在法庭上确保气候正义——气候建模的进步正在澄清全球变暖的责任

比安卡·诺格雷迪

《自然焦点：气候变化》

2025年8月20日

秘鲁瓦拉斯市居民索尔·卢西亚诺·利乌亚的家乡正受到一座冰川湖洪水泛滥的威胁。

图片来源：卢卡·冈萨雷斯/法新社/盖蒂图片社

5月28日，聚集在德国哈姆高等地区法院外的人群中，人们的笑容、花束和欢呼声看起来像是在庆祝一场胜利。事实上，他们刚刚输掉了一场长达十年的法律斗争。

2015年，来自秘鲁高山小镇瓦拉兹的登山向导索尔·卢西亚诺·利乌亚起诉德国跨国能源巨头莱茵集团（RWE）对全球变暖的贡献，该变暖威胁到利乌亚的家，附近冰川湖的洪水威胁到利乌亚的家。此案在随后的十年中经历了无数挫折，但最后一击出现在5月28日。法院驳回了最新的上诉，称洪水事件影响利乌亚的家并造成严重破坏的可能性太低，无法成为法律干预的理由。

然而，在那个决定性的一天，在法庭外，利乌亚的律师罗达·韦尔海恩兴高采烈地对等待的记者宣称，“我很高兴”。她庆祝的原因是法院的判决创造了一个重磅先例：主要温室气体排放国可能会根据其对全球排放的贡献份额，对未来的损害承担责任。“这一裁决表明，推动气候的大污染者最终可以对他们造成的伤害承担法律责任，”利乌亚在一份声明中说。

伦敦格兰瑟姆气候变化与环境研究所的社会人类学家诺亚·沃克-克劳福德最初参与了利乌亚诉莱茵集团案，他说，相关人员从未想过它会走得这么远，尤其是在科学方面。“当我们开始这个案子时，科学还没有那么远，所以在归因方面我们只有广泛的洞察力，”他说。

2015 年，气候归因科学仍处于起步阶段。该领域研究人为引起的气候变化在多大程度上改变了特定气候相关事件的可能性或强度。例如，冰川融化引发的洪水、导致数千人死亡的热浪、摧毁沿海财产的海平面上升或将森林夷为平地的大火。最终，它还提供了一种将离散气候事件的责任归咎于单个实体（例如公司或政府）的方法。

随着利乌亚诉莱茵集团案的进展，归因科学也在不断发展。“这个案子最终花了很长时间，以至于科学赶上了，”沃克-克劳福德说。特别是2021 年发表的一项研究调查发现，帕尔卡拉朱冰川的融化和退缩以及利乌亚的家乡瓦拉斯附近冰川湖爆发洪水的风险增加“完全归因于”人为引起的全球变暖。

这颠覆了科学和法律。许多从事归因科学并在法庭上应用的人认为，利乌亚诉莱茵集团案的判决具有里程碑意义，赋予了该领域的法律分量，为科学在法庭上大放异彩打开了大门。

因果关系

2003 年 8 月是欧洲约 500 年来最热的夏季。热浪打破了整个欧洲大陆的气温记录，河流干涸，森林大火肆虐，冰川融化，估计有 20,000 人死于与高温有关的疾病。

一年后，一项研究极其有信心地得出结论，即人为引起的气候变化至少使发生这种极端热浪的风险增加了一倍. 该论文被认为是第一篇经过同行评审、发表的极端天气事件气候归因研究。

律师罗达·韦尔海恩（中）对利乌亚诉莱茵集团诉讼的裁决感到满意。图片来源：克里斯托弗·诺伊多夫/欧洲新闻图片社-埃菲社/盖蒂图片社

“我们总是试图回答的首要问题是，人为引起的气候变化是否以及在多大程度上改变了事件的可能性和强度，”伦敦格兰瑟姆气候变化与环境研究所的物理学家弗里德里克·奥托说。

量化极端天气事件和造成的损害在多大程度上可归因于人为产生的温室气体排放是十分复杂的。它首先模拟了自工业化前时代以来大气二氧化碳估计增加 50% 的气候情况，然后将差异与当前气候模型的数据进行比较。

