地球系统模型应模拟人类适应气候变化

　　目前的地球气候模型抓住了地球的自然和生物物理过程，但现在的地球已进入了一种新状态：人类正在调整适应并改变着环境。因此，地球系统模型必须要能模拟人与环境之间的主要反馈，依据简单的经济叙述来预测未来气候是不切实际的。

　　面对干旱和海平面上升，人们会改变自身行为。在一个日益变暖的世界，社会之间有很大不同。人们将会迁移到资源更多的地方，或待在原地变得更加贫困。人口增长、城市化、人口流动、战争冲突都给全球气温的上升加入了一系列复杂反应。

　　这些事件是怎样发展的？哪种反应影响最大？英国爱丁堡大学数量地球观察教授保罗·帕默和微软计算科学实验室生态学家马修·史密斯在最近的《自然》杂志网站上提出，我们不能再忽视全球变暖和人类反应之间的反馈信号了。构建地球系统模型还要考虑人类-气候动力学。如果遗漏了人类行为，就像设计一座桥梁而不考虑它上面的交通情况。

　　 模拟决策

　　要模拟气候变化的社会-经济学反应，有两个主要的科学挑战：第一是描述人类怎样做决策，第二是描述人类与地球系统中自然要素之间的关系。

　　决策论大体是讲个人或群体，怎样依据价值、意愿、健康及其它不确定因素理性地做出选择。价值判断或许基于年龄、财富、教育、性别、文化和宗教信仰等因素而有所不同。比如当一个地方平均气温升高后，是迁往他方还是留守故乡？选择会受到干旱、火灾或洪水的影响，而结果可能关乎生死。

　　要理解其背后的模式，需要大范围统计人群的行为。不同背景的人对极端天气有怎样的反应？比如遭遇严重干旱时，沙哈拉以南非洲和南澳大利亚的人们会有哪些不同表现？人们会怎样做决策———低收入家庭和中等收入家庭有什么不同等等。

　　 评价影响

　　利用现有数据库可做出一些统计，如联合国汇编的健康和教育数据或国家进行的统计调查。利用社会媒体和移动电话的全球定位系统（GPS）信息，可以衡量社会与自然流动性。据2008年的一项研究发现，半年内10万移动电话用户的旅行距离并非随机变化，而是能用一个简单的函数来很好地描述。

　　研究历史能告诉我们未来。如公元640年到1200年间的秘鲁城市化，人们在沿海峡谷和安第斯山高地之间迁移。历史气候记录和从当地人骨髓中提取的线粒体DNA测序表明，沿海干旱和巨大洪水把人们赶到了山地。还有其他报告称，自1950年以来，经历了气候变化的群体之间发生冲突的可能性更高。

　　要找出人们对哪种风险反应最强烈、采取什么反应，还要更多调查和纵向研究。一项1991—2012年的巴基斯坦农民迁移意向调查显示，极端炎热会影响人们的选择，而洪水不会，主要原因是洪水会带来更多财政补偿。

　　此外还必须找到能用来测评大众行为的可靠指标。比如收入是迁移速度、冲突和再生产的一个强预报指标，但要预测这些行为只看收入是不够的。

　　而且，个体不总是作出理性或独立的决策。人们通常靠简单法则来做判断，如假设别人比自己知道得更多而随从大众标准。亲戚朋友也可能摇摆不定，新闻消息、网络和社会媒体共享信息资源也会形成影响。个体也可能在短时间内独立而理性地作出决策，但可能随着气候变化，而在长期内损害整体利益，比如个体在不知道未来是否发生极端降雨的情况下，选择不买洪灾保险。

　　因此，有必要理解个体决策是怎样通过网络形成宏观行为的。对于构建模型者来说，难题之一是找到在社会组成中，哪个部分（政府、党派、宗族、俱乐部还是邻居）造成的影响最大，还要考虑宗教信仰的差异。

　　多种建模技术是必不可少的，其中一种是代理法（agent-basedapproach）。“代理”是代表个体的数字，用个体的特征属性，如年龄来编码。结果取决于所选择的特征变量，所以要确保所选变量能反映真实的生活情况。比如局部变暖地区发生了战争，这并非是对热的反应，也可能是由于作物歉收、外来人口涌入而使当地的经济条件下降。

　　 建立数据库

　　研究人员还指出，要模拟人类对气候变化的反应有三个主要方面：跨学科研究、恰当的计算与概念框架、更好的数据。

　　通过实际交流和虚拟中心，有利于自然科学家与社会科学家之间的合作。比如英国的艾萨克·牛顿数学研究所这样的核心机构，把数学家集合在一起来解决其他多领域的问题，可以集中力量开发人类-气候人口-模型技术。

　　此外，科学家还需要新的数据库，并结合现有数据联系环境变化来做决策。收集数据的主体包括社会媒体、调查机构和GPS等，还需要对数据进行分析整合，这是对计算机科学家的一个挑战。与个体有关的大部分数据，如社交网络结构、运动方式等，将来自商业或私人渠道，因此在商业、政府和学术机构之间合理配置审批权限是必要的。

　　最终我们将建立一个国际性的数据收集网络，包括公私部门和志愿机构。除了进行全球森林或生物多样性普查，还应该定期评估人类面对气候变化做出的改变。