主要研究排除了对CO₂的超高和低气候敏感性

然而，气候科学中最重要的数字之一是3摄氏度，这不是关于未来变暖或随之而来的影响的预测。这是关于如果你将大气中的温室气体数量增加一倍，你会变暖多少。这个值可以更笼统地称为“气候敏感度”，它描述了在给定的排放量下，你会变暖多少。如果数量很少，我们可以燃烧大量的化石燃料，而后果最小。如果这个数字非常高，排放就非常危险。

这个数字通常被定义为空气中二氧化碳浓度翻倍，部分原因是二氧化碳的影响是对数的，每翻一番大致相等。对这一数值的计算可以追溯到20世纪初，当时瑞典科学家斯万特·阿雷尼乌斯(Svante Arrhenius)得出了4-6°C范围内的数字。但1979年达到了一个重要的里程碑，当时一群科学家发布了一份气候报告，其中包括了这个数值。科学家们写道，“我们估计二氧化碳翻番的最有可能的全球变暖接近3摄氏度，可能误差为±1.5摄氏度。”

尽管从那时起取得了所有的科学进步，但这个答案(1.5-4.5摄氏度)仍然成立。2007年政府间气候变化专门委员会(IPCC)报告将其略微收紧至2.0-4.5摄氏度，但随后在2013年报告发布之前发布的几项研究造成了混乱，导致回到原来的1.5-4.5摄氏度范围。

缩小这一范围一直是气候科学家的目标，尽管这个问题被证明是顽固的。在一个值得注意的进步中，一个由25名气候科学家组成的小组本周发表了一项研究，提出了一项新的证据综合。他们的结论是，更窄的范围是有必要的。

这25位科学家的总体方法是将三种不同证据的估计结合起来：可以追溯到19世纪的仪器记录，古气候事件，以及对构成地球气候系统的个别过程的研究。如果任何一行证据都可以排除一个数字，那么这个数字也可以被排除在整体答案之外，这可能会削减最终的范围。

这一研究领域的一个怪癖是，必须以令人难以置信的具体方式定义气候敏感性，以便估计是一致的。这不可避免地导致分裂成几个不同的定义，主要基于更改的时间。地球的气候系统有可以驱动温度变化的强迫因素-例如温室气体或阳光的变化-以及放大或抑制这些驱动变化的反馈。这些反馈的范围从几千年来几乎瞬间的变化到缓慢的变化，你必须在某个地方划清界限。

虽然也对较长期的敏感性进行了研究，但重点通常放在一两个世纪内的敏感性上。这就是所谓的“平衡气候敏感性”，它的历史可以追溯到1979年那份具有里程碑意义的报告。在这项新的研究中，研究人员实际上主要是研究这一现象的一个稍微具体的版本-从二氧化碳立即翻两番，然后150年后确定温度的情景中测量-但他们将最终答案转换为均衡的气候敏感性，以便与IPCC的分析和1979年的报告进行适当的比较。在实践中，这些数字之间的差别很小，但嘿，这里的细节很重要。

这个团队从乐器唱片开始，这张唱片可以追溯到19世纪。你可能认为这相当简单：我们知道二氧化碳增加了多少，我们知道温度增加了多少，所以计算一下。但在实践中，会有很大的复杂情况。例如，我们不仅排放了温室气体，而且还排放了反射阳光的气溶胶污染，以影响降温。为了正确处理温室效应，你必须减去这种降温影响的确切贡献，这一点一直很难确定。

还有一个问题是，在这个时间点上，平衡变暖已经实现了多少，这一问题变得复杂起来，因为即使是区域变暖的模式也会影响你的答案。试图解释这一切，他们得到了二氧化碳倍增的中心灵敏度估计为3.8°C，尽管误差条很大，仍有可能高达18°C。

为了研究更深层次的过去，研究小组将重点放在了大约2万年前最后一个冰河时代的冷峰和300万多年前的上新世中期的一段变暖时期。两者都得到了很好的研究，并经常被用来理解地球气候在非常不同的背景下是如何变化的。因为冰芯含有上一次冰河时期的空气样本，所以我们确切地知道当时的二氧化碳含量低了多少。根据当地现有的古气候证据计算全球平均温度就不那么容易了，但研究人员认为，全球平均温度比19世纪低4-6摄氏度。

考虑到过去上新世中期的深度，温度和温室气体浓度的估计都不那么准确。他们的工作情景是比最近的过去高出2-4摄氏度，并且是对综合温室气体的最佳估计。使用较冷和较暖时期的一个原因是，地球对气候的敏感度实际上会随着温度的变化而略有变化，因此冰河时代的世界对二氧化碳的敏感度可能会稍低一些。

结合对每个时间段的估计，他们得到的灵敏度范围是1.5-5°C，再说一次，这听起来与旧的1.5-4.5°C范围相比没有太大的进步。

但最后一条证据可能是近年来科学知识增长最多的地方。研究人员分解了迫使因素，如增加的二氧化碳捕获的能量，以及反馈因素，如云的复杂行为，最终形成对气候系统的总体响应。云尤其重要。例如，与遮荫伞相比，高海拔的细小云层更像是温室气体，而低层蓬松的云层可以将大量入射的阳光反射回太空。

这一类包含了大量细致的科学知识，估计二氧化碳倍增的灵敏度为2.3-4.6°C。

仔细结合所有这些估计得出最终的范围。非常低的灵敏度被云物理以及仪器和古时期的理解所排除。非常高的灵敏度将需要对云层的理解在另一个方向上是错误的，气溶胶的冷却效果比我们想象的要强得多，我们对古气候变化的理解也需要关闭。

因此，平衡气候敏感性的可能范围最终是2.6-4.1摄氏度，最有可能的答案是略高于3摄氏度。(甚至一些替代假设或方法的测试也停留在2.3-4.5°C以内。)。这比以前1.5-4.5摄氏度的范围要窄得多。

值得注意的是，这项研究没有使用气候模型的敏感性作为证据，尽管气候模型肯定被用来帮助分解气候系统的各个方面。最新一代气候模型一直在制造令人不安的平均气候敏感度上升的新闻，上限从上一代的4.7摄氏度增加到5.6摄氏度。但这项研究很好地提醒了为什么气候科学家对那些更敏感的模型是否现实持怀疑态度。

总体而言，在这项合成工作中，有大量细致而挑剔的工作(手稿只有166页)，这是社区协同努力的产物，始于2015年为期一周的研讨会。最广泛的结论是，我们对温室气体排放造成的变暖程度的最好理解似乎很可能是准确的。低于2摄氏度或4.5摄氏度左右的气候敏感度可能会让我们重新考虑我们目前对气候变化的态度，将预期的影响时间表向前或向后移动。但这项研究表明，这两种结果都不太可能。与其担心调整我们的气候行动目标，我们可以只担心实现我们已经相当晚的目标。