全球变暖真的很严重吗？
先说答案：我们不知道我们会遇到什么情况所以以很严重的态度对待为妥！
这要看你怎么理解。全球变暖的严重程度有至少两个指标，绝对温度增幅和温度增长速率。
之前我回答这个问题的时候认识不足，后来查阅了有关资料才知道问题。古新世始新世极热事件之前的1000万年内地球表面平均气温的确是上升了3摄氏度，但是在这之前地球表面平均气温比1850至1900年的平均水平高9摄氏度，之后极热事件使其又上升了3摄氏度达到了比上述的平均水平高15摄氏度。如下图：
而根据IPCC的预测，CO₂大气累计排放量在人类完全不限制排放的情况下会在2300年达到PETM前的水平，地球表面平均温度会达到11摄氏度。
由此我们讲，实际上触发甲烷水合物的正反馈机制所需的临界气温要比之前我想像的高很多，且根据气象学家的模拟，在8摄氏度的高温下地球的宜居地区反而会更多，但是这里的预报模型考虑的因素过少可能无法作为论据。如下图：
这里还要说的是，人类历史上的地球表面平均气温并没有某些人想象的那么高，如图所示：
但是如果考虑温度增长速率就不乐观了。过去的地质年代无论是绝对值还是变化幅度现在都比不了，但是温度的变化速率是很慢的，即使是现在的全新世变化速率在近代之前最快也不过平均每年1/2000摄氏度。但是现在的变化速率却差不多平均每年1/40摄氏度，快了近50倍！这种升温速率也太快了吧！当然也不能排除在地质历史上的那些气候事件中变化速率更快。比如有研究认为在PETM时期全球平均气温升高5至8摄氏度只用了13年，即平均每年5/13摄氏度至8/13摄氏度。如图所示：
但是也有研究认为这项研究的实验数据无法证明结论。如图所示：
这么快的变化速率生态系统有时间适应吗？
所以全球变暖到底有多严重，相信你已经有答案了。
补充：另外还有一个因素需要考虑，在PETM期间地球的海陆分布和洋流分布模式与现在大相径庭，尤其是当时没有巴拿马地峡，在300万年前巴拿马地峡正式形成时造就了北大西洋暖流，使得全球气温随着地球自转倾角的变化而剧烈变化直到今天（也远没有现在这么剧烈）。甚至（个人猜测）在3000万年前地球的剧烈降温也是由巴拿马海岭隆起阻止了深海水通过巴拿马海峡导致全球热盐环流分布模式变化造成的。而现在的这种“对环境变化更敏感”的海陆分布和洋流分布模式下碰上了地质史上十分罕见的急速升温，这种情况下全球的气候模式、降水模式和土壤水分分布可能会出现十分不利的情况，而全球生态系统会发生怎样的变化是很难预测的。根据IPCC的预测，全球温度上升1ºC、2ºC、4ºC时全球温度、降水概率、土壤水分的变化分布如下图：
可以看出在升温4ºC的情况下，全球降水概率和土壤水分乍一看是大幅增加的，但是其实是相对1850—1950年当地平均水平的变化比例，因此可以看到现在的很多宜居区域会变得干旱，水少了30%到40%。如果升温8ºC乃至12ºC、15ºC就不好说了，我还没有查到关于如此高温下权威的气候预测资料，谁有的话可以在评论区里补充，谢谢！
借此说一下全球变暖是怎么影响当代全球气候的。不少人对全球变暖的理解还只是全球平均气温上升，很多人可能知道全球变暖是气候变化的元凶，但是对具体怎么影响的缺乏认识，今天我带你粗略地认识一下。
声明：下面的证明仅仅是对气象系统在时间尺度上的定性分析，如果想进行严谨的分析需要对气象系统在时间和空间两个尺度上作定量分析，为此不仅需要海量的数据和算力，还至少需要考虑生态系统、地球化学和海洋动力学三个方面的影响，而这三个方面会导致气象系统极其复杂的蝴蝶效应，使得对气候长期前景的预测极端困难，以下证明仅仅是为了让人们粗略地认识全球变暖影响气候的机理，如果有问题欢迎专业人士批评指正！
下面的微分方程组是动力气象学中闭合条件下的大气动力学方程组：
\begin{cases}\frac{dV}{dt}=g-\frac{1}{\rho}▽\bullet p-2\Omega\times V+F\\\frac{d\rho}{dt}+\rho(▽\bullet V)=0\\p=\rho RT\\C_{p}\frac{dT}{dt}-\frac{1}{\rho}\frac{dp}{dt}=Q\\\frac{d}{dt}(\frac{\rho_{w}}{\rho})=\frac{S}{\rho}\end{cases}
其中： \frac{dp}{dt}=\frac{\partial p}{\partial t}+(V\bullet▽)\bullet p
