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全球变暖论者认为，如果放任不管，全球变暖的发展会带来灾难性的后果。要从科学上确认这一点，除了确认全球变暖的幅度这个困难外，还需要对许多其他机制有所了解。在这方面，通过理论模型和实验去证明也是非常困难的。很多立论都是基于局部，短期的观察。在这一节中，我们简单综述一下有关的论点和正，反论据。应该说，媒体中常常提到的“灾变”，其实都没有过硬的科学证据。
5.1 海平面升高
随着温度升高，冰川会融化，增加海水质量。同时海水受热膨胀，体积也会增加。因此，海水总容量增加，引起海平面上升。海平面上升对人类的影响，很大程度上取决于上升速度。而这一点却是很难估计的。IPCC的最新估计是到2099年，海平面会上升59厘米。这看来不是很大威胁。但是，这个估计排除了很多目前不能确定的因素，所以很可能低于现实【stefan 2007】。
一般说来，海平面升高的事实如下【Nerem 2006】：
• 潮汐记录显示，二十世纪海平面升高的速度是1.8±0.35毫米/年。而1850年前的速度是1毫米/年。
• 从1950到2000年，海平面升高速度是1.7±0.4毫米/年。另一个估计是1.8±0.3毫米/年。所以最近五十年的数据没有显示加速。
• 卫星记录显示，在1992到2005年之间，全球平均海平面升高速度是3.1±0.4毫米/年。但是不清楚这个速度代表长期还是短期行为。
• 海平面也有很大的区域差别。有的地方的上升速度高于5倍平均速度。而另一些地方在下降。这个模式主要是由1997到1998年的圣婴现象（El Nino）造成的。
• 在以上卫星观察到的3.1毫米/年的上升中，热膨胀大约占1.5毫米/年。剩下的1.6毫米/年归因于冰川融化和陆地水流。
• 高山冰川约贡献0.5毫米/年的上升。在1993至2003年间，这个贡献为0.8±0.35毫米/年。南，北极融化约贡献0.2至0.4毫米/年。雨水贡献0.35毫米/年。这三者之和正好为以上的1.6毫米/年。
关于北极，主要是格陵兰冰川的融化。这里有两个矛盾的研究结果。一个认为格陵兰冰川对海平面上升速度的贡献为1996年的0.24毫米/年和2000年的0.57毫米/年【Rogmpt 2006】。在这段时间里贡献增加了一倍。这主要是由于冰川移动的加速。这个加速有多种可能原因，是否与全球变暖有关还不能确定。
另一个研究表明，至2002年，格陵兰冰体的得失基本平衡。损失由于全球变暖而增加，得益也因降水量而增加【Zwally 2005】。
关于南极，由于总体气温上升不如北极剧烈，冰体也是有得有失，总体上均衡【Nerem 2006】。
另一个研究，也给出两极融化对海平面上升的贡献为0.35毫米/年【Shepherd 2007】。在这里使用了用多种方式得到的多组数据。除了总的冰体损失外，本文还给出了地区的平衡：南极东冰川增长每年250亿吨，南极西冰川每年损失500亿吨，格陵兰每年损失1000亿吨。
而观察到的海平面上升是否与全球变暖有关，也有不同看法。从历史上看，海平面在过去一个世纪一直是上升的。但其变化速率是有周期的。这可能是由于河流流量的变化。【Nog-Duc 2005】。这个变化与全球温度没有正相关性。如Figure 5 1【Holgate 2007】所示，上个世纪海平面上升没有增速，尽管全球温度上升了。
Figure 5 1 二十世纪海平面历史
而且，如 Figure 5 2【Holgate 2007】所示，各个观测站的海平面上升速度没有相关性。这表明海平面上升没有全球的“推力”，而是局域的现象。
从远古历史上看，当气温上升到IPCC所预计的2100年水平时，海平面会比今天上升4至6米，因为那时南极的冰川会有大规模融化【Overpeck 2006】。但是，这个预测是部分基于模型的。
综上所述，至少在目前，两极冰川的融化并不是海平面升高的主要原因。而且海平面上升是否与全球变暖有关也有疑问。更重要的是，海平面上升的速度很小。而未来海平面上升如果会引起灾难的话，一定是因为与今天不同的机制。所以，海平面的威胁是建筑在“转折点理论”上的。它的可信性依赖于后者的可信性。
Figure 5 2 美国各个测量站海平面上升速度比较
5.2 植物生长变化
从光合作用的机制来说，增加温度和二氧化碳都有利于提高植物生长速度和产量。但是这是有限度的。根据光合作用的方式可以把植物分为C3和C4两类。实验和模型发现，在二氧化碳提高（从目前浓度提高一倍）的条件下，不仅植物产量有不同程度的增加（最多可增加240%），而且抗旱性能有很大改善【DeLuis 1999】，【Granta 2004】。
但是这只是问题的一面。全球变暖同时也会改变气候而至少有些地区会变得不适于耕种。但是也有些地区会变得气候宜人。目前没有总体的估计。但是不管如何，如果气候变化太快，总是会干扰目前人们的生活。同样，这方面也没有见到定量的分析，至少这已经不是科学的范围。
5.3 海洋酸化与珊瑚钙化
