1000只小海龟里只有2只雄性,沙滩上到底发生了什么?
中科院格致论道
中国科学院格致论道科学演讲活动,非凡思想的跨界交流
2026-03-04 16:45
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全球气候危机已悄然降临,二氧化碳浓度攀升,极端天气频发,高温、洪涝席卷多地。从大象北迁到绿海龟性别失衡,气候变化正深刻影响着万物生存…

出品:格致论道讲坛

以下内容为中国科学院大气物理研究所研究员魏科演讲实录:

大家好,我是魏科,来自中国科学院大气物理研究所。今天我要跟大家讨论气候科学的支线行动。

所谓支线行动,就是我们在科研之外还需要做一些更多的事情。我们看看支线要做哪些事情。

首先我问大家一个问题:假设气象部门和科研工作者一起紧密合作,在未来某一天能够百分之百准确地预报天气,那我们能不能避免灾害的发生?

大家留着这个问题在报告后面来看。

我之前已经来过格致论道,第一次来是2019年9月,当时是作为演讲者;2020年我又来了一次,来客串主持人。现在6年过去了,大家看看是不是发生了很大的变化,一个年轻的科学家正在变成一个中年大叔。

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▲ 左:2019年9月9日;

右:2020年6月30日

2019年9月的时候,全球的二氧化碳浓度大概是411ppm,而2025年的9月份,全球二氧化碳的浓度已经达到了425ppm,相比增加了14ppm。

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2019年的时候,全球平均的温度比工业革命前升高了大约1.1℃,而去年这个升幅已经达到了1.55℃,升高了接近0.5℃。在地球的历史上,二氧化碳浓度每升高14ppm,温度就增加0.5℃。一般情况下这需要几百年甚至上千年。

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然而我们现在生活在一个迅速变暖的世界,我们正生活在气候危机里,所以我们只花了短短的五六年就改变了整个世界。

已经到来的"气候危机"

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大家最近几年可能在网上看到过一个词,叫做“气候危机纪元时代”。这个词是我发明的,为什么要发明这个词呢?

是因为全球变暖它是一个渐变的过程。对于很多人来说,就像是温水煮青蛙一样感觉不是很明显。但是我们人类还是需要一个起点性的、或者说节点性的事件来告诉大家这件事情已经发生。

所以我发明了一个不怎么科学的一个词汇,叫做“气候危机纪元时代”,我把它的零点标在2020年。从2020年之后我们已经进入危机纪元时代。

有很多朋友说,你这不像是《三体》里面的乱纪元吗?没错,这相当于我们现在已经处于气候乱纪元里面。在乱纪元里面,我们看到的是极端高温。

这是我随便选的2025年夏天里的一天,中央气象台发布高温橙色预警。右边全国的观测站里面高温的排名,前十名的温度都超过42.5℃。

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42.5℃以上的高温天气里,在户外活动很容易中暑,也可能导致热射病,严重的可能还会导致死亡。

除此之外,在气候乱纪元里,其他的灾害也在大幅度地增加。比如说在这一张图里面,2025年6月和7月的降水量图里,但凡颜色稍微深一点的降水增加的区域都出现了洪涝灾害。从南到北,比如说内蒙古巴彦淖尔,内蒙古包头,北京石景山,北京延庆,海边城市大连,甘肃陇南,四川丹巴,成都等。

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2025年贵州的榕江两次遭遇洪水;2025年7月底,北京一场暴雨带走了44个生命。洪涝都造成了非常严重的损失,这就是我们生活的世界。所以再回到我刚刚提问大家的问题,如果我们可以百分之百准确地预报天气,那我们能不能避免这样的灾害发生?

这个问题在过去十几年,尤其是最近几年,我一直在反复问自己。如果我们非常非常努力,我国气象部门能够百分之百预报天气,我们能避免灾害吗?

