更多破坏性的超级风暴？
21世纪会出现哪些类型的干旱？
气候变化对人类健康有哪些影响？
全球变暖如何影响人类生产力？
21世纪二氧化碳的排放量对人类健康或认知水平有什么影响？
什么是海洋酸化？它为什么对海洋生物如此重要？
什么是生物多样性？气候变化将如何影响它？
气候变化如何影响农业部门和我们为不断增长的世界人口提供口粮的能力？
气候变化如何影响到国家、地区以及全球安全？
21世纪中，气候变化可能出现的最乐观情景是什么？
21世纪气候变化可能出现的最糟情景是什么？
气候学家所说的“不可逆转的影响”是什么？他们为什么对气候变化如此担忧？
4 避免最坏的影响
人类需要怎么做才能避免最坏的气候影响，以及我们最大的困惑是什么？
2015年12月的《巴黎协定》是什么？它为什么如此重要？
为什么科学家和政府要将2℃设为阈值，如超过这一阈值，气候变化真的会威胁到人类生存吗？
为了保证升温幅度远低于2℃，需要什么类型的温室
气体减排措施？
将升温幅度控制在2℃以内的经济成本是多少？
如果升温幅度超过2℃的阈值，将会发生什么？
我们能够适应人类导致的气候变化吗？
什么是地球工程？它能在减小气候变化的影响中起主要作用吗？
5 气候政治和政策
各国政府都采取了哪些应对气候变化的政策？
什么是碳税？
什么是总量管制与交易制度和碳交易？
中国和印度为限制二氧化碳排放做出了哪些努力？
美国为限制二氧化碳排放做出了哪些努力？
美国以及世界各地的不同政党如何看待气候科学以及气候政策？
有机构在大规模地传播有关气候科学的错误信息吗？如果有，谁是幕后主使呢？
谁是气候科学否定者？
6 清洁能源的作用
为了实现将全球变暖幅度控制在2℃以内的目标，能源系统应当如何改变？
什么是能源效率？它在减排中起到什么作用？
核能是减缓气候变化的主要方式吗？
天然气在实现“2℃目标”中起到什么作用？
太阳能在避免危险的气候变化中能发挥多大作用？
风能在避免危险的气候变化中能发挥多少作用？
什么是碳捕集与封存(亦称碳固存)？它的作用是什么？
什么是生物质能源？它对减少二氧化碳排放有什么作用？
其他哪些无碳能源可以减少温室气体排放？
我们如何减少交通运输领域的二氧化碳的排放？
限制代用燃料

本章聚焦于气候科学及其应用，包括迄今观测到的气候变化和其成因。
本章将回答人们通常会问到的主要科学问题。
什么是温室效应？它如何给地球“加温”？
温室效应使地球上的生命存在成为可能。人类对温室效应的形成机制已了解得十分透彻：太阳以电磁波谱的形式向外传递高强度的辐射，包括紫外线和红外线，其能量峰值主要集中在可见光。太阳辐射射向地球，大约有1／3直接被大气和地表（陆地、海洋和冰川）反射回太空，剩余大多数则被地表吸收，其中以海洋尤甚。这一过程会使地球增温。地面则以红外辐射的形式，再次释放地表所吸收的大部分能量。
大气中自然产生的某些气体能够吸收部分红外线，却使得可见光几乎毫无阻拦地射向地球。水蒸气、甲烷和二氧化碳等温室气体可以吸收地面辐射，就像给地球盖上了一层厚厚的棉被，将气温控制在适宜人类生存的15.5℃以上。
250年前，正值工业革命的开端，地球大气中二氧化碳的体积分数约为280×10～。此后，人类向大气中排放了数十亿吨温室气体，以致越来越多的热辐射无法散逸。其中，最主要的人为排放的温室气体是二氧化碳，且其排放量还在飞速增长。现在，二氧化碳排放总量约为1950年的6倍，体积分数已达到400×10-6。
因此，当前地球平均气温相对1900年增暖了0.85℃，且大部分增暖（约0.5℃）发生在1970年以后。
科学家为什么坚定地认为气候系统正在变暧？
科学家们断然指出，“气候系统变暧是毋庸置疑的事实”。越来越多的观测数据表明气候变暖是高度可信的。
