一、全球气候变暖的争论
气候变暖指全球范围的、长期的气温上升趋势。进入工业社会以来，人类大规模开发利用自然资源，恶化了生态环境，导致资源枯竭，出现了全球气候变暖的趋势。由于焚烧化石能源和砍伐森林，地球大气层中的温室气体含量越来越高，这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，产生温室效应，导致全球气候变暖。
自1861年以来，全球平均地表温度呈现波动上升的趋势。专家估算，近100年来，全球平均气温升高了0.3℃～0.6℃。20世纪增幅最大的两个时期为1910-1945年和1976-2000年。1949-1979年30年长期平均气温比20世纪初全球平均气温高0.25℃，20世纪80年代以后的30年期间，全球气温上升迹象更加明显，除极少数年份外，当年平均气温连续高于长期平均气温。最新研究显示：到21世纪末，地球的平均温度将再上升1.6℃。
气温的上升引起了全球的关注。1988年，联合国环境规划署和世界气象组织共同成立了“政府间气候变化专门委员会”（简称IPCC），集中了全球专家专门研究气候变化及其影响，并分别于1990年、1995年、2001年和2007年发表了四份研究报告，报告明确指出全球变暖的趋势、原因和灾难性后果，为保护环境和推进国际社会在气候方面的工作提供了重要的科学依据。政府间气候变化委员会因其卓越的工作获得2007年诺贝尔和平奖。
目前也有少数专家对全球气候变暖提出了质疑，主要有两种观点。
第一种观点是气温上升是正常的。气候变化是客观规律，是自然现象，是不可避免的，人类活动对气候变化的影响不大。
从大尺度来看，地质学家研究的结果证明地球变冷变暖是交替出现的。地质时期距今22亿年至1万年前，全球各地曾发生过三次大规模冰川期，各冰期之间是间冰期，间冰期时雪线升高、冰川后退，气候显著变暖。各种时间尺度的冰期与间冰期相互交替，气候变化幅度很大。
从较小的尺度来看，人类出现后的200万年，气候也是冷暖交替，不断地变化。从中国有记载的五千年历史看，经历了四个温暖期和四个寒冷期的交替变化。著名学者竺可桢经过长期研究指出：中国近五千年来气候变化中，存在着各种不同时间长度与程度大小的波动，这种波动以冷暖交替及其伴随着的干湿交替出现为主要特征。一段温暖期过后，是一个相对的寒冷期；一段寒冷期过后，是一个相对的温暖期。
从近十年来看，气候也是波动变化的。德国基尔大学莱布尼茨海洋科学研究所的气候专家马杰布·拉夫提和英国哈德利气候变化研究中心，先后得出地球气候在过去10年并没有明显变暖的现象。拉夫提的观测结果显示，地球气温从20世纪70年代至90年代末平均增加了0.7℃，之后进入一个相对稳定的时期。全球平均气温在1998年达到了高峰值后，就再也没有出现新的纪录。
第二种观点是全球变暖是骗局。2009年11月之后国际气候研究领域爆出两起丑闻：“气候门”和“冰川门”，引出了气候变暖是发达国家的惊天骗局的指责。
“气候门”事件是英国东安格利亚大学气候研究中心被指捏造气候变暖数据的丑闻。该气候研究中心成立于l972年，是最早开始研究人为气候变暖的研究所，拥有世界最大的全球气温数据库。该中心的研究也是联合国政府间气候变化专门委员会2007年世界气候报告的重要基础。由此可见，气候研究中心是气候研究领域的权威。2009年11月，气候研究中心遭黑客入侵，研究所在过去10多年里收发的大量电邮和文件被公布在网上。变暖怀疑论者通过这些资料揭发，该中心捏造气候变暖数据和消灭不利气候变暖的证据。该中心的信誉和地位因此遭受严重打击。
“气候门”事件爆发后不到两个星期，气候变化委员会传出“冰川门”事件。联合国政府间气候变化委员会在2007年公布的世界气候报告中说，喜马拉雅冰川将在2035年时完全消失。这个耸人听闻的结论在过去两年多来受到广泛报道和引用。然而，加拿大安大略特伦特大学教授格雷厄姆·科格利指出，世界气候报告是在引述另一份报告的过程中把“2350年”误写成了“2035年”。