答案很可能是No。

因为应对灾害,我们还需要有强大的基础设施,需要有非常好的管理能力。我们还必须要有非常强的防灾减灾的意识,包括每个人都要有这种意识。

所以我就开启了我的支线活动,即通过大量的科普活动来提高我们应对气候灾害的能力和意识。这里面就有很多参与各种自媒体的活动,我现在网上还有小几十万的粉丝,大家在网上随便一个平台搜“科学有温度”,大概都能找到我。

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我不仅向公众科普我们现在所处的状态,还参与写书,有一些科普项目和文章。比如我在《人民日报》等发了100多篇科普文章。2024年我还发了一篇文章,就是第三张图,提醒大家今年夏天马上要来了,可能会出现40℃以上的高温,要准备应对。

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这篇文章发了之后两个小时,我的朋友给我发来了右边这个截图,说:“魏老师你现在火了,你已经破圈火了,你现在是全网热搜榜的第一名。”我看了一下,两个小时不到,阅读量接近1000万。再一看,马斯克的绯闻排名第3。我说:“还真是破圈火了。”

但是大家知道,这火的当然不是我,火是因为我们现在确实处于极端高温的世界里,所以需要大家注意。

在这个支线行动里面,我也写了很多的书,参与了一些科普书的翻译。今天要介绍的几个故事,都来自于我最右边的这两套书。

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在这两套书里面,我虚构了一个虚拟的研究中心。这个研究中心叫做:气候变化全球动物交流中心(简写为C3GAI)。来自全球各地的动物给科学家写信,由魏博士,也就是我,给这些动物们回答它们的疑问,给它们回信然后提供帮助。

这个中心目前就我一个人工作,老板兼跑堂的都是我。在这个书里面,首先给大家介绍第一个故事。

离家出走的大象

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2021年的时候,有一群大象“离家出走”。当时很多人觉得哇——好萌啊。这群大象把自己的宝宝夹在中间,无论是路上走的时候还是睡觉的时候都非常可爱。

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▲2021年云南西双版纳15头大象“离家出走”

当时大家就想问:好好的大象不在保护区待着,为什么要“离家出走”?当时很多人猜说这是因为很多人破坏了大象的栖息地,在它的保护区里面种了橡胶树和茶树。还有人种了一种叫砂仁的中药,注意是这两个字:「砂仁」。

还有人说:说反了。不是因为我们破坏大象保护区,而是因为我们国家这些年对生物保护非常好,以至于这个森林保护区里面长满了灌木。大象需要一个稀疏的森林生活,没地方落脚了,所以它们只好离家出走。

还有人说:这是因为地球的磁场发生了紊乱,所以大象只好“离家出走”。也就是它无法找到方向了,随便就出走了。

所以到底是什么原因呢,想不想知道它的答案?我就找了我一些朋友,我们一起来讨论。例如云南大学王海军教授,我一直把他称为研究动物危机的“福尔摩斯”。我就请这位“福尔摩斯”先生研究一下到底是怎么回事。

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最终他的文章发表了。原因很简单:在云南西双版纳地区发生了非常严重的干旱。从底下这张图的曲线上看,2021年的这场干旱,是云南西双版纳地区有记录以来最严重的一场干旱。

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▲干旱指数

新闻记录里面也显示,当年西双版纳地区发布高温橙色预警、干旱橙色预警和森林火线黄色预警,137条河流断流,201座水库干涸。

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面对这样干旱的状况,你要是大象,你该做什么样的选择呢?这群大象选择“离家出走”。

“离家出走”之后,它就进入我们的人类社会。我们人类社会对大象的保护政策是这样的:如果大象跑到你家地里面破坏你家的地,吃你的玉米,那你不要管它,就让它吃。吃完了由国家和当地政府提供补偿。吃了你多少钱赔你多少钱就是,但是一定要避免人和大象发生接触和冲突。因为野生大象有可能会发火。所以这群大象出走之后,就吃得好,喝得好。

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当然了,它们也惹了很多事。踩了别人家的鸡,拱倒了别人家的猪圈,还莫名其妙地把猪揍了一下,然后走得越来越远。

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▲来自《当世界变得不一样》

等象群慢慢地逼近一些大城市,这时候就更危险了。

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▲左:象群行进路线;

右:来自《当世界变得不一样》

比如说有人就看到大象在街道上溜达;还有人推开窗户,院子里面进来一群大象,它们还会钻进屋子里面找好吃的。

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这就很危险。大家想想,如果大象进入到城市里面,几头大象把一个小朋友挤在中间,或者把一个大人,比如把魏老师挤在中间。随后大象发火准备拿脚踩人的时候,警察该怎么做?