政府间气候变化专门委员会由各国顶尖气候学家组成，旨在提供与气候变化相关的评估。2007年，该委员会发布了第四次评估报告，总结了数以千计的科学研究和不计其数的观测现象，得到世界上绝大多数国家政府的认可。报告指出，气候系统变暖“是毋庸置疑的，从全球平均气温和海水温度升高、大范围冰雪融化、全球平均海平面上升等观测资料中可以看出，这是显而易见的事实”。
科学基于观测，因此对其结论可做出修订。一方面，不断出现的新证据会减弱现有理论的可信度。另一方面，正如美国国家科学院在2010年的《推进气候变化科学》报告中所写的：
一些科学结论或理论经过严谨的思考论证和实验检验，并由很多相互独立的观测结论支持，所以其错误的可能性微乎其微。这样的科学理论便成为我们所说的“既定事实”。地球气候系统由于人类活动而逐渐变暖便是典型案例。
科学家们认为全球变暖是既定事实，是因为所有证据均指向这一结论。20世纪80年代曾是地球有史以来最暖的10年，而20世纪90年代打破了这一纪录。气候持续变暖，2000年至2010年又成为有历史记录以来最热的10年。1998年、2005年及2010年曾是气候记录中最暖的3个年份，这些纪录在2014年被打破。随后的2015年又突破了2014年的纪录，之后2016年又超过2015年成为有记录以来最热的年份。
过去的几十年里，不仅海洋表面温度升高，海水热含量也逐年上升。由于海洋升温、海水蒸发加快，空气湿度不断升高，暴雨、洪水等灾害频发，这与科学家们所观测到的情况相符。植物和动物的生活习性也因为全球变暖而改变。春天比往年都来得早，许多植物开花的时间也不断提前。动物和植物一起开始向两极或高纬度地区迁徙或转移。随着全球平均气温的不断升高，科学家们预测长时间、高强度的热浪将会频繁出现在世界各地。这一推论也已得到证实。在第2章，我们将会具体了解全球变暖导致的极端天气事件。
P2-6

中科院首批特聘研究员倾情翻译！
打造专业级知识框架，可读性强、包罗万象，值得人手一本！
本书让我们重新理解人类与气候的关系；让我们正确认识气候变化对地球万物的影响；唤醒主动防护意识，缓解我们的焦虑情绪；提供一整套理性应对气候变化的基本解决方案

为什么你必须了解气
候变化
气候变化对你以及你
的家庭、朋友，甚至全人
类的影响将远远超过互联
网。25年前，你很难想象
信息科技和互联网将使我
们的生活发生怎样翻天覆
地的变化。这就是知识的
力量。如今，我们已经掌
握了足够的知识，可以证
明在未来的25年里，气候
变化会改变你生活的方方
面面。本书将会为你阐述
相关内容。
气候变化已成为关乎
人类生存的问题。气候灾
害的影响已蔓延至世界各
个角落。科学界在2014年
发表的多篇科学报告都表
明，如果人类不采取更强
有力的应对措施，气候变
化必将造成更严重的后果
。
你个人和家庭都难免
受到气候变化的影响，因
此无论政治立场如何，所
有人都应该了解一些气候
变化的基本知识。在未来
几十年，人类活动造成的
气候变化将会影响你和你
的家庭的诸多重大决定。
你应该在沿海地区买房吗
？你退休后是否还可以在
佛罗里达州南部、美国西
南部或是地中海沿岸养老
呢？在全球变暖的背景下
，哪些职业和研究领域将
最受欢迎？气候变化会影
响你的投资策略吗？
本书还会回答一些更
为基础的问题，如为什么
气候科学家如此确信人类
行为是造成地球变暖的主
要原？气候变化加剧了哪
些极端天气，又对哪些影
响甚微？飓风“桑
迪”（Sandy）和“哈维”（
Harvey）是否由气候变化
造成？（以及为什么这是
一个错误的问题？）如何
应对核心能源（煤、石油
等最主要能源）引起的气
候变化？既然气候是不断
变化的，我们为什么要对
现在的气候变化有所担忧
？中国、印度、美国和欧
盟作为温室气体的主要排
放者，它们采取了怎样的
行动以减少温室气体排放
？什么是《巴黎协定》（
The Paris Agreement）？
它为什么如此重要？
此外，本书首次回答
了气候变化领域最重要的
问题：“如果长期生活在
21世纪预计会达到的高浓
度二氧化碳中，人类健康
或认知是否会受到直接影
响？”你可能会认为这一