我们先看第四个方程（即热力学方程），方程中 C_{p} 为定压比热容， \frac{dT}{dt} 为温度随时间的变化速度，Q 为单位体积空气的非绝热加热率，指对空气不在绝热条件下单位时间内吸收的热量，显然我们能得到：
\frac{dQ}{dt}\approx C_{p}\frac{d}{dt}(\frac{dT}{dt})
而非绝热加热率 Q 包括地表感温、地表潜热释放和地表长波净辐射三类的和。地表感温与地表的比热容和吸收来自太阳辐射的效率有关，冰面最不容易加热空气，其次是森林绿地，再次是海平面，裸露的岩石沙漠最容易加热空气。地表潜热释放是指地表水汽凝结释放的热量。地表长波净辐射是指地面以长波辐射的方式将地面的热量释放出来，所谓温室效应就是指大气中的温室气体增加大气对地表长波辐射的吸收效率，相当于给地球加了一层保温罩。由于大气层会向太空散发热量，由此可知：
Q>C_{p}\frac{dT}{dt}
将第四个方程变形：
-\frac{1}{\rho}\frac{dp}{dt}=Q-C_{p}\frac{dT}{dt}
由上面两个式子可知方程右边为正，且当非绝热加热率 Q 增大时方程右边也增大，则气压梯度力也随 Q 的增大而增大，即：
(-\frac{1}{\rho}\frac{dp}{dt})\uparrow=Q\uparrow-C_{p}\frac{dT}{dt}\uparrow
而方程左边密度 \rho 为正，所以 \frac{dp}{dt} 为负且不断减少，也就是说大气压力不断减小，这就是为什么信风会不断减弱。
由前面那个式子可知大气压的散度 ▽\bullet p 也为负且会不断减小（因为空气流速 V 不会减少否则与第一个方程相矛盾），将其代入第一个方程可知气压梯度力 -\frac{1}{\rho}▽\bullet p 为正且不断增大，即：
\frac{dV}{dt}\uparrow=g+(-\frac{1}{\rho}▽\bullet p)\uparrow-2\Omega\times V\uparrow+F
而如果微分迭代方程每次迭代的值更大，方程输出值就会更加趋于极端值且趋于混乱，而且对初值的敏感性更高即更难预测。
大气压的散度 ▽\bullet p 越小而大气压也越小也说明空气的流向越趋于极端（即强对流天气），而空气流速 V 越大其旋度 ▽\times V 就越大，如果认为空气的体积元不随时间改变位置的话，那么需将体积元的各物理量看作不随位置而随时间改变的物理量（欧拉观点），而旋度越大说明空气越来越容易形成气旋且气旋储存的能量越大。这正好与前面空气的流向越趋于极端相符合。
我们再来看一般的温度升高对气候的影响。
我们来看第三个方程，当温度 T 升高大气压 p 下降时，空气密度 \rho 下降，即：
p\downarrow=\rho\downarrow RT\uparrow
将密度 \rho 代入第二个方程，由于密度的变化率 \frac{d\rho}{dt} 一定是负数，所以空气流速的散度 ▽\bullet V 增大且为正，而散度增大且为正说明空气的流向越来越倾向于从中心向外膨胀，如果膨胀的是冷气团就是寒潮，如果膨胀的是暖气团就是热浪。而潜热释放和温度升高会使大气中水蒸气的出入量 S 增大，这会导致大范围的降水，虽然水蒸气也是温室气体，但是水蒸气会凝结，因此一般不考虑其对气候的影响。
而第一个方程中随着 V 的增大，地转偏向力造成的旋度 2\Omega\times V 会变大，这意味着台风和各种风暴的威力会越来越大，但是这同时又使得迭代的进程减缓，因此系统会达到新的稳定状态，你可以理解为风暴释放能量降低了天气系统的熵。
我们再看第五个方程，可以看到随着温度 T 升高，空气密度 \rho 减少，水汽流量 S 和大气湿度变化率 \frac{d}{dt}(\frac{\rho_{w}}{\rho}) 会更大，这就是说水汽会越来越充沛，天气系统偏向暖湿化，即：
\frac{d}{dt}(\frac{\rho_{w}}{\rho})\uparrow=\frac{S}{\rho}\uparrow
所以，如果温度高但是增长的速率很慢，气候就会向着整体高温多雨的方向转变，干旱的地方无法居住，但是高温多雨的地区会越来越多且寒冷地区会减少，天气虽然更热但是基本趋于稳定，5500万年前的古新世始新世极热事件就是这样。
前提是建立在非绝热加热率的变化率不大的情况下！
现在我们来看非绝热加热率 Q 的变化率 \frac{dQ}{dt} 对气候的影响。
我们将第四个方程对于时间 t 求导，得：
\frac{d}{dt}(-\frac{1}{\rho}\frac{dp}{dt})=\frac{dQ}{dt}