大气中二氧化碳浓度增高后，海水的酸性也会增加。这个变化会影响珊瑚和有壳动物的钙化过程而影响它们生存。【Feely 2004】比较全面地介绍了这个问题。该文并描述了一个实验：把翼足目动物养在封闭容器中，由于动物呼吸而引起二氧化碳增加。48小时后，用扫描电镜发现壳上有溶解的痕迹。【Orrl 2005】也报道了类似的实验。奇怪的是，这个对于证明酸化与钙化联系的关键实验却做得很粗糙。没有使用对照组，而且只有短期暴露在高二氧化碳环境后扫描电镜的观察，而没有长期生物学上的观察。虽然钙化平衡与二氧化碳关系在化学上是众所周知的，但是生物体可能有代偿或适应的方法，还是需要活体实验才能证实海水酸性确实影响生物生存。
Figure 5-3 珊瑚年平均钙化率的变化（相对于1880年）。
虚线为对照实验结果，实线为气候模型模拟结果。绿线为酸化的结果，蓝线为别人的结果，红线为暖化的结果，黑线为综合结果。
而海水酸性的程度，也是一大课题。基本的化学反应是碳酸钙与二氧化碳和水反应，声称碳酸和二阶钙离子。这就造成了碳酸钙的溶解。但是碳酸钙目前在很多地区的海水里是过饱和的。如果二氧化碳增加消耗了碳酸钙的话，会不会引起更多的固态碳酸钙（例如贝类动物的尸体）因为海水中浓度降低而来补充，回复原来的平衡？这个补偿又涉及从海底到海面的输送时间和流量。另一方面，温度的升高也会使得碳酸钙过饱和度增加（有利于钙化）。目前，海水酸化还只是模型的预言。
关于珊瑚，钙化的问题也存在【Kleypas 1999】。大气二氧化碳浓度增高会影响到珊瑚的生长。水溶二氧化碳会降低碳酸钙的饱和度。即使仍然在饱和范围，降低饱和度也会降低珊瑚的钙化速度。这点有比较详尽的实验证明【Leclercq 2002】。
但是也有不同意见。例如，有人提出温度升高会促进珊瑚生长【Lough 2000】。这是根据同种珊瑚在世界各地的生长情况得到的结果。【McNeil 2004】使用修改过的气候模型综合了酸化和暖化的效应，得出总的钙化率变化为增加，如Figure 5-3所示。
值得提出的是，在媒体上通常把珊瑚漂白（bleaching）等同于珊瑚死亡。其实严格说来这是两件不同的事。珊瑚是与某些海藻(algae)共生的。如果海藻死亡了，珊瑚就失去了颜色而被“漂白”。理论上，珊瑚还可以得到（也许是更适合于环境的）新海藻。在实验室里，被人为漂白的珊瑚可以得到新海藻而生存下去。但是在自然界，漂白往往是因为环境的压力，从而和珊瑚死亡联系在一起。所以媒体的说法也没有大错。
5.4 灾难性天气
在媒体和论坛中，有很多人把灾难性天气的出现归于全球变暖。但是要在科学上证明这一点是不容易的。因为灾难性天气包括了很多种类，很多地区和很多季节的现象，要找到一个普适的规律是非常困难的。虽然有些理论（比如海洋温度升高会使得风暴加强），但没有定量结论的话也不能算数。目前，似乎没有足够证据把某一次灾难性天气归因于全球变暖。也没有证据说今年来的灾难性气候比过去更频繁或更严重。
5.5 洋流变化
全球变暖中有种说法，预测冰川融化的淡水流入海中会改变海水盐度从而打乱目前的洋流而引起世界气候剧变。但是没有定量的证据表明在任何可能的未来冰川融化的淡水量会大到这个程度。
5.6 生物多样化
气候变化的一个后果是生物生存的地区会发生变化。例如，气候变暖时，生存地区就会北移（在北半球）。如果某种生物（特别是植物）不能及时适应，就会灭绝。所以全球变暖会带来生物多样性的破坏。这也是一个很难证实的理论，因为每种生物在对环境变化的适应和忍受方面都有不同表现，很难一概而论。例如，有理论说，植物的低温边界是受气温限制的，所以随着暖化，低温边界会扩张。而植物的高温边界是由竞争决定的，而不受限于植物能忍受的温度。所以暖化时，植物可能在高温边界附近受到更激烈的竞争，但不见得马上退出，而是和其他植物共存。所以全球变暖反而会增加生物多样性。
【root 2003】对此作了一个文献调查。他们选取了143篇研究来分析全球变暖对生物圈的影响。值得注意的是，这些个例是从上千篇研究中选取出来的，而选取标准之一就是“显示至少一种生物随时间变化”。因此，这个分析不能作为生物变化的普遍性的根据。在所分析的生物中，许多（正如所料）显示明显的生活地域和生活周期的变化。虽然每个具体品种的变化可能很小而不能与随机涨落分离，但把很多品种集合到一起，就显示出有统计意义的趋势。但是为什么这些变化对于生物多样性来说是负面的？该文仅仅做了猜测（比如食物链会受到干扰），而没有提供证据。
当然，我们完全有理由相信有些生物会因为全球变暖而灭绝。但是大多数生物是会灭绝还是适应？有没有本来趋于灭绝的生物由于全球变暖而得以生存？这些都需要进一步的研究来回答。
5.7 参考文献
【DeLuis 1999】I. De Luis, J. J. Irigoyen, M. Sánchez-Díaz , “Elevated CO2 enhances plant growth in droughted N2-fixing alfalfa without improving water status”, Physiologia Plantarum 107 (1999), 84–89. doi:10.1034/j.1399-3054.1999.100112.x http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1034/j.1399-3054.1999.100112.x
