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?今年入夏以來，我國高溫日數(shù)多、覆蓋范圍廣、多地最高氣溫破歷史極值。中央氣象臺高溫預(yù)警已經(jīng)連發(fā)23天，其中12天為高溫橙色預(yù)警。12日18時，中央氣象臺更是發(fā)布了今年首個高溫紅色預(yù)警，這也是高溫預(yù)警的最高級別。四川東部、重慶西南部和北部、陜西東南部等地氣溫41至43℃，湖北竹山局地達(dá)到44.3℃。

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連日的高溫，為人們的工作出行帶來了諸多不便，工廠工人的熱射病事故頻發(fā)，連許多小動物都紛紛中暑昏厥……這樣的氣候變化，到底與什么有關(guān)？人類有解決這一問題的辦法嗎？

文 | 袁越

?1859年，當(dāng)一位名叫約翰·丁達(dá)爾（John Tyndall）的英國科學(xué)家通過實驗證明二氧化碳具有吸收紅外輻射的能力，人類才明白，自己曾經(jīng)有多幸運(yùn)。原來，此前有人通過計算發(fā)現(xiàn)，來自太陽的輻射只能讓地表溫度維持在零下20℃左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到如今的平均14℃的水平。后者使得海洋得以保持液態(tài)，這才能夠孕育生命。否則的話，地球就成了一個大冰球，人類是無法生存的。
 

《夏洛特?zé)馈穭≌?/span>

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?最先試圖解釋這一悖論的是著名的法國應(yīng)用數(shù)學(xué)家讓-巴普蒂斯·傅里葉（Jean-Baptiste Fourier）。他于1827年撰寫了一篇論文，首次提出地球大氣層很可能是一個巨大的溫室，否則的話地表溫度不可能有現(xiàn)在這么高。

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?我們平時所說的溫室是用玻璃或者透明的塑料薄膜當(dāng)天棚，這樣既可以讓陽光照進(jìn)來，棚內(nèi)的熱空氣又散不出去。大氣層外當(dāng)然不可能有這樣的物理阻隔，但地球表面在被太陽光加熱后會向外釋放紅外輻射，如果能擋住這部分能量，不讓它釋放到外太空去，就能為地球大氣層加溫?？煽諝獾闹饕煞值?dú)夂脱鯕舛疾荒芪占t外輻射，水蒸氣倒是可以吸收一部分，但總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，不足以解釋地表溫度的變化。

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《地球脈動》劇照

?丁達(dá)爾首次正確地指出地球溫室效應(yīng)的真正原因是二氧化碳，他甚至猜測地球歷史上出現(xiàn)過很多次的冰河期就是二氧化碳濃度降低所導(dǎo)致的。雖然這個觀點(diǎn)現(xiàn)在看來并不全對，但他的方向是正確的。

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?1881年，一位名叫塞繆爾·蘭利（Samuel Langley）的美國科學(xué)家發(fā)明了輻射熱測量儀（Bolometer），并通過測量不同高度的月亮所發(fā)射的輻射強(qiáng)度，推算出了地球大氣層吸收紅外輻射的能力。這個結(jié)果啟發(fā)了一位名叫斯萬特·阿倫尼烏斯（Svante Arrhenius）的瑞典科學(xué)家，他通過計算發(fā)現(xiàn)，如果大氣二氧化碳濃度增加一倍的話，地表溫度將上升5～6℃。

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?這個推算結(jié)果要比現(xiàn)在學(xué)術(shù)界公認(rèn)的值高一些，但這是人類第一次意識到工業(yè)革命燒掉的化石能源有可能會導(dǎo)致地球升溫，具有劃時代的意義。不過，有三件事阻礙了當(dāng)時的人們立即開始減排行動，它們都和當(dāng)年的科學(xué)發(fā)展水平太低有關(guān)。

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圖｜pexels

?第一，當(dāng)年的科學(xué)家們并不確定化石能源的燃燒是否一定會增加大氣二氧化碳濃度，會不會有某個未知因素抵消了這種影響，比如植物光合作用的增強(qiáng)？這個問題是被一個名叫查爾斯·基林（Charles Keeling）的美國科學(xué)家解決的，他發(fā)明了精確測量大氣二氧化碳濃度的方法，并于1958年在位于夏威夷的莫納·魯阿天文臺（Mauna Loa Observatory）設(shè)立觀測站，開始測量大氣二氧化碳濃度。雖然基林于2005年去世，但這項測量一直沒有中斷。測量結(jié)果證明大氣二氧化碳濃度確實一直在增加，并從1958年剛開始測時的313ppm（百萬分之一）上升到21年205月份的419.13ppm，這是地球最近這400多萬年來的最高值。