按照我们国家的法律,如果人和野生动物发生冲突,采取了其他措施如驱赶等都没有达到结果,当人的生命受到威胁时,警察可以毫不犹豫地击毙野生动物。所以我们不希望这样的事情发生,我们不希望人的生命受到威胁。

所以怎么办呢?当年很多人就开始想方设法把大象引开。所以在大象前行的路口摆上大卡车拦路,只留一条路让它走。

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而在这个路上摆满了大象喜欢吃的东西,玉米,菠萝,想吃多少有多少。就通过这种方式,把大象慢慢地引离了城市。

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到2021年6月的时候,这群大象已经开始往回调头。

这张照片拍摄于2021年的8月8日晚上的8点8分,这群大象跨过了这条河上的这座桥,最终回到了故乡。回到故乡的时候,干旱已经过去,森林一片苍翠。这是一个美好的结局。

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▲回家的“短鼻家族”象群

我找了另外的朋友来研究,想看看大象这次“离家出走”的状况怎么样。这位叫做Ahimsa的教授来自中国科学院西双版纳植物园。

他研究了之后发现,这群大象身体都很健康。吃得好,喝得好,没有出现瘦骨嶙峋的状况。健康的标志是:在路上还生了两个小宝宝,并且成功地把这两个小宝宝带回了它们的保护区。

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这是一个Happy ending(好结局)。但是同时期非洲博茨瓦纳地区的大象可没这么幸运。

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▲ 遥感图中死去的大象

科学家通过遥感图发现了大量的大象死亡,估计有300多头大象死亡。这又是个摆在大家跟前的问题。咱们是不是还需要呼唤“福尔摩斯”先生?“福尔摩斯”先生又跟我们讨论了一下。

首先我们得先排除掉其他可能性。在非洲大象死亡的最大原因是偷猎现象。有些人跑到非洲去非法地打死大象,然后挖下象牙做成所谓的工艺品。

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这在全球都是非法的。但是从大象的尸体来看,不是盗猎行为。首先尸体很完整,没有受伤的痕迹,最重要的是象牙还在。说明不是盗猎行为。

那是因为什么呢?答案藏在这张图里面。

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▲左:爆发蓝藻水华的池塘;

右:显微镜下的蓝藻

大家看一看,大象喝水的池塘的颜色是不是有点不大正常?颜色发绿。这是因为当地发生了非常严重的高温干旱,所以大象喝水的池塘越来越小,水里面的有机质浓度也就越来越高。最终产生了蓝藻水华现象。

蓝藻疯狂生长,蓝藻水华的时候会释放出一种有毒的物质,叫做藻毒素。这是一种神经类的毒素,因为大象喝水喝得最多,所以死亡就非常严重。当然了,除了大象,长颈鹿和斑马也会大量死亡。

这就是气候变化给我们小朋友最喜欢的动物带来的影响。

绿海龟与信天翁的烦恼

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我还收到了绿海龟的来信。

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绿海龟长得很大,100多公斤。绿海龟的妈妈会在一个风高月黑的夜晚,找一块平坦的沙滩,然后刨开沙子把蛋下在里面并埋起来。一个多月之后,绿海龟就孵化出来,争先恐后地跑到海里面去寻找妈妈。

绿海龟妈妈发现情况有点问题。什么问题呢?

绿海龟蛋孵化出的海龟是雌性还是雄性,和孵化沙滩的温度有关系:沙滩的温度越高雌性越多,温度越低雄性越多。而全球正在变暖,其带来的必然结果是雌性可能会非常多。

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事实正是这样的。科学家分析澳大利亚大堡礁北部海滩上的绿海龟的种群,分析之后发现:雌性比例异常偏高。在幼龟,也就是刚刚生下的那些小龟里面,雌性的比例达到99.1%。而稍微大一点的亚成年体,雌性的比例超过99.8%。也就是1000只绿海龟里面998只都是雌性,只有2只雄性。

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那绿海龟妈妈一看全都是女儿,都没儿子了。种群变得严重畸形。最终很有可能对种族的繁衍会造成非常大的影响,所以绿海龟很烦恼。

烦恼的还有信天翁。

信天翁是全球最能飞的鸟类之一,它们是海上非常大型的鸟类,离巢之后几乎一生都不停止飞行。一生飞行的距离相当于从地球到月球好几个来回。信天翁也是世界上最忠贞的鸟类之一,它们一旦结为夫妻,就一辈子几乎不分开。

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但最近信天翁发现,它们的离婚率增加了。正常情况下,黑眉信天翁的离婚率大概只有2%左右。也就是说,100对夫妻里面可能也就离婚两个,离婚率非常低。

但是最近发现,有些年份的离婚率竟然达到7%,比2%增加了好几倍,这是什么原因呢?

