彼得·斯托特（Peter Stott）是英国气象局哈德利中心（Met Office Hadley Centre）的气候归因科学研究员，也是埃克塞特大学（University of Exeter）的教授。作为联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）历次评估报告的主要作者之一，斯托特处于气候科学研究与全球政策制定的交叉前沿。本书记录了“气候检测与归因科学”（Detection and Attribution）在过去二十五年间的演进历程。斯托特基于气候模型运行结果、全球仪器观测记录、极端天气归因研究以及IPCC的机构评估过程，详细梳理了科学界如何确立人类活动导致全球变暖的证据链。同时，作为亲历者，他记录了化石燃料利益集团资助的“气候否认运动”如何通过政治干预、法律诉讼、窃取邮件以及利用媒体的“虚假平衡”来阻挠科学共识的传播与气候政策的推进。本书的核心问题是：在面临组织化的政治与媒体攻击时，气候归因科学如何确立其证据的稳健性，并最终迫使全球政策制定者接受人类活动正在改变气候的科学事实。
寻找气候指纹：归因科学的物理与模型基础
确立人类活动对气候影响的核心在于区分自然变率与人为强迫。温室效应的物理基础可追溯至19世纪的约瑟夫·傅里叶（Joseph Fourier）、尤尼斯·富特（Eunice Foote）与约翰·廷德尔（John Tyndall），而查尔斯·大卫·基林（Charles David Keeling）自1958年起在夏威夷冒纳罗亚火山的观测证实了大气中二氧化碳浓度的持续上升。然而，直到20世纪90年代，科学界才开始具备从气候系统的自然“噪音”中提取出人类活动“信号”的能力。这一突破始于马克斯·普朗克气象研究所（Max Planck Institute for Meteorology）所长克劳斯·哈塞尔曼（Klaus Hasselmann）开发的信号检测统计技术。
1996年12月，在旧金山举行的美国地球物理联盟（AGU）秋季会议上，归因科学迎来了首次重大公开交锋。气候科学家本·桑特（Ben Santer）在会上展示了温室气体影响气候的独特“指纹”：对流层变暖而平流层变冷。如果全球变暖是由太阳辐射增加引起的，那么大气的这两层都应该变暖；但观测数据显示的垂直温度模式与温室气体增加及臭氧消耗的物理预期完全一致。此外，北半球由于工业气溶胶（空气污染）的反射作用，其变暖幅度略低于南半球。桑特的这一模型结果与气象气球观测数据的比对，构成了1995年IPCC第二次评估报告（AR2）中“证据表明人类对全球气候具有可辨识的影响（discernible human influence）”这一历史性结论的基础。然而，在同一会场，受化石燃料行业资助的帕特里克·迈克尔斯（Patrick J. Michaels）指控桑特为了政治目的篡改了IPCC报告，开启了气候否认阵营对归因科学家的长期人身攻击。
斯托特本人的研究进一步巩固了这一证据基础。在哈德利中心，斯托特使用了当时最先进的HadCM3气候模型。该模型通过提高海洋网格的分辨率，消除了早期模型中维持气候稳定所需的“通量校正”（flux correction）。斯托特运行了包含所有自然因素（太阳活动、火山喷发）和人为因素（温室气体、气溶胶）的“全要素”（all bells and whistles, ABW）模拟，以重现1860年至1999年的全球温度演变。2000年，斯托特在《科学》（Science）杂志上发表了结果：20世纪上半叶的变暖是太阳活动增加、缺乏大型火山喷发以及温室气体初期积累的共同结果；20世纪中期的温度停滞是由于工业气溶胶的冷却效应掩盖了温室效应；而自20世纪70年代以来的快速变暖，仅靠自然因素完全无法解释，温室气体排放是占据主导地位的驱动力。
