全球暖化大騙局？

前兩天看了Channel 4拍的紀錄片“The Great Global Warming Swindle”（全球暖化大騙局，以下簡稱GS）。這部片子的主要目的在於反駁「人類活動造成全球暖化」的論點，認為全球暖化的主要原因是因為太陽活動，與人類行為無關；GS的論點很顯然和去年被好萊塢捧上天的“An Inconvenient Truth”（不願面對的真相）有所扞格，連GS自己一開始都說，該片的目的就是要對Al Gore以及“An Inconvenient Truth”做出回應。

在繼續講下去之前，我想先整理一下雙方論點的異同之處。基本上，大氣中的二氧化碳濃度和全球平均溫度呈正相關這件事情是大家都能夠接受的；問題在於，是二氧化碳濃度上升導致氣溫上升（因此全球暖化肇因於人類活動），還是氣溫上升導致二氧化碳濃度上升（因此全球暖化與人類活動無關）？大部份的環保人士傾向第一種解釋，認為人類活動產生了大量的二氧化碳、造成溫室效應，所以全球氣溫直線上升；GS則認為，全球氣溫上升是太陽活動的結果，並且由於氣溫上升使得二氧化碳在水中的溶解度降低，大量本來溶於海水中的二氧化碳進入大氣層，才使得大氣中的二氧化碳濃度增加。Al Gore在“An Inconvenient Truth”中引用了南極冰層的鑽探結果，發現各個年代大氣中的二氧化碳濃度確實和氣溫有高度相關性，而GS則懷疑這樣的論述，認為Al Gore對於數據的解釋有問題，因為雖然二氧化碳濃度和氣溫有高度相關性，這兩者的時間落差卻有800年之久：氣溫與二氧化碳的交互影響不是即時的，是先有氣溫上升，800年之後才有二氧化碳濃度上升。根據這個結果，GS認為人類活動造成全球暖化的論述不成立，「即使現在的人類活動會造成全球暖化，效果也要800年後才會出現，所以現在的全球暖化跟現在的人類活動無關」。

從邏輯的角度來說，我覺得雙方的論點都是很站不住腳的。支持人類活動導致全球暖化的人舉出了一大堆數字，都只能證明大氣中二氧化碳濃度和全球氣溫的「相關性」，而不能證明人類活動確實「導致」了全球暖化。一來，兩個變數具有高度相關性並不代表這兩個變數有因果關係；二來，這個論述根本就用錯了變數：要證明人類活動導致全球暖化，應該用人類活動所直接或間接產生的二氧化碳當作變數，而不是直接把大氣中的二氧化碳濃度抓來用。GS也相當程度地攻擊了這一點，他們認為，改變二氧化碳濃度的原因很多，包括火山活動、二氧化碳在水中溶解度的改變、其他動植物的呼吸作用、以及人類活動等等，因此，把大氣中增加的二氧化碳全部歸因於人類活動似乎略嫌草率。然而，GS的論述也沒有高明到哪裡去，由於GS的主旨是對於Al Gore以及“The Inconvenient Truth”做出反駁，因此整個論述比較偏於被動，他們只是一個一個反駁Al Gore的說法，卻沒有提出一套夠完整、夠全面的論點。該片最大的缺點在於，反駁完人類活動造成全球暖化的論點以後，在探討其他可能變因之前就直接做出「太陽活動造成全球暖化」的假設；當然，GS也引用了一些資料作為支持，但是這樣的邏輯跳躍，從客觀的角度看來似乎有預設立場之嫌。簡單地說，如果要我對這兩部片子做出評價，我會說，這兩部片子都很有說服力，但是卻都是預設立場的作品：這兩部片子的目的都不在於探討什麼造成了全球暖化，而是一口咬定了全球暖化的成因之後，才去找資料來支持自己的說法。結果就是公說公有理婆說婆有理，雙方各自找對自己有利的證據，卻缺乏實際的論辯。