反气候变暖人士认为，气候变暖的谎言和碳排放的限制措施是在变相地限制发展中国家的工业化进程，是通过一个人类既不了解亦不可能对其有所影响的气候领域进行变相敛财：利用征收碳税实现一箭双雕，既限制了不发达国家和发展中国家赶上欧美发达国家的可能性，又从中征收巨额财富。
2010年3月10日，联合国秘书长潘基文和政府间气候变化专门委员会主席帕乔里在纽约总部共同向媒体宣布，决定对政府间气候变化专门委员会的工作程序和过程展开独立审核。此次审核工作将由国际科学院理事会独立进行，审核结果直接提交给联合国。潘基文秘书长指出，联合国政府间气候变化专门委员会的第四份评估报告中有关全球气候变暖的主要结论是明确的，目前所发现的少量错误并未改变科学界在气候变化问题上的根本共识，并不能减弱该机构工作所具有的独特的重要性。
二、2℃：最后的安全阀守得住吗
2009年7月8日在意大利山间小镇拉奎拉举行的8国集团峰会上，8国领导人同意，将全球变暖幅度控制在比工业化前高出不超过2℃的水平——这是科学家认为的安全极限，为此8国到2050年之前会将温室气体排放量削减80%。这是首次在重要的国际论坛上正式采纳这样的目标。次日，在“主要经济体能源气候论坛”上，全球变暖幅度不能超过2℃这一观点再次获得了各国领导人的认同，与会17国的碳排放量占全球的80%。
工业革命以来，在人们享受物质财富急速膨胀的同时，气候变化的阴霾已悄然笼罩。20世纪80年代，应对气候变化的紧迫性和重要性开始逐渐被人们正视。但是，气候变化究竟达到哪种程度是危险的，气温升高多少将是自然界的临界值，并不是一个容易确定的问题。
联合国环境规划署的温室气体咨询小组报告指出，2℃是“一个上限，一旦超过就会招致严重破坏生态系统的风险，其恶果将大大增加。”德国联邦议会的研究委员会也试图确定可接受的范围，认为每10年气候变暖超过0.1℃将对森林生态系统非常危险，德国政府的气候变化咨询委员会1995年发现，2℃应该是“可容忍的”气候变暖的上限。
政府间气候变化专门委员会发表的四次关于气候变化问题的评估报告，是对此最权威的鉴定。基于1995年第二次评估报告，欧盟的环境部长在1996年呼吁气候变暖要限制在比工业化前气温高2℃的范围内。10年后，这一立场得到欧盟政府首脑的确认，智利、冰岛、挪威、瑞士以及最不发达国家和小岛屿发展中国家也加入进来，后两个集团的国家进一步主张，要保证他们的安全和生存，2℃都已经太多了。
在总结了130多个国家2500名科学家的研究结论后，2007年的IPCC第四次评估报告警告，多种因素的叠加将使全球变暖很快突破2℃这个临界点：如今全球气温比工业革命前约高0.8℃，同时还在以每10年0.2℃的速度上升，加上大气中现有二氧化碳带来的0.6℃长期变暖效应，还有北冰洋和南极冰原消融将吸收而非反射太阳辐射，这也会导致地球再升温0.3℃。
德国波茨坦气候变化研究所的比尔·哈尔博士说，平均气温升高不能超过2℃，这是生态系统和人类社会生存的底线。到达这个临界点，将是灾难性气候变化的开端。IPCC主席拉金德拉·帕乔里教授说：“当全球平均气温上升的幅度在1℃～2℃之间，很多人遭遇水资源短缺和洪灾的风险将增加。气温升高超过2℃，产生的影响将更大，全球将面临农作物减产、水资源短缺、海平面上升、物种灭绝、疾病增多。”
IPCC第二工作组的第四次评估报告认为，要将全球变暖遏制在2℃以内需要强有力的缓解措施，美国国家航空和宇宙航行局戈达德太空研究所负责人詹姆斯·汉森说，如果人类还想维持一个与文明发展、生物适应的环境相似的星球，那么大气中二氧化碳的浓度必须降低到350ppm左右。而现在的二氧化碳浓度为387ppm，并以每年2ppm的速度上升。帕乔里教授说：“10年前，我们说这些影响将发生在我们的子女和孙子孙女身上。而现在，这已经发生在了我们自己身上。”
IPCC第四次评估报告最具决定性的结论是，数值模拟和归因技术证明，最近50年来大部分全球平均温度的升高很可能是由于过多的人为的温室气体浓度增加导致的。在46亿年的漫漫时空里，地球表面那层薄薄的大气层一直给地球生态系统提供着至关重要的保护，如今却已经在工业革命后200多年的人类活动中空前耗竭。