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?要知道，1850年的二氧化碳濃度平均值僅為280ppm，這說明工業(yè)革命在短短的170年時間里就把大氣二氧化碳濃度升高了將近50%，距離阿倫尼烏斯的預(yù)言已經(jīng)不遠(yuǎn)了。事實上，根據(jù)美國海洋及大氣管理局（NOAA）估計，400萬年前的地球大氣二氧化碳濃度和現(xiàn)在差不多，而那時的地球表面溫度比現(xiàn)在高3.9℃，海平面比現(xiàn)在高24米。

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?第二，當(dāng)年的科學(xué)家們也不敢肯定二氧化碳濃度的增加是否一定會導(dǎo)致氣溫升高，會不會有什么大家不知道的負(fù)反饋機(jī)制抵消了溫室效應(yīng)的影響？這個疑團(tuán)最終是被美國科學(xué)家詹姆斯·漢森（James Hansen）解決的，他是美國航空航天局（NASA）的一個氣候研究小組的負(fù)責(zé)人。這個小組利用NASA強(qiáng)大的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，對地球氣候歷史進(jìn)行了歸納匯總，于1981年發(fā)布了一份權(quán)威報告，指出地球表面溫度雖然在過去的100多年里有升有降，但總的趨勢是上升的。如果把溫度變化趨勢做成一張圖的話，其形狀很像一根放倒的冰球桿，前面幾百年總體上是平直的，但從1970年開始有了明顯的上升。

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圖｜pixabay

?漢森的報告極具前瞻性，因為地球表面溫度從1980年開始便以每10年0.18℃左右的增幅持續(xù)上升，年2020的地表溫度已經(jīng)比工業(yè)時代之前的平均值上升了1.19℃。

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?1988年6月23日，漢森在美國參議院聽證會上做了一次報告，提醒政治家們注意全球變暖現(xiàn)象。這次聽證會具有里程碑式的意義，受到觸動最大的反而不是美國政客，而是當(dāng)時的英國首相撒切爾夫人。她閱讀了漢森的報告后非常激動，立刻在英國皇家學(xué)會（相當(dāng)于英國科學(xué)院）發(fā)表演講，責(zé)成英國科學(xué)家注意這一問題。幾天之后，英國外交部向聯(lián)大提交了一份報告，建議聯(lián)合國常任理事國組成專家委員會討論這件事。1992年，聯(lián)合國在里約熱內(nèi)盧召開會議，通過了“聯(lián)合國氣候變化框架公約”（UNFCCC），正式向全球變暖宣戰(zhàn)。

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?第三，當(dāng)年的氣候科學(xué)家大都來自相對寒冷的北歐和北美，他們當(dāng)中的很多人甚至覺得氣溫升高是件好事。不過，隨著研究的深入，大家逐漸意識到二氧化碳濃度的增加絕不僅僅只是升高氣溫那么簡單，而是會讓地球氣候變得更加極端，比如極熱極冷天氣出現(xiàn)得愈發(fā)頻繁，以及臺風(fēng)強(qiáng)度的增加等等。北歐甚至?xí)兊酶?，因為北極氣候的改變有可能會導(dǎo)致墨西哥灣暖流變?nèi)酰笳哒潜睔W地區(qū)之所以比地球上同緯度的其他地區(qū)偏暖的原因所在。于是UNFCCC修改了措辭，把全球變暖改為氣候變化，以修正人們對這一環(huán)境危機(jī)的認(rèn)知。

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《藍(lán)色星球》劇照

?事實上，這次二氧化碳危機(jī)甚至不全是氣候問題，還涉及海平面上升和海水酸化等次生災(zāi)害。前者來自于海水受熱膨脹以及冰川融化，從1993年開始便一直以每年3.4毫米的速度在上升。后者則是二氧化碳溶于海水之后必然導(dǎo)致的結(jié)果，自工業(yè)革命以來地球表層海水的酸度已經(jīng)增加了30%。有人曾經(jīng)提出通過向高空釋放氣溶膠反射太陽光來為地球降溫的措施，但這一措施只能解決溫度問題，卻無法拯救海洋動物，它們會因為海水酸化而無法合成碳酸骨骼或者貝殼。

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?隨著上述這三個關(guān)鍵問題的解決，全球主流科學(xué)界對于氣候變化的危害終于達(dá)成共識，質(zhì)疑的人已經(jīng)非常少了。但仍然有不少政治家和普通民眾不相信這一點(diǎn)，覺得地球歷史上經(jīng)歷過好多次氣候變化，最終都挺過來了，所以人類不必?fù)?dān)心。這個前提當(dāng)然沒錯，但歷史上發(fā)生的氣候變化都是以萬年計的，時間尺度相當(dāng)大，而人類活動導(dǎo)致的氣候變化速度驚人，是以百年甚至十年為單位的，大部分生物難以適應(yīng)如此劇烈的變化，將會導(dǎo)致大量物種滅絕，人類肯定會受影響。

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