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在法庭上確保氣候正義——氣候建模的進步正在澄清全球變暖的責任

比安卡·諾格雷迪

《自然焦點：氣候變化》

2025年8月20日

秘魯瓦拉斯市居民索爾·盧西亞諾·利烏亞的家鄉正受到一座冰川湖洪水泛濫的威脅。

圖片來源：盧卡·岡薩雷斯/法新社/蓋蒂圖片社

5月28日，聚集在德國哈姆高等地區法院外的人群中，人們的笑容、花束和歡呼聲看起來像是在慶祝一場勝利。事實上，他們剛剛輸掉了一場長達十年的法律斗爭。

2015年，來自秘魯高山小鎮瓦拉茲的登山向導索爾·盧西亞諾·利烏亞起訴德國跨國能源巨頭萊茵集團（RWE）對全球變暖的貢獻，該變暖威脅到利烏亞的家，附近冰川湖的洪水威脅到利烏亞的家。此案在隨后的十年中經歷了無數挫折，但最后一擊出現在5月28日。法院駁回了最新的上訴，稱洪水事件影響利烏亞的家并造成嚴重破壞的可能性太低，無法成為法律干預的理由。

然而，在那個決定性的一天，在法庭外，利烏亞的律師羅達·韋爾海恩興高采烈地對等待的記者宣稱，“我很高興”。她慶祝的原因是法院的判決創造了一個重磅先例：主要溫室氣體排放國可能會根據其對全球排放的貢獻份額，對未來的損害承擔責任。“這一裁決表明，推動氣候的大污染者最終可以對他們造成的傷害承擔法律責任，”利烏亞在一份聲明中說。

倫敦格蘭瑟姆氣候變化與環境研究所的社會人類學家諾亞·沃克-克勞福德最初參與了利烏亞訴萊茵集團案，他說，相關人員從未想過它會走得這么遠，尤其是在科學方面。“當我們開始這個案子時，科學還沒有那么遠，所以在歸因方面我們只有廣泛的洞察力，”他說。

2015 年，氣候歸因科學仍處于起步階段。該領域研究人為引起的氣候變化在多大程度上改變了特定氣候相關事件的可能性或強度。例如，冰川融化引發的洪水、導致數千人死亡的熱浪、摧毀沿海財產的海平面上升或將森林夷為平地的大火。最終，它還提供了一種將離散氣候事件的責任歸咎于單個實體（例如公司或政府）的方法。

隨著利烏亞訴萊茵集團案的進展，歸因科學也在不斷發展。“這個案子最終花了很長時間，以至于科學趕上了，”沃克-克勞福德說。特別是2021 年發表的一項研究調查發現，帕爾卡拉朱冰川的融化和退縮以及利烏亞的家鄉瓦拉斯附近冰川湖爆發洪水的風險增加“完全歸因于”人為引起的全球變暖。

這顛覆了科學和法律。許多從事歸因科學并在法庭上應用的人認為，利烏亞訴萊茵集團案的判決具有里程碑意義，賦予了該領域的法律分量，為科學在法庭上大放異彩打開了大門。

因果關系

2003 年 8 月是歐洲約 500 年來最熱的夏季。熱浪打破了整個歐洲大陸的氣溫記錄，河流干涸，森林大火肆虐，冰川融化，估計有 20,000 人死于與高溫有關的疾病。

一年后，一項研究極其有信心地得出結論，即人為引起的氣候變化至少使發生這種極端熱浪的風險增加了一倍. 該論文被認為是第一篇經過同行評審、發表的極端天氣事件氣候歸因研究。

律師羅達·韋爾海恩（中）對利烏亞訴萊茵集團訴訟的裁決感到滿意。圖片來源：克里斯托弗·諾伊多夫/歐洲新聞圖片社-埃菲社/蓋蒂圖片社

“我們總是試圖回答的首要問題是，人為引起的氣候變化是否以及在多大程度上改變了事件的可能性和強度，”倫敦格蘭瑟姆氣候變化與環境研究所的物理學家弗里德里克·奧托說。

量化極端天氣事件和造成的損害在多大程度上可歸因于人為產生的溫室氣體排放是十分復雜的。它首先模擬了自工業化前時代以來大氣二氧化碳估計增加 50% 的氣候情況，然后將差異與當前氣候模型的數據進行比較。

因此，氣候模型是歸因科學的核心。這些是對地球氣候的計算模擬，將代表物理定律（質量、能量和動量守恒）的數學方程應用于真實的氣候數據。模型使科學家能夠研究在不同時間和空間點塑造氣候和天氣的復雜過程和相互作用，以及變化的影響，例如大氣中一氧化碳的增加。