【Feely 2004】Richard A. Feely, Christopher L. Sabine,1 Kitack Lee, Will Berelson, Joanie Kleypas, Victoria J. Fabry, Frank J. Millero, “Impact of Anthropogenic CO2 on the CaCO3 System in the Oceans” Science 305 ( 2004) 362 - 366
DOI: 10.1126/science.1097329 http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/305/5682/362
【Granta 2004】R. F. Granta, B. A. Kimballb, G. W. Wallb, J. M. Triggse, T. J. Brooksf, P. J. Pinter, Jr.b, M. M. Conleyb, M. J. Ottmanc, R. L. Lamorteb, S. W. Leavittc, T. L. Thompsond and A. D. Matthiasd, “ Modeling Elevated Carbon Dioxide Effects on Water Relations, Water Use, and Growth of Irrigated Sorghum” Agron. J. 96 (2004) 1693-1705. http://agron.scijournals.org/cgi/content/abstract/96/6/1693
【Holgate 2007】S. J. Holgate, “On the decadal rates of sea level change during the twentieth century”, EOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 34 (2007), L01602, doi:10.1029/2006GL028492, http://www.agu.org/pubs/crossref/2007/2006GL028492.shtml
【Kleypas 1999】Joan A. Kleypas, Robert W. Buddemeier, David Archer, Jean-Pierre Gattuso, Chris Langdon, Bradley N. Opdyke, “Geochemical Consequences of Increased Atmospheric Carbon Dioxide on Coral Reefs”, Science 284. (1999) 118 – 120 DOI: 10.1126/science.284.5411.118 http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/284/5411/118
【Leclercq 2002】 Nicolas Leclercq; Jean-Pierre Gattuso; Jean Jaubert , “Primary Production, Respiration, and Calcification of a Coral Reef Mesocosm under Increased CO2 Partial Pressure”, Limnology and Oceanography, 47, (2002) 558-564. http://links.jstor.org/sici?sici=0024-3590%28200203%2947%3A2%3C558%3APPRACO%3E2.0.CO%3B2-0
【Lough 2000】J. M. Lough and D. J. Barnes, “Environmental controls on growth of the massive coral Porites”, Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 245, ( 2000), 225-243. http://www.sciencedirect.com/science/article/B6T8F-3YN92RJ-6/2/a481dd35ee646891a865ac642988bad3
【McNeil 2004】Ben I. McNeil, Richard J. Matear, and David J. Barnes, “Coral reef calcification and climate change: The effect of ocean warming” , GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, 31 (2004), L22309, doi:10.1029/2004GL021541, http://www.agu.org/journals/gl/gl0422/2004GL021541/
