地球的氣候危機四伏已久，到20世紀晚期，科學家已基本達成共識

小媛談歷史10:52

引言

地球的氣候極其複雜，涉及與太陽、大氣、海洋、岩石圈、土壤圈和陸生生物界之間的微妙而未能被充分理解的關系。但是，在20世紀，尤其從20世紀50年代後期開始，關於地球氣候的知識迅猛發展。地球的氣候危機四伏已久，前景不妙，到20世紀晚期，科學家對此已基本達成共識。當然，正是這種觀點認為人類自工業革命開始以來的活動改變了氣候並且開始導致地球升溫。

這個問題主要集中於人類對地球碳循環的干擾上，當然，它被貼上了各式各樣的標簽，像是“增強了溫室效應”“全球變暖”，或“人為氣候變化”。通過燃燒化石燃料和排放二氧化碳及其他氣體，人類正在提高大氣中強效吸熱氣體的濃度。科學家擔心，如果對這些趨勢放任不管，可能會給世界氣候帶來潛在的災難性後果。有關該主題的研究數量越來越多，質量也越來越高，並且新的技術確保了地球氣候監控水平得以提高，因此，這些預測變得愈發令人驚駭。

然而，科學家所認為的需要做什麼才能避免災難是一回事，全球氣候變化政治的現實又是另外一回事，這二者之間橫亙著巨大的鴻溝。截至2015年，越來越多的有力證據表明，地球的氣候及其許多生態系統的運行，已然由於二氧化碳水平的升高而開始做出相應的改變。氣候和工業革命：這個星球上的氣候既不會冰冷刺骨也不會熾熱炎炎，是因為地球有大氣層提供保證。

用高度簡練的話來說，就是幾乎1/3的太陽輻射被立即反射回太空。到達地球的2/3多一點兒的太陽入射輻射被地表、海洋或大氣吸收，並被轉化為紅外能（熱量），還要向四面八方進行再輻射。有好幾種溫室氣體，它們吸收了大部分的紅外（或長波）能量。自然產生的溫室氣體包括水蒸氣、甲烷、二氧化碳和一氧化二氮。還有幾種不屬於自然產生，但是由人類創造的溫室氣體。

其中最重要的氯氟烴，是最先於20世紀20年代在實驗室中被發明出來的。每一種氣體捕捉不同波長的能量，而且每一種氣體都具有不同的特性，例如它們在大氣中的吸收能力和持續時間都有所不同。此外，每一種氣體在大氣中是以不同濃度存在的，並且每種氣體的濃度隨著地質年代的不同而差異很大。在工業革命興起之初，自然產生的濃度是：甲烷，約0.7ppm ；二氧化碳，280ppm；一氧化二氮，288ppb。從那時起，每一種溫室氣體的濃度均有所上升。

大氣氣體濃度並非氣候的唯一決定因素。其他因素影響著到達地表的太陽輻射總量以及被吸收和被反射的總量。在地球內部和地球表面發生的變化對於氣候也具有一種影響。這些反過來能夠與溫室氣體的濃度發生複雜的相互作用。太陽本身的輸出量可能會有變化，這影響了到達地球的太陽輻射總量。影響氣候的其他因素還有地球繞軸自轉和繞日公轉軌道的輕微擺動。

這些擺動被稱為米蘭科維奇循環，億萬年來一直存在並且協助塑造了地球冰期的出現時機。到達地表的太陽輻射總量也受到氣溶膠的影響，氣溶膠是阻擋入射輻射的大氣顆粒物。火山噴發可以影響全球氣溫。火山噴發的灰燼和煙塵可以到達平流層並且環繞地球，使氣溶膠的總量有所增加。如果規模足夠大，就算是暫時的，一次火山噴發足以使全球氣溫下降，直到雨水將大氣中的顆粒物滌蕩一清為止。

世界歷史上有案可查的幾次規模最大的火山噴發就是以這種方式產生了重大的短期溫度效應，像是1783年（冰島）拉基火山噴發、1815年坦博拉火山噴發和1883年喀拉喀托火山噴發（後兩次都發生在印度尼西亞）之後的情況一樣。盡管比起從前，全新世的氣候（約略始於1.2萬年以前）更加穩定，但它還是具有明顯的波動。全新世早期的氣溫比起之前冰期的整個低穀期的氣溫差不多要溫暖5°C。