因此，气候模型是归因科学的核心。这些是对地球气候的计算模拟，将代表物理定律（质量、能量和动量守恒）的数学方程应用于真实的气候数据。模型使科学家能够研究在不同时间和空间点塑造气候和天气的复杂过程和相互作用，以及变化的影响，例如大气中一氧化碳的增加。

在气候模型中，一个特定的方程是关键：纳维-斯托克斯方程，它描述了作用在流体粒子上的力。“所以你有科里奥利力，你有重力，你有摩擦力，这个方程是每个气候模型的基础，”奥托说。

但没有两个气候模型是相同的。“从本质上讲，它们都是一样的，但它们可能具有不同的空间分辨率，”堪培拉澳大利亚国立大学的气候科学家莎拉·帕金斯-柯克帕特里克说。该决议可以带来巨大的变化，尤其是在涉及小规模气象过程时。例如，除非我们使用分辨率小于 4 立方公里的气候模型，否则我们无法解析云，帕金斯-柯克帕特里克说。“分辨率越精细，我们就越能代表这些重要的过程。”

奥托说，气候模型在技术上是全球性的，但每个模型都以自己的方式进行改进，以最准确地代表特定地区或气候过程。“例如，英国气象局调整了参数，以便该模型能够很好地反映英国的气候，而这通常会损害世界其他地方的气候，”她说。例如，直到几年前，英国使用的气候模型还没有描述印度上空的季风。“这些权衡的模式正在变得更好，它们不再那么令人震惊，”奥托说，尽管低收入和中等收入国家在气候模型中的代表性仍然不足。

气候变化

气候模型随着更多的数据和更多的计算能力而得到改进，而且这些方法也随着时间的推移而发展。但奥托说，在她的职业生涯中，最大的进步是在政策方面，而不是技术方面。

当她开始担任研究员时，大多数气候建模中心都使外部研究人员难以使用他们的气候模型数据。但当气候模型和数据集中可用时，这种情况很快就发生了变化，“你突然拥有了世界上所有的气候模型”，她说。“当我们开始时，我们使用一两个我们可以获得的模型，但现在我们有时会使用多达 70 种不同的模型，这产生了巨大的差异。”

2023 年，野火在阿尔巴尼亚菲尔附近的克拉普斯村迅速蔓延。 图片来源：阿德南·贝奇/法新社通过盖蒂图片社

马里兰州巴尔的摩忧思科学家联盟的环境科学家德尔塔·默纳表示，不平等也会影响气候模型的准确性，因为它们依赖于历史和当代的天气数据，而且一些地区的气象基础设施资源比其他地区更好。“也存在方法上的差距，特别是在资源贫乏的地区，那里没有高质量的基线数据，”她说。“没有这些基线数据，你就无法进行归因科学，或者你无法以法律问题可能需要的规模进行归因科学。”

Merner 目前正在开展一个研究项目，使用机器学习为缺乏一致历史数据的资源贫乏地区创建合成数据集，这可以帮助归因科学在这些领域的应用。

归因问责制

自出现以来，气候归因科学已扩展并多样化为多个子领域。

其中最古老的是趋势归因，它寻找人类对长期气候趋势的影响信号，例如全球平均地表温度上升与大气温室气体浓度增加之间的联系。事件归因分析气候变化是否使特定的极端事件（例如洪水、风暴或热浪）更有可能或更强烈地发生。

气候模型对各种极端事件进行建模的能力各不相同，这使得检测人为全球变暖的证据变得更容易或更难。“温度很容易，”澳大利亚墨尔本大学退休的大气科学家大卫·卡罗利说。“特别是极端温度和极端温度频率的升高；对此的归因如此之多，以至于现在实际上很难发表一篇关于这方面的论文。其他极端事件，如风暴、气旋和火灾天气更具挑战性，要么是因为这些过程在区域规模的气候模型中没有得到很好的体现，要么是因为涉及的变量太多。”

来源归因旨在将影响的责任归咎于一个来源，例如主要排放者或国家。利乌亚选择起诉 莱茵集团是因为，在案件发生时，该公司是欧洲最大的温室气体排放者，估计自工业时代开始以来，该公司贡献了全球工业温室气体排放量的 0.47%。沃克-克劳福德说，虽然 0.47% 看起来只是一小部分，但它非常重要——法院判决也承认了这一点。

希腊野火的频率正在增加。图片来源：阿萨纳西奥斯·吉乌马帕西斯/盖蒂图片社