【Nerem 2006】Robert Steven Nerem, Eric Leuliette and Anny Cazenave, “Present-day sea-level change: A review” Comptes Rendus Geosciences 338 (2006), 1077-1083. (http://www.sciencedirect.com/science/article/B6X1D-4M4KR18-1/2/2921ef8b69b24240690ed17f32b5c3c0)
【Nog-Duc 2005】T Ngo-Duc, K Laval, J Polcher, A Lombard, A . Cazenave， “Effects of land water storage on global mean sea level over the past half century”, Geophys. Res. Lett, 32 (2005) L09704, doi:10.1029/2005GL022719, 2005 http://www.cosis.net/abstracts/EGU05/02483/EGU05-J-02483.pdf
【Orrl 2005】James C. Orr et al, “Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century and its impact on calcifying organisms”, Nature 437 (2005), 681-686 doi:10.1038/nature04095 http://www.nature.com/nature/journal/v437/n7059/pdf/nature04095.pdf
【Overpeck 2006】Overpeck et al., “Paleoclimatic Evidence for Future Ice-Sheet Instability and Rapid Sea-Level Rise”, Science 311. (2006) 1747 – 1750 DOI: 10.1126/science.1115159 http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/311/5768/1747
【Rogmpt 2006】E. Rignot, P. Kanagaratnam, “Changes in the velocity structure of he Greenland ice sheet”, Science 311 (2006) 986 – 990 DOI: 10.1126/science.1121381 http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/311/5763/986
【root 2003】Root TL, Price JT, Hall KR, Schneider SH, Rosenzweig C, Pounds JA., “Fingerprints of global warming on wild animals and plants”, Nature. 2003 Jan 2;421 (2003), 57-60, http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=aph&AN=8818984&site=ehost-live
【Shepherd 2007】Andrew Shepherd, et al. “Recent Sea-Level Contributions of the Antarctic and Greenland Ice Sheets”, Science 315 (2007)， 1529; DOI: 10.1126/science.1136776, http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sci;315/5818/1529
【stefan 2007】stefan “The IPCC Sea Level Numbers”, http://www.realclimate.org/index.php/archives/2007/03/the-ipcc-sea-level-numbers/ 【未经同行评议】
【Zwally 2005】Zwally, H. Jay; Giovinetto, Mario B.; Li, Jun; Cornejo, Helen G.; Beckley, Matthew A.; Brenner, Anita C.; Saba, Jack L.; Yi, Donghui, “Mass changes of the Greenland and Antarctic ice sheets and shelves and contributions to sea-level rise: 1992-2002” Journal of Glaciology, 51 （2005）, 509-527 http://www.ingentaconnect.com/content/igsoc/jog/2005
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