极端天气的概率归因：从长期趋势到单一事件
在确立了全球平均温度的归因后，科学界面临的下一个挑战是如何解释具体的极端天气事件。长期以来，科学家认为无法将单一的天气事件直接归咎于气候变化，因为天气系统本身具有混沌特性。2003年，牛津大学的迈尔斯·阿伦（Myles Allen）提出了一种基于“归因风险比例”（Fractional Attributable Risk）的新概念，将其比作“加权的骰子”：虽然无法证明某一次掷出六点完全是因为骰子被动了手脚，但可以计算出作弊使得掷出六点的概率增加了多少。
2003年夏季，欧洲遭遇了史无前例的致命热浪，导致超过7万人死亡。斯托特利用阿伦的理论框架，结合极值统计学（extreme value statistics）和HadCM3模型，比较了在包含和不包含人类活动影响的两种模拟情境下，欧洲夏季温度达到2003年极值的概率。2004年，斯托特在《自然》（Nature）杂志上发表了首个针对单一极端天气事件的归因研究，结论指出：人类活动使得类似2003年欧洲热浪发生的风险至少增加了一倍（即人类活动对该事件的发生负有主要责任）。该研究还预测，如果不减少排放，到2040年代，欧洲每两个夏季就会出现一次类似2003年的极端高温。
这一突破将气候变化的威胁从抽象的未来拉到了具体的当下。随着计算能力的提升和方法的成熟，极端天气归因逐渐走向业务化（operational attribution）。2013年1月，澳大利亚塔斯马尼亚州杜纳利（Dunalley）在41.7°C的极端高温和焚风作用下发生毁灭性森林大火。2018年，斯托特团队在几天内计算出人类活动使当年英国夏季热浪的发生概率增加了30倍。2019年6月，法国南部加拉尔格莱蒙蒂厄（Gallargues-le-Montueux）创下45.9°C的历史最高气温，世界天气归因组织（World Weather Attribution）在热浪达到峰值后的96小时内发布报告，指出气候变化使该热浪的发生概率增加了至少5倍。2020年上半年，俄罗斯西伯利亚地区出现持续热浪，北极圈内的上扬斯克（Verkhoyansk）达到38°C，归因研究表明，如果没有温室气体排放，这种极端高温在8万年内才可能发生一次，人类活动使其发生概率增加了600倍以上。
科学评估的制度博弈：IPCC报告的逐字谈判
IPCC的评估报告是全球气候谈判的科学基础，其《决策者摘要》（Summary for Policymakers, SPM）必须在全体会议上由各国政府代表逐行、逐字批准。这一制度设计确保了报告的政治合法性，但也使得科学证据的表述成为激烈的博弈焦点。斯托特详细记录了历次IPCC报告中归因声明的演变及背后的科学与政治角力。
在2001年上海举行的第三次评估报告（AR3）批准会议上，哈德利中心的约翰·米切尔（John Mitchell）提议使用“温室气体的大量（substantial）增加导致了观测到的变暖”。沙特阿拉伯代表团以“substantial”一词无法准确翻译为阿拉伯语为由提出反对，试图淡化结论。最终，科学家利用IPCC的标准化不确定性语言达成妥协，表述为：“过去50年观测到的大部分变暖，可能（likely，即概率大于66%）归因于温室气体浓度的增加。”
在2007年巴黎举行的第四次评估报告（AR4）批准会议上，科学家希望将归因确定性提升至“很可能”（very likely，即概率大于90%）。中国代表团对此提出质疑，认为科学进展不足以支持这一升级。当时的科学不确定性主要来自海洋温度数据：20世纪80年代的海洋观测数据显示出与气候模型不符的异常冷却。斯托特及其同事在评估过程中与海洋学家合作，确认这一异常是由于当时广泛使用的抛弃式深海温度计（XBTs）的下沉速度被错误估计，导致浅层较暖的海水被误记录为深层水温，从而制造了虚假的冷却趋势。此外，斯托特与弗朗西斯·兹维尔斯（Francis Zwiers）利用“变量误差”（Error in Variables, EIV）最优检测方法，进一步量化了温室气体与气溶胶的相对贡献。面对中国代表团的质询，兹维尔斯在会场上详细解释了EIV统计方法的突破。最终，中国代表团接受了“很可能”的表述，但要求添加一条脚注，说明“对剩余不确定性的考虑是基于当前的方法论”。AR4最终确立了“气候系统的变暖是毋庸置疑的（unequivocal）”这一标志性论断。
