地球氣候正在迅速變化。我們從數十億次觀察中得知這一點，這些觀察記錄在數千篇期刊論文和文本中，每隔幾年總結一下由聯合國政府間專門委員會。這種變化的主要原因是燃燒煤炭、石油和天然氣時釋放的二氧化碳。
國際組織的目標之一巴黎氣候變遷協定與工業化前時期相比，將全球表面平均氣溫升高限制在攝氏2度以內。進一步承諾努力將升溫限制在1.5°C。
本質上，地球已經達到1°C閾值。儘管透過減少二氧化碳排放避免了數百萬噸使用再生能源,提高效率和保護工作，大氣中二氧化碳的增加率仍然處於高位。
關於如何應對氣候變遷的國際計畫的拼湊非常困難，需要數十年的時間才能製定出來。大多數氣候科學家和談判代表對川普總統宣布美國將退出《巴黎協定》感到沮喪。
但拋開政治因素不談，我們已經陷入了多少暖化的境地呢？如果我們現在停止排放溫室氣體，為什麼氣溫還會繼續上升？
碳與氣候基礎知識
大氣中累積的二氧化碳使地球表面絕緣。它就像一條保暖毯，可以保溫。這種能量提高了地球表面的平均溫度，加熱了海洋並融化了極地冰。作為後果，海平面上升和天氣變化。
自 1880 年以來，隨著工業革命，二氧化碳排放量激增，全球平均氣溫上升。借助與相關的內部變化厄爾尼諾天氣模式，我們已經經歷過比平均值高 1.5°C 的月份。
持續溫度超出 1°C 閾值迫在眉睫。過去三十年的每一年比前十年更溫暖，也比整個上世紀更溫暖。
這北極和南極暖化速度更快高於全球平均溫度。兩個地區的冰蓋北極和南極正在融化。北冰洋的冰正在融化，永凍土正在融化。
2017年，發生了令人震驚的事情南極海冰減少，讓人想起2007 年北極地區減少。
陸地和海洋的生態系統正在改變。觀察到的變化與我們對地球能量平衡的理論理解以及用於理解過去變化並幫助我們思考未來的模型模擬是一致的。
踩下氣候煞車
如果我們今天就停止排放二氧化碳，氣候會發生什麼事？我們會回到前輩的氣候嗎？
簡單的答案是否定的。一旦我們釋放了燃燒的化石燃料中儲存的二氧化碳，它就會在大氣、海洋、陸地以及生物圈的動植物中積聚並移動。釋放的二氧化碳將在大氣中保留數千年。
只有幾千年後，當海洋生物的殼沉入海底時，它才會回到岩石，例如透過形成碳酸鈣（石灰石）。但在與人類相關的時間跨度上，二氧化碳一旦釋放就會進入我們的環境中基本上永遠。
它不會消失，除非我們自己將其移除。
如果我們今天停止排放，全球暖化的故事還沒結束。有一個氣溫升高延遲因為大氣吸收了地球累積的所有熱量。大概40多年後科學家假設氣候將穩定在高於前幾代正常溫度的溫度。
因果之間長達數十年的滯後是由於加熱巨大的海洋需要很長時間。地球上增加的二氧化碳所儲存的能量不僅僅是加熱空氣。它能融化冰塊；它加熱海洋。
與空氣相比，水的溫度更難升高；這需要時間——幾十年。然而，一旦海洋溫度升高，它就會將熱量釋放回空氣中，並被測量為表面加熱。
因此，即使碳排放現在完全停止，隨著海洋加熱趕上大氣，地球溫度也會升高。再上升約0.6°C。科學家稱此為持續暖化。冰也會對海洋中不斷增加的熱量做出反應，將繼續融化。
已經有令人信服的證據表明重要的冰川南極西部的冰蓋消失了。冰、水和空氣——二氧化碳在地球上保留的額外熱量影響著它們。已經融化的東西將繼續融化——而且更多的將融化。
生態系統因自然和人為事件而改變。當它們恢復時，它們將處於與它們進化時不同的氣候中。他們恢復的氣候將不穩定；天氣將繼續變暖。不會有新常態，只會有更多變化。
最好的最壞的情況
無論如何，現在不可能停止排放二氧化碳。儘管再生能源取得了重大進展，但能源總需求仍在加速成長二氧化碳排放量增加。
身為氣候與太空科學教授，我教導我的學生他們需要為世界暖化 4°C 做好規劃。國際能源總署 2011 年的一份報告指出，如果我們不偏離目前的道路，那麼我們正在關注地球暖化 6°C。
即使現在《巴黎協定》簽署後，軌跡基本相同。
在碳排放量達到高峰然後下降之前，很難說我們正在走上一條新道路。我們已經看到了大約 1°C 的變暖，觀察到的變化已經令人不安。
我們需要消除二氧化碳排放的原因有很多。氣候正在快速變化；如果這速度放慢，自然和人類就能更容易適應。
變化的總量，包括海平面上升，是有限的。我們距離已知的氣候越遠，模型提供的指導就越不可靠，我們做好準備的可能性就越小。
即使排放量減少，大氣中的二氧化碳也可能會持續增加。地球越溫暖，海洋吸收的二氧化碳就越少。
極地地區氣溫上升使得二氧化碳和甲烷，另一種導致地球暖化的溫室氣體，將從凍結的陸地和海洋水庫中釋放出來，加劇問題。
如果我們今天停止排放，我們就不會回到過去。地球將會變暖。
由於對變暖的反應是透過與相關的回饋更加變暖融化的冰並增加了大氣水蒸氣，我們的工作變成了限制變暖。
如果溫室氣體排放能夠足夠快地消除，在短短幾十年內，氣候變暖就能保持在可控範圍內。它將減緩變化——並讓我們能夠適應。
我們需要考慮最好的未來，而不是試圖恢復過去。