在氣候模型中，一個特定的方程是關鍵：納維-斯托克斯方程，它描述了作用在流體粒子上的力。“所以你有科里奧利力，你有重力，你有摩擦力，這個方程是每個氣候模型的基礎，”奧托說。

但沒有兩個氣候模型是相同的。“從本質上講，它們都是一樣的，但它們可能具有不同的空間分辨率，”堪培拉澳大利亞國立大學的氣候科學家莎拉·帕金斯-柯克帕特里克說。該決議可以帶來巨大的變化，尤其是在涉及小規模氣象過程時。例如，除非我們使用分辨率小于 4 立方公里的氣候模型，否則我們無法解析云，帕金斯-柯克帕特里克說。“分辨率越精細，我們就越能代表這些重要的過程。”

奧托說，氣候模型在技術上是全球性的，但每個模型都以自己的方式進行改進，以最準確地代表特定地區或氣候過程。“例如，英國氣象局調整了參數，以便該模型能夠很好地反映英國的氣候，而這通常會損害世界其他地方的氣候，”她說。例如，直到幾年前，英國使用的氣候模型還沒有描述印度上空的季風。“這些權衡的模式正在變得更好，它們不再那么令人震驚，”奧托說，盡管低收入和中等收入國家在氣候模型中的代表性仍然不足。

氣候變化

氣候模型隨著更多的數據和更多的計算能力而得到改進，而且這些方法也隨著時間的推移而發展。但奧托說，在她的職業生涯中，最大的進步是在政策方面，而不是技術方面。

當她開始擔任研究員時，大多數氣候建模中心都使外部研究人員難以使用他們的氣候模型數據。但當氣候模型和數據集中可用時，這種情況很快就發生了變化，“你突然擁有了世界上所有的氣候模型”，她說。“當我們開始時，我們使用一兩個我們可以獲得的模型，但現在我們有時會使用多達 70 種不同的模型，這產生了巨大的差異。”

2023 年，野火在阿爾巴尼亞菲爾附近的克拉普斯村迅速蔓延。 圖片來源：阿德南·貝奇/法新社通過蓋蒂圖片社

馬里蘭州巴爾的摩憂思科學家聯盟的環境科學家德爾塔·默納表示，不平等也會影響氣候模型的準確性，因為它們依賴于歷史和當代的天氣數據，而且一些地區的氣象基礎設施資源比其他地區更好。“也存在方法上的差距，特別是在資源貧乏的地區，那里沒有高質量的基線數據，”她說。“沒有這些基線數據，你就無法進行歸因科學，或者你無法以法律問題可能需要的規模進行歸因科學。”

Merner 目前正在開展一個研究項目，使用機器學習為缺乏一致歷史數據的資源貧乏地區創建合成數據集，這可以幫助歸因科學在這些領域的應用。

歸因問責制

自出現以來，氣候歸因科學已擴展并多樣化為多個子領域。

其中最古老的是趨勢歸因，它尋找人類對長期氣候趨勢的影響信號，例如全球平均地表溫度上升與大氣溫室氣體濃度增加之間的聯系。事件歸因分析氣候變化是否使特定的極端事件（例如洪水、風暴或熱浪）更有可能或更強烈地發生。

氣候模型對各種極端事件進行建模的能力各不相同，這使得檢測人為全球變暖的證據變得更容易或更難。“溫度很容易，”澳大利亞墨爾本大學退休的大氣科學家大衛·卡羅利說。“特別是極端溫度和極端溫度頻率的升高；對此的歸因如此之多，以至于現在實際上很難發表一篇關于這方面的論文。其他極端事件，如風暴、氣旋和火災天氣更具挑戰性，要么是因為這些過程在區域規模的氣候模型中沒有得到很好的體現，要么是因為涉及的變量太多。”

來源歸因旨在將影響的責任歸咎于一個來源，例如主要排放者或國家。利烏亞選擇起訴 萊茵集團是因為，在案件發生時，該公司是歐洲最大的溫室氣體排放者，估計自工業時代開始以來，該公司貢獻了全球工業溫室氣體排放量的 0.47%。沃克-克勞福德說，雖然 0.47% 看起來只是一小部分，但它非常重要——法院判決也承認了這一點。

希臘野火的頻率正在增加。圖片來源：阿薩納西奧斯·吉烏馬帕西斯/蓋蒂圖片社