在2013年斯德哥尔摩举行的第五次评估报告（AR5）批准会议上，归因确定性被进一步提升至“极可能”（extremely likely，即概率大于95%），并增加了“人类对气候系统的影响是明确的（clear）”这一核心声明。此次会议上最具争议的科学突破是关于“累积碳排放与瞬态气候响应”（TCRE）的线性关系。迈尔斯·阿伦等人在2009年发现，全球变暖幅度与历史累积二氧化碳排放总量成正比。瑞士科学家雷托·克努蒂（Reto Knutti）向各国代表解释了这一机制：随着排放增加，海洋吸收碳的比例下降（加速表面变暖），但同时海洋吸收热量的比例上升（减缓表面变暖），这两种效应相互抵消，使得每增加一单位碳排放，就会产生固定的温度增量。
这一线性关系意味着，要将升温限制在特定目标内，人类只能排放固定总量的碳（即碳预算）。报告草案指出，要有66%的概率将升温限制在2°C以内，历史累积排放量必须低于29000亿吨二氧化碳（截至2011年已排放19000亿吨）。美国代表团对此提出强烈反对，指出IPCC的职责是“政策相关而非政策指令”（policy relevant but not policy prescriptive）；给出一个单一的碳预算数字，等同于替政治家决定了人类应承担何种程度的风险（即默认66%的成功率是可接受的政治目标）。为了挽救这一关键结论，克努蒂连夜联系苏黎世实验室的博士后研究员，紧急计算了对应33%和50%概率的碳预算数值。通过提供一系列概率选项，IPCC在不越俎代庖的前提下，成功将碳预算的硬约束写入了最终报告。
有组织的否认运动与政治干预
伴随归因科学发展的，是化石燃料利益集团资助的系统性气候否认运动。全球气候联盟（Global Climate Coalition）、乔治·C·马歇尔研究所（George C. Marshall Institute）、竞争企业研究所（Competitive Enterprise Institute）等游说团体，采用与烟草行业掩盖吸烟危害相同的策略，通过资助少数边缘科学家（即所谓的“气候怀疑论者”），在媒体和政界制造科学界存在巨大分歧的假象。
1997年京都气候大会期间，斯托特遭遇了由统一教（Unification Church）资助的弗雷德·辛格（Fred Singer）。辛格曾试图用火山喷发释放氯气的伪科学理论来否认氟利昂（CFCs）导致南极臭氧层空洞，失败后又转向否认气候变化，指控本·桑特进行“科学清洗”（scientific cleansing）。
2004年7月，英国代表团（包括首席科学顾问大卫·金、约翰·霍顿和斯托特）受邀前往莫斯科俄罗斯科学院进行双边科学交流，却遭遇了一场由普京的高级经济顾问安德烈·伊拉里奥诺夫（Andrei Illarionov）和科学院院士尤里·伊兹雷尔（Yuri Izrael）精心策划的“政治批斗会”。伊拉里奥诺夫将旨在限制排放的《京都议定书》称为“俄罗斯的经济奥斯威辛”，并召集了理查德·林岑（Richard Lindzen）、保罗·赖特（Paul Reiter）、尼尔斯-阿克塞尔·默纳（Nils-Axel Mörner）等全球知名的气候否认者。在会上，赖特将IPCC比作苏联时期迫害遗传学的李森科主义（Lysenkoism）；林岑抛出荒谬的模型，声称气溶胶的3°C冷却效应完全抵消了温室气体的4°C变暖效应；默纳则否认海平面正在上升。