不知不觉之间，人类的生存和文明已危如累卵，我们人类难道还不该有所警觉吗？
三、气候失调下的极端天气
在参与大气与地表水循环的过程中，水分子从液态到气态，再从气态到液态转换时会吸收或释放大量的能量，规模之大超乎我们的想象。1克水从0℃上升到100℃需要吸收100卡能量，1克100℃的水变成100℃水蒸气需要吸收539卡能量；水蒸气进入大气后又会凝结成雨雪落到地面上，同时释放出同样数量的能量。2005年摧毁了美国新奥尔良城的卡特里娜飓风，它的破坏力就来自水汽凝结释放出来的巨大能量。
如果地表特别是大洋表面温度维持平衡，大气与地表水循环也可以维持基本平衡，进入到大气中的水汽总量及其所携带的总能量也会基本不变，基于水汽的能量转换所引起的天气波动，无论是波动幅度还是持续时间也会总体维持平衡。这样，天气变化就会显得相对和缓，是可以预测的。
但全球变暖打破了这个平衡，使天气变化更剧烈、更富戏剧性。中国气象局局长郑国光说：“全球变暖，引起水分蒸发增加，因而导致极端天气频发。”因为水分蒸发增加使大气中的水汽增多，给大气增加了额外的能量，导致大气环流出现异常。让事情变得更加复杂的是，水汽蒸发量会随着温度升高呈非线性增加，200℃时每立方米空气最多可容纳23克水蒸气；温度上升1℃，可容纳的水蒸气质量会增加6.4%；上升2℃，水蒸气质量会增加13.1%；上升3℃，水蒸气质量会增加20.1%。大气中增加的这些水汽总量，等于增加了同等规模的能量，这会给天气系统乃至气候变化带来较大的扰动也就不难想象了。
这些累积起来的能量会不断释放出来，以巨大的规模在其辐射范围内演变成一股毁灭性的力量。我们可以直接感知到的后果，就是由越来越多的极端天气事件累积起来的大范围的气候失调和疫病蔓延。
我们关于极端天气事件最新最强烈的记忆，或许莫过于2008年初席卷全国的雨雪冰冻灾害了。在春节将至的寒冬季节，一场史上罕见的寒潮突然袭来，让整个中国南部猝不及防，一时间，高速公路被冰封住，电网被冻雨和冰挂压塌，城市断电停热，上亿的春运人潮滞留在南方几个主要车站附近，南方几个省的日常生活和运作几乎都被冻住了。由于冰灾导致电网崩溃，湖南省郴州市全城居民更是在黑暗和寒冷中几乎与世隔绝地生活了十几天。
进入21世纪以来，地球“上火”引起的极端天气事件，其烈度、频度和广度每天都在刷新历史纪录，让过去那些相对稳定的气候变迁显得暗淡失色。印度和南欧创纪录的热浪，斯里兰卡和我国的严重水灾，希腊、澳洲与美国加州恐怖的森林和草原大火，美国频频发生的龙卷风，中国和非洲持续多年的大面积干旱，各地越来越多的暖冬天气，每个事件前面都被媒体加上了“史无前例”这样的定语。
据我国气象局国家气候中心监测，2009年6月27日到7月26日的一个月里，全国有21个省市区152个站点日最高气温达到极端高温事件标准，17个省区71个站点日降水量达到极端强降水事件标准。与去年相比，两种极端事件均出现站点多、范围广、超历史极值的记录多等特点。这些枯燥的数据再清楚不过地揭示出了气候恶化的程度和速度。
世界气象组织警告，如果不降低温室气体排放，地球升温将使剧烈天气现象造成的伤亡同步攀升，人类生活环境将面临一个“巨大的浩劫”，与之相比，目前困扰我们的这些极端天气事件不过是小巫见大巫。
四、气候化学：蝴蝶效应
气象学家洛伦兹1963年提出来的蝴蝶效应，今天人们已经耳熟能详了：一只南美洲亚马孙热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可能在两周后的美国得克萨斯州引起一场龙卷风。对于蝴蝶效应，也许我们更熟悉的还是一个中国化的表述方式：失之毫厘，谬以千里。
气候变化是自然界在人类时代的第一个全球规模的大事件，让这个巨型事件的剧情变得错综复杂的，正是推动全球变暖的各个因素的自我强化和相互增强作用。下面，我们可以看看最明显的几个例子。