因此我就想，既然兩邊的論述我都不能接受，那幹嘛不自己去找答案？

我畢竟不是個氣象學家，所以我不可能自成一家地提出一套解釋全球暖化的理論；不過我學過不少計量經濟學，所以或許我可以花點時間研究一下全球氣溫和二氧化碳濃度的資料。前面已經說過，支持人類活動導致全球暖化的一派論述有個盲點，就是把相關性和因果性混淆了，因此，我也許可以從這兩個時間序列的因果關係開始找答案？

我在網路上找到了1950年到2001年，一共52年間每年大氣中二氧化碳濃度和全球平均氣溫的資料。根據「人類活動導致全球暖化」學派的說法，由於人類活動所導致的全球暖化在1980年代初期起才開始惡化，不過，為了取得比較高的統計解釋力，我還是把這52年的資料一起拿來用；更何況，如果人類活動真的導致全球暖化，那麼這個事實應該不管在什麼時候都成立才對，沒有理由認為1980年以前的人類活動跟全球氣溫無關。初步的回歸分析顯示：
1) 大氣中的二氧化碳濃度和全球平均氣溫呈高度正相關，相關係數是0.826；
2) 二氧化碳濃度每增加1%，全球氣溫會增加0.2%、或攝氏0.03度。

看起來很嚇人對不對？但是問題來了：這樣的數據不能證明二氧化碳濃度上升會「導致」氣溫上升（更不能證明人類活動導致全球暖化），因為其中的因果關係可能是反過來的，或者，這兩者根本沒有關係，只是剛好回歸係數顯著而已。

我進一步去測試這兩個時間序列的可能因果關係。因果關係成立的一個必要條件是時間發生的先後順序：如果二氧化碳濃度增加會導致氣溫上升，那麼就時間上就要先有二氧化碳濃度增加、才有氣溫上升；反之亦然。在時間序列分析上這叫做Granger Causality，簡單地講，如果今年以前的二氧化碳濃度會影響今年的氣溫，那麼二氧化碳濃度就有可能導致氣溫上升；如果今年以前的二氧化碳濃度根本和今年的氣溫無關，那麼二氧化碳跟氣溫的因果關係就不存在。要注意的是，由於時間先後只是因果關係的必要條件、不是充分條件，所以如果Granger Causality不成立，則兩個時間序列不具有因果關係，但是就算Granger Causality成立，兩個時間序列仍然不一定具有實際上的因果關係。白話一點的解釋就是，如果一顆蘋果先從樹上掉下來然後砸到我的腦袋，那我的腦袋就會痛（Granger Causality成立，實質的因果關係也存在）；如果一顆蘋果從樹上掉下來而我的頭痛，這不能證明我的腦袋一定被蘋果砸到，可能是真的被蘋果砸到了、也可能是附近的小朋友丟球K到我的頭（Granger Causality成立，但是實質因果關係不一定成立）；如果我先覺得頭痛、才看到蘋果從樹上掉下來，那可以證明我的頭痛絕對不是因為被蘋果砸到而起（Granger Causality不成立、實質因果關係也一定不成立）。

好，那麼統計結果怎麼說？

初步的分析結果並不能確認單向的Granger Causality，而且，數據顯示二氧化碳濃度與全球均溫互有影響。其中，當年度的全球均溫很明顯和前一年大氣中的二氧化碳濃度相關，而當年度大氣中的二氧化碳濃度則與兩年前的全球氣溫相關。如果考慮兩個以上自變數的聯檢定，那麼當年度的全球均溫與一年前、兩年前、三年前、以及四年前的二氧化碳濃度有關，而當年度的二氧化碳濃度則和兩年前、三年前、四年前、以及五年前的全球均溫有關。這個分析顯然不能得到清楚的結論，因此有必要更仔細去了解全球均溫與二氧化碳濃度的互動關係。由於我的資料中氣溫以及二氧化碳濃度都有一個正向的時間趨勢，所以Granger Causality可能只是反應這個正向時間趨勢而已。（白話一點的說法就是樹上一直有蘋果咚咚咚掉下來、我的頭也一直嗡嗡作響，Granger Causality可以顯示這兩者的高度相關性，但是依舊不能證明因果關係。）如果兩個時間序列被類似的趨勢所影響，那麼回歸分析顯現出來的相關性就叫做spurious correlation（似是而非的相關性），顧名思義，看起來有關但是實際上一點關係都沒有。