问题早已被研究清楚，尤
其考虑到已经有相当多的
人长期处于二氧化碳浓度
达到此种水平的室内环境
中。但实际上直到最近，
科学家们才开始进行相关
研究。更令人吃惊的是，
最近的研究，包括劳伦斯
伯克利国家实验室
（Lawrence Berkeley
National Laboratory）和
哈佛大学公共卫生学院在
内的机构的学者们更倾向
于认为人类健康会受到直
接影响，这对你个人和家
庭目前的生活有着重要的
警示意义。
很多情况下，你不用
特地去了解气候变化的相
关知识。地球臭氧层（一
层罩在地球外面、可以保
护我们不受致命的紫外线
侵害的气体）变化的例子
可以让你体会到这一点。
1974年，气候科学家们首
次指出氯氟碳化物
（chlorofluorocarbons，
CFCs）会破坏臭氧层。此
后，美国和斯堪的纳维亚
国家针对使用氯氟化碳喷
雾剂颁布了长达5年的禁
令。此后几年，美国时任
总统罗纳德·里根（Ronald
Reagan）、时任副总统
乔治·W．布什（George
W．Bush），以及英国时
任首相玛格丽特·撤切尔
（Margaret Thatcher）都
在制定“禁止使用氯氟碳
化物”的国际条约上发挥
了关键作用。经过了数十
年，臭氧层得到了有效保
护，而你可能并不了解其
中的曲折故事。
然而气候变化却有些
不按常理出牌。100多年
前，科学家就已经知道人
为排放的二氧化碳会导致
地球变暖。早在40年前，
气候科学家便敲响了警钟
，预言无限制地使用化石
燃料并排放二氧化碳会带
来严重后果。1977年，美
国国家科学院（National
Academy of Sciences）
的研究表明，无限制地排
放二氧化碳会使全球气温
升高约5.5℃，海平面上
升约20英尺。
1988年，世界各国顶
尖的科学家齐聚一堂，一
同交流最新的研究进展和
观察结论。政府间气候变
化专门委员会
（Intergovernmental
Panel on Climate Change
，IPCC）也应运而生，旨
在为政策制定者提供最好
的科学参考。近年来，全
球气候的观测结果和早年
间气候科学家的预测大体
吻合，科学结论也因此越
发使人信服。
但是一些主要气候要
素的变化速度远比科学家
们预测的要快。北极海冰
减少的起始时间比政府间
气候变化专门委员会报告
中气候模型最悲观的估计
都要早几十年，这也说明
北极地区的升温速度比科
学家估计的更快。著名气
象学家理查德·阿利
（Richard Alky）在2005
年提出，格陵兰和南极洲
的巨大冰盖全部融化可以
使全球海平面上升25～80
米，而这些冰盖开始融化
的时间“比预计时间早一
个世纪”。2014年至2017
年，我们发现冰盖没有想
象的那么坚固，它们已接
近融化的临界点，随时可
能发生不可逆转的崩塌，
造成海平面急剧上升。
近几年，我们经历了
前所未有的大规模极端天
气，如热浪、干旱、自然
火灾、极端风暴和风暴潮
。气象学家、前“飓风猎
人”气象侦察机驾驶员杰
夫·马斯特斯（Jeff
Masters）博士在2012年
说：“现在的自然环境已
经跟我小时候的很不一样
了。”无数科学文献都清
晰地表明，温室气体从根
本上改变了

如今，我们已经掌握了足够的知识，可以证明在未来的25年里，气候变化会改变你生活的方方面面。本书将会为你阐述相关内容。
本书还会回答一些更为基础的问题，如为什么气候科学家如此确信人类行为是造成地球变暖的主要原？气候变化加剧了哪些极端天气，又对哪些影响甚微？飓风“桑迪”和“哈维”是否由气候变化造成？（以及为什么这是一个错误的问题？）如何应对核心能源（煤、石油等最主要能源）引起的气候变化？既然气候是不断变化的，我们为什么要对现在的气候变化有所担忧？中国、印度、美国和欧盟作为温室气体的主要排放者，它们采取了怎样的行动以减少温室气体排放？什么是《巴黎协定》？它为什么如此重要？