可以看出，如果 \frac{dQ}{dt} 越大，则方程左边的变化率增长的越快，相应气压梯度力的变化率增长的也越快，即：
\frac{d}{dt}(-\frac{1}{\rho}\frac{dp}{dt})\uparrow=\frac{dQ}{dt}\uparrow
将第一个方程对于时间 t 求导（注：重力加速度 g 和摩擦力 F 为常数），得：
\frac{d^{2}V}{dt^{2}}\uparrow=\frac{d}{dt}(-\frac{1}{\rho}▽\bullet p)\uparrow-2\frac{d}{dt}(\Omega\times V)\uparrow
则方程会在更短的时间内达到平衡且最终的空气流速 V 会大很多，这也就意味着天气系统会非常极端、混乱和难以预测。
我们再把第二个方程对于时间 t 求导，得：
\frac{d}{dt}(-\frac{d\rho}{dt})=\frac{d\rho}{dt}(▽\bullet V)+\rho\frac{d}{dt}(▽\bullet V)
当气温加速升高时，方程左边为正且越来越大，而密度的变化率 \frac{d\rho}{dt} 为负且越来越小，密度 \rho 越来越小，则空气流速的散度的变化率 \frac{d}{dt}(▽\bullet V) 必须为正且越来越大，相应空气流速的散度 ▽\bullet V 也越来越大，即：
\frac{d}{dt}(-\frac{d\rho}{dt})\uparrow=\frac{d\rho}{dt}\downarrow(▽\bullet V)\uparrow+\rho\downarrow\frac{d}{dt}(▽\bullet V)\uparrow
这也就是说，散度大于0的气团会越来越多，散度小于0的气团会越来越少，且这种变化的速度会越来越快。就是说以后寒潮和热浪会越来越多越来越严重且发展的速度也越来越快高温热浪会随着温度升高取代寒潮成为主流天气。
将第五个方程对于时间 t 求导，得：
\frac{d^{2}}{dt^{2}}(\frac{\rho_{w}}{\rho})\uparrow=\frac{d}{dt}(\frac{S}{\rho})\uparrow
可见水汽流量 S 和大气湿度变化率 \frac{d}{dt}(\frac{\rho_{w}}{\rho}) 都会急剧增加，反映在天气系统上就是降水在时间和空间上分布极不均匀，一旦形成降雨会伴随极端强对流天气。
将第四个方程对于时间 t 求二阶导数，得：
\frac{d^{2}}{dt^{2}}(-\frac{1}{\rho}\frac{dp}{dt})=\frac{d^{2}Q}{dt^{2}}
我们知道，温度想要进一步提高增长速率是很难的，所以 Q 的二阶导数一般为负，这说明在温度较低时温度增速对天气系统的影响更大，在温度较高时反而更小，即：
\frac{d^{2}}{dt^{2}}(-\frac{1}{\rho}\frac{dp}{dt})\downarrow=\frac{d^{2}Q}{dt^{2}}\downarrow
而一旦 Q 的二阶导数为正，则天气系统会向极端混乱和难以预测急速发展直到这种趋势被破坏为止，这种情况就是一般所说的“气候临界点”，诚然这种情况发生的可能性较小（因为自然碳源受温度影响排放更多碳的响应时间比之前预计长的多），但是 Q 的增长率很高就足以让人类喝一壶的了。
综上所述，在全球气温在偏低的情况下升温速度太快会使天气系统很快处于紊乱状态（俗称“淬火天气”），而这种情况下大部分地区会逐渐荒漠化，因为平时蒸发量大而降水过于集中于某时段很难存住水。
为此，我们需要立即采取以下行动：
一、尽快减少温室气体的排放量
不仅仅是遏制排放势头，还要降低排放量。因为非绝热加热率 Q 还与地表感温有关，冰川融化和土地荒漠化会提高地表对空气的加热率。现在还觉得两极冰川融化与各位没有关系吗？
二、尽快提高森林覆盖面积，减少森林火灾的危害
植树造林不仅可以提高大自然对温室气体的回收率，而且可以减少地表对空气的加热率，防控森林火灾还可以减少自然碳源的温室气体排放。
三、尽快修建更多的水库，完善水利系统
未来的降雨会愈发极端，而且在时间和空间上分布得愈发不均匀，需要提高利用水的能力，防止频繁的旱灾和洪灾对人类生产生活的冲击。
即使上述措施都做到了，由于水蒸气的作用，天气系统仍需要很长一段时间才能恢复稳定，但是至少我们决不能再让它继续恶化下去了，否则真就是自寻死路！