莫斯科会议的焦点是对“曲棍球棍图”（Hockey Stick graph）的攻击。该图由迈克尔·曼恩（Michael Mann）于1998年绘制，显示北半球当前温度是过去一千年来最高的。伊拉里奥诺夫展示了斯蒂芬·麦金太尔（Stephen McIntyre）和罗斯·麦基特里克（Ross McKitrick）的一份图表，试图证明15世纪的“中世纪温暖期”比现在更热。斯托特试图在会上指出麦金太尔等人的分析存在致命缺陷（他们故意忽略了15世纪的关键代理数据），但遭到会议主席伊兹雷尔的粗暴打断和禁言。这种利用政治权力压制科学反驳的策略，旨在为俄罗斯拖延批准《京都议定书》提供借口。
2007年，气候否认运动在英国引发了一场法律诉讼。由采石场老板罗伯特·德沃德（Robert Durward）和“科学联盟”（Scientific Alliance）资助的斯图尔特·迪莫克（Stuart Dimmock），将英国教育大臣告上高等法院，指控政府向学校分发阿尔·戈尔（Al Gore）的纪录片《难以忽视的真相》（An Inconvenient Truth）违反了1996年《教育法》中禁止在学校推广“党派政治观点”的第406和407条。斯托特作为政府的专家证人出庭，反驳了原告专家、澳大利亚气候否认者罗伯特·默林·卡特（Robert Merlin Carter）提出的20项所谓“科学错误”。
卡特声称，冰芯数据显示二氧化碳浓度变化滞后于温度变化，因此二氧化碳不是变暖的原因。斯托特向法庭解释了古气候的反馈机制：在冰期-间冰期循环中，地球轨道变化引发初始温度变化，随后海洋和植被释放或吸收二氧化碳形成正反馈；但在当前的工业化时代，人类排放的二氧化碳是驱动变暖的初始强迫力。卡特还声称格陵兰和西南极冰盖融化导致海平面上升20英尺是“幻想”，预测下个世纪海平面只会上升2英寸。斯托特引用IPCC AR4的数据指出，如果目前的变暖持续数千年，格陵兰冰盖的完全融化确实会导致7米的海平面上升。法官伯顿（Mr Justice Burton）最终裁定，该电影对气候变化原因和影响的表述“大体准确”，但为了符合《教育法》的平衡要求，政府必须提供配套的指导说明，以补充电影中关于卡特里娜飓风、北极熊溺水等事件的科学语境（即这些事件是气候变化影响的有效例证，即使当时尚无法将单一事件完全归因于排放）。
“气候门”事件与媒体的虚假平衡
2009年11月，在决定全球减排目标的哥本哈根气候大会（COP15）召开前三周，东安格利亚大学（UEA）气候研究所（CRU）的服务器遭到黑客攻击，所长菲尔·琼斯（Phil Jones）等人的数千封电子邮件被窃取并发布在气候否认博客（如Watts Up With That?）上。这场被称为“气候门”（Climategate）的事件，是气候否认阵营最具破坏性的一次舆论操作。
否认者断章取义地提取了邮件中的几个词组来指控科学家造假。最著名的是琼斯在1999年的一封邮件中提到使用“自然杂志的技巧（the Nature trick）”来“掩盖下降（hide the decline）”。斯托特在书中澄清了这一表述的真实科学语境：“掩盖下降”绝不是指掩盖全球温度的下降，而是指“树木年轮分歧问题”（divergence problem）。自1960年左右起，由于干旱或气溶胶污染等未知原因，高纬度地区的树木生长放缓，导致树木年轮宽度显示出虚假的“冷却”趋势，而同期的温度计观测数据明确显示温度在快速上升。在为世界气象组织（WMO）制作1999年封面图表时，琼斯截断了1960年之后不可靠的树木年轮数据，并拼接了准确的仪器观测数据（即迈克尔·曼恩在《自然》杂志上使用过的“技巧”），以避免误导公众。
