政府間氣候變化專門委員會(IPCC)在早期的「評估報告」(這是一份篇幅龐大、約每八年發布一次的氣候科學彙編)中,曾透過一系列「情境模型」,描繪未來可能的樣貌。這些情境根據政策、科技、能源使用與人口規模等不同假設,最終導向不同的全球升溫幅度。
到了2013年第五份報告發布時,科學家已證實累積二氧化碳排放量與氣溫上升呈高度線性關係。這意味著,所有複雜的氣候變數都能被簡化為一份「碳預算」(carbon budget):若要將升溫幅度限制在特定水準,人類可排放的二氧化碳總量便有上限。舉例而言,若要有50%的機率將暖化控制在較工業化前升溫1.5℃以內,碳預算總額為2.89兆噸。截至2019年,人類活動已累計排放2.39兆噸,剩餘預算僅約0.5兆噸。
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