应对全球变暖！急！

编译 郝雨

18世纪末，工业革命在英国兴起，蒸汽机的出现让各行各业焕然一新，工厂中的机器不分昼夜地运作。至今，很多生产活动的能量仍旧来自于煤炭、石油、天然气等化石燃料的燃烧。大多数工业活动都不可避免地会产生并排放二氧化碳等气体。然而百余年来，人类活动已经严重影响了大气的构成。

2021 年6 月29 日，加拿大西部利顿村以49.5 ℃的气温刷新了该国的最高气温纪录，引发全球关注。据科学家分析，这种极端高温天气的出现可能是大气变化导致全球变暖的体现。与20 世纪初的全球工业化前夕相比，今天地表的平均温度至少升高了1.1 ℃。

实际上，人类早在一个半世纪以前就发现二氧化碳有改变环境温度的性质。然而，直到20 世纪后半叶，科学家才开始一丝不苟地测定大气中的温室气体，从推算人类活动所产出的碳排放量。全球气候的变化似乎发生得突然而猛烈，但也似乎给足了人类悬崖勒马的时间。

厄兆暗涌，不以为意

1856 年的一天，美国的一位科学家将两个玻璃罐放在阳光下，其中一个罐子里装满空气，而另一个仅装有二氧化碳。她发现：在阳光照射下，仅装有二氧化碳的罐子比装满空气的罐子升温快；把两个罐子都挪到阴凉处后，仅装二氧化碳的罐子降温又较慢。她进而推测：富含二氧化碳的大气会导致地球升温。三年后，一名爱尔兰物理学家通过更复杂的实验得出了类似的结论，并进一步找到了二氧化碳具有保温性质的原因——二氧化碳吸收红外辐射的能力很强。

19 世纪末，瑞典科学家阿伦尼乌斯对大气中二氧化碳含量的变化产生了研究兴趣。最初，他只是想知道，火山喷发减少导致的二氧化碳含量降低，是否预示着地球会迎来冰川期。随着研究不断深入，他逐渐开始因工业活动排放的大量二氧化碳而感到不安，并建立了一套温室效应数理模型。依据这套模型，他推测，如果大气中的二氧化碳含量增加一倍，全球气温将升高5～6 ℃。

英国的一位气象学家非常重视阿伦尼乌斯的研究结果。他收集整理了各地的天气数据后发现，全球的147 个气象站记录的当地气温均呈逐年上升趋势。1938 年，他在论文中指出，大量燃烧化石燃料跟地球气温升高脱不了干系；他还推断，从19 世纪末到发文当年，化石燃料的燃烧已向大气释放了约1500 亿吨二氧化碳。

然而，这些发现在当时并没有引发其他科学家的广泛关注。其中大多数人认为，气候系统庞大而复杂，其变化必然是缓慢的，例如，地质学研究证据表明，一次冰川期横跨千万年。站在人类的角度，根本不可能体会到气化变化有什么影响。因此，有什么好担心的呢？

研究二氧化碳吸热现象的科学家

工厂排放大量废气

证据确凿，幡然醒悟

阿伦尼乌斯发表上述论文后不久，第二次世界大战爆发，战争重塑了世界科研格局，军事技术的研究需求催生了“大科学”概念。高目标、高投入、多学科的科研项目汇聚了来自世界各国的科研工作者，他们并肩着手研究解决棘手的全球性科学问题。气候学研究也随之迈入新阶段，整个20 世纪下半叶，海量的观测数据让科学家逐步认识到，人类活动确实对气候影响深远。

1957 年7 月至1958 年12 月，为期18 个月、针对地球物理现象开展的全球联合观测活动——国际地球物理年，让科学家在地球气候研究方面取得关键进展。该活动给与的丰厚研究经费，让科学家得以实施一些他们心怀向往但因高额投入而搁置的科研项目，比如，长期精确记录全球多个地区的大气二氧化碳含量。

基林曲线描绘大气中二氧化碳含量变化示意图

在此期间，美国在夏威夷冒纳罗亚火山和南极分别建立了大气成分观测系统。科学家基林凭借系统采集到的数据，发表了当时能最有力地证明“人类活动影响着自然界”的论文。他在文中绘制了著名的“基林曲线”，初步描绘了大气中二氧化碳含量的年变化属性。该曲线显示，虽然大气中二氧化碳含量的变化具有季节性特征，但整体呈上升趋势。

值得一提的是，在基林启动此项研究前不久，已有科学家指出，海洋作为“碳汇”