另一封被曲解的邮件来自美国国家大气研究中心的凯文·特伦伯斯（Kevin Trenberth），他写道：“我们无法解释目前的缺乏变暖，这真是一场悲剧（travesty）。”否认者声称这证明了全球变暖已经停止；而实际上，特伦伯斯是在抱怨当时深海观测网络的不足，导致科学家无法精确追踪气候系统中不断积累的热量去向。
在全球变暖政策基金会（由前财政大臣尼格尔·劳森创立）等机构的推波助澜下，“气候门”在媒体上引发了轩然大波。为了反击，斯托特所在的英国气象局迅速采取行动，致信全球气象机构获取授权，公布了构成HadCRUT全球温度记录的原始气象站数据和代码，证明了变暖趋势的真实性。随后，包括缪尔·罗素（Muir Russell）调查委员会、英国下议院科学与技术委员会在内的多项独立调查，均彻底洗清了琼斯和CRU科学家的学术不端嫌疑。由科赫基金会（Koch Foundation）资助的理查德·穆勒（Richard Muller）领导的BEST独立研究，也得出了与CRU完全一致的变暖结论。
然而，“气候门”暴露了新闻媒体在科学报道中的“虚假平衡”（false balance）问题。为了追求表面上的客观中立，媒体经常将代表压倒性科学共识的气候科学家与缺乏专业背景的气候否认者放在同等地位进行辩论。2013年IPCC AR5发布当天，BBC第四电台的《World at One》节目在采访斯托特之前，竟然先播出了气候否认者罗伯特·默林·卡特的采访，卡特在节目中将IPCC的结论称为“骗人的科学（hocus-pocus science）”。这种虚假平衡严重误导了公众对气候危机紧迫性的认知。
政策谈判、公民参与与未来展望
科学证据的积累最终推动了国际气候政策的演进。1997年的《京都议定书》确立了排放交易（Emissions Trading）、联合履约（Joint Implementation）和清洁发展机制（Clean Development Mechanism），但仅要求发达国家减排。2009年的哥本哈根大会因发达国家与发展中国家之间的信任破裂而以失败告终。直到2015年，全球才达成《巴黎协定》，承诺将全球平均气温升幅控制在工业化前水平的2°C以内，并努力限制在1.5°C以内，同时建立了每五年一次的“全球盘点”（global stocktake）棘轮机制以提高减排雄心。
2018年，IPCC发布了《1.5°C特别报告》，明确指出要实现1.5°C的目标，全球二氧化碳排放量必须在2030年前减半，并在2050年达到净零排放（net zero）。这一基于累积碳排放物理规律的冷酷数学现实，极大地激发了全球公民的危机感。格蕾塔·通贝里（Greta Thunberg）发起的“星期五为了未来”学校罢课运动，将气候变化重新推向了全球政治议程的中心。
斯托特特别强调了公民参与在打破政治僵局中的力量。2017年9月，斯托特受邀向爱尔兰“公民大会”（Citizens' Assembly）提供专家证词。这个由99名随机抽取的普通公民组成的代表性群体，在听取了关于极端天气归因、碳预算和减排路径的科学证据后，展现出了惊人的政策决断力：100%的成员投票支持国家在气候减缓方面发挥领导作用，80%支持对碳密集型活动征收更高的税，89%支持对农业温室气体排放征税。这证明，当公众获得准确、未经过滤的科学信息时，他们完全有能力理解气候危机的严重性，并愿意支持激进的经济与社会转型。
在英国，依据2008年《气候变化法案》，政府在气候变化委员会的科学指导下，于2019年正式立法确立了2050年净零排放目标。媒体环境也发生了根本性转变，BBC发布了内部指导方针以杜绝气候报道中的虚假平衡，并播出了大卫·爱登堡（David Attenborough）主持的《气候变化：事实》（Climate Change - The Facts）等具有广泛影响力的纪录片。微软、BP等大型企业也开始承诺遵循基于科学的减排目标。