要分析spurious correlation的統計技術比較複雜，牽涉到Unit Root與Augmented Dickey-Fuller Test。我不做詳細的解釋，但是簡單來說這都是檢定兩個時間序列當中是否存在單一個共變因子。如果兩個時間序列沒有共變因素，那麼Granger Causality的可信度就比較高（因為兩個時間序列彼此獨立演進卻又相關）；如果兩者具有共變因素，那麼Granger Causality就只是反映出那個共變因素而已，不能證明兩個時間序列是互有影響還是誰可能影響了誰。這部份的數據分析就有一點點悲觀了：結果顯示，全球氣溫與二氧化碳濃度有著很強烈的共變(cointegrated)關係，兩者之間的相關性幾乎是由相同的時間趨勢所主宰，也就是說，比較保守的統計結論是：不是氣溫上升導致二氧化碳濃度增加、也不是二氧化碳濃度增加導致氣溫上升，只是兩者剛好一起隨時間遞增而已。

會得到這樣的結論是我之前沒有預期到的，剛開始想要分析這些數據的時候，我以為會得到比較明確的結果，要嘛二氧化碳影響氣溫、要嘛氣溫影響二氧化碳，結果居然只是這兩者剛好有著共同的時間趨勢而已。不過，這樣的數據分析並不表示人為造成全球暖化的理論被推翻，因為我的分析有一些限制：第一，我只有52年的資料，如果有更多資料，也許可以把時間趨勢這個變因剔除掉；第二，我只考慮二氧化碳濃度以及氣溫這兩個變數，沒有控制其他可能會影響氣溫或者二氧化碳濃度的變數（根據GS的說法，這包括長期氣候趨勢、太陽活動、火山爆發頻率等等）；第三，把一整年全球各地的氣溫以及二氧化碳濃度變化分別濃縮成一個變數，可能有過度簡化之虞；第四，溫室效應與全球暖化在全球各地的效果可能不盡相同，只看平均數的話可能會忽略某些重要資訊；第五，之前已經提過，「人類活動所產生的二氧化碳」會是一個比「大氣中的二氧化碳濃度」更適合的變數。整體來說，我的分析結果充其量只能解釋為「過去50年的資料無法證明全球暖化是由於二氧化碳濃度上升所導致」而已，並不能證明「全球暖化與人類活動無關」。要得到更進一步的推論，就得先克服上述的研究限制。

所以，全球暖化究竟是不是一個騙局？我不知道。GS在片中大膽斷言，全球暖化是科學家以及替代能源業者所捏造出來的，只要打著「全球暖化」的大旗，就有源源不斷的研究經費以及商機。這樣的說法或許過於偏激，但是科學家確實還不能提出人類活動直接導致全球暖化的論證。我並不是反對環保：環境保護還是該做的、減少二氧化碳的排放量也已經刻不容緩；但是這些環保措施跟「對抗全球暖化」是兩回事情：不論全球暖化是人為因素還是自然現象，人類都應該降低本身行為對地球的衝擊。如果全球暖化確實是人類行為所導致，那人類確實更該克制自己對環境的衝擊；就算全球暖化是自然現象，也不表示人類可以無條件地污染環境。我只是很好奇全球暖化的實際成因到底是什麼而已，而這跟要不要注重環保是不相關的兩件事情。

Advertisement