在全新世裏，最高點出現在8000~5000年前，當時的最高（最北端）緯度地區的氣溫高出全新世平均溫度3°C之多。在較為晚近的歷史時期，也發生了自然的溫度變化。從公元1100年到公元1300年，歐洲經歷了一段溫暖的天氣，這被稱為中世紀的氣候異常期，隨後而來的則是小冰期，它大約從1350年一直持續到1850年，氣溫比當前的平均氣溫幾乎低了1°C。

有關人為造成的氣候變化的憂慮，主要集中於工業時代的人類對自然的碳循環所施加的干擾上面。世界上儲存的碳在岩石圈、土壤圈、生物圈、大氣和海洋之間循環。然而，自從工業革命以來，人類的活動已經改變了碳在這些圈層中的分布。人類用比自然發生的速度更快的速度將碳從地球移走並置於大氣圈中，這一事實本質上引發了氣候變化問題。人類也造成了其他含碳溫室氣體濃度的增高。甲烷（CH4），也被稱為天然氣，燃燒時變成二氧化碳和水。

然而，甲烷的主要問題源於它被直接釋放到大氣中。以每個分子來計算，甲烷的吸熱本領比二氧化碳要強得多。人類有兩種基本方式來增加大氣層中的碳。第一種，森林砍伐讓碳得以釋放，經由燃燒或腐爛的木材以及來自剛剛暴露的富含碳元素的土壤。森林砍伐是一個古老的現象，但是，全球層面的森林砍伐的最大一次加速卻是從1945年才開始的。反之，成長的森林吸收大氣中的碳。

因此，通過森林砍伐向大氣中添加的碳的總量一直是淨數值，實際上是森林砍伐減去植樹造林的結果。目前，森林砍伐的淨值與其他土地利用的變化，向大氣中增加了約15%的人為造成的碳排放量（截至2015年）。第二種，也是更加重要的，化石燃料的燃燒釋放出碳。人類已經把（以煤、石油和天然氣的形式）儲存在岩石圈中的碳轉移到了大氣圈，並且由此使其進入了海洋。

那麼，考慮一下經由化石燃料的燃燒釋放到大氣圈中的碳的總量。在工業革命開始以前的1750年，人類每年以這種方式可能向大氣中釋放了300萬噸的碳。在一個世紀後的1850年，這一數字約為5000萬噸。又經過了一個世紀，到第二次世界大戰結束之時，它已經增加了20倍多，達到約12億噸。接著，在1945年以後，人類開始了燃燒化石燃料的狂歡。

在“二戰”結束後的15年裏，人類每年向大氣圈散播25億噸的碳。這個數字在1970年增加至超過40億噸，在1990年增加至超過60億噸，在2015年增加至95億噸左右——約為1750年的3200倍和1945年總量的8倍。截至20與21世紀之交，化石燃料已經成為大氣中約85%的人為碳排放量的來源。增加的人為碳排放量提高了大氣二氧化碳濃度。現在的二氧化碳濃度約為400ppm，相對而言，工業化以前的基線則只有280ppm。

這是過去幾十萬年且有可能是過去2000萬年裏二氧化碳所能達到的最高濃度。1958年，當首個可靠的、直接的和連續的大氣中二氧化碳含量的測量方法開始被采用的時候，濃度水平達到315ppm。自那時起，測出的濃度逐年增長。在漫長的大氣歷史中，二氧化碳濃度在其他任何時候都不可能在50年內增加25%這麼多。最近的排放趨勢尤其值得注意。21世紀頭十年的二氧化碳排放量的增長率是20世紀90年代的兩倍多（全球年增長率是3.3%:1.3%）。

結語

對此，全球經濟持續的不平衡增長只能提供部分的解釋。全球經濟的碳強度（每單位經濟活動的二氧化碳排放量）問題則更加令人感到困擾。全球經濟從20世紀70年代左右開始脫碳，但是到了2000年以後，這一進程卻有所逆轉。經濟增長變得更多而不是更少地依賴重碳燃料，尤其是中國的燃煤。截至20世紀的最後幾十年，似乎世界上的氣候的確由於大氣中增加的二氧化碳、甲烷和其他溫室氣體而出現了轉變。