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科学家经过分析,发现是因为全球变暖导致海水温度升高。海水温度升高之后,南大洋区域海水的营养物质会受到影响,鱼的种群数量也会受到影响。所以它们找到食物的难度就越来越大。难度大了就吃不饱。

这时候每个信天翁看到对方,都觉得对方像是营养不良、灰头土脸的。并且它们结为夫妻之后,经常因为吃不饱肚子,结果孩子没法孵化出来;或者孵化出来了却没法养大。夫妻一气之下,明年拜拜,明年就不跟你了,换鸟。

连世界上离婚率最低的鸟儿都受到了气候变化的影响,这很严重,它们有很多烦恼。

最近北京也有一些问题。2021年秋天,很多人忽然发现北京的公园和小区里面的树上,多了很多这样的毛毛虫。很多人有密集物恐惧症,很害怕它们。

这个毛毛虫名字叫做美国白蛾。为什么叫这个名字呢?因为它变成成虫之后是一个白颜色的蛾子,另外它是一种入侵物种,原产于美国,所以是美国白蛾。

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被这些毛毛虫疯狂啃食过叶肉之后,叶子就变得枯黄起来,像是经历了一场火灾,我们把它称为“无烟的火灾”。这还没到落叶的时间,很多公园的树叶就变成这样。

为什么会出现这种情况呢?我们找了一些科学家进行分析之后发现,原因也很简单。

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▲2021年9月,降雨量超常年一倍

北京这些年的降水正在增加,尤其是2021年。本该是秋高气爽的季节,但那年的9月里,30天有15天在下雨。虽然园林部门很早就监测到毛毛虫有可能会爆发,但是没有时间喷农药,因为都在下雨,即使是喷了农药之后,雨水也会把农药冲掉,所以不起作用。最终毛毛虫就爆发了。

气候变化,与我们息息相关

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关于北京的降水受气候变化影响会怎么变化,我们单位已经研究了30多年。

30年前我们就指出:受全球变暖的影响,我国南方地区降水有可能会减少,而华北和东北地区的降水很有可能会增加。2025年大家是不是也感觉到雨比较多?网上也有很多公众号的文章和视频在讨论现在降水是不是发生了变化。

回顾30年前的研究,我们发现这个可能正在变成现实。

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虽然30年前我们预测了降水可能会增加,但是过去这30年一直没有观测到证据,尤其是从本世纪初的十几年,降水竟然还在减少。

比如根据左边这张图大家能看到,从1980年到现在,在2000年到二零一几年这段时间,北方的夏季的降水反倒是在降低,干旱比较严重。

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▲华北降水正在发生根本性变化

最近这几年降水确实在发生变化,尤其是2020年以后,北方的降水正在迅速地增加。如果我们把过去10年的降水减去之前10年的降水,就是右边这张图。

大家能看出来,华北、东北降水正在迅速地增加。这种趋势是不是能够印证我们30年前的结论,具体还要等待我们未来的工作,希望下一次能给大家汇报一些我们新的进展。

总之气候变化正在发生,也影响了我们小朋友最喜欢的所有动物。我在这几本书里面介绍了100多种受气候变化影响的动物,它们发生什么故事,大家可以去关注。

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很多人觉得气候变化应该是联合国、各国领导人、跨国企业领导、世界领袖们来关心的事情。没错,他们应该关注。但是我们每一个小朋友,每一个大人,我们人人都可以做一些事情,为全球气候变化的应对做一些贡献。

比如说,最简单的入门级,你随手关灯就可以减少能源的消耗。

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进阶级,洗完澡之后是吹干头发还是晾干头发,能源消耗就不一样;你在学校食堂里面,是每一顿都光盘呢,还是剩下很多食物,你整个食物的能源消耗也不一样。

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达人级别,如果你能够资源回收利用,把你用过的书本分给其他还没有的同学,或者你合理地使用交通工具,多骑车多走路。

最重要的是精明购物,我们的家长们,大家是否能够减少不必要的消费?比如很多人每天有很多的快递,觉得有了快递的生活才是幸福的生活。那我们可能需要反思一下,我们能不能避免冲动地消费。

只有这样我们一起合作起来,才能为拯救世界做出一点贡献。

最后我要提醒大家,我们担心的全球变暖的未来已经到来,现在已经处于气候危机纪元时代。在气候乱纪元里面,希望大家能够凝聚共识,共同行动。

谢谢各位。

“格致论道”,原称“SELF格致论道”,致力于非凡思想的跨界传播,旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展,由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院网络安全与信息化办公室主办,中国科普博览(中国科学院科普云平台)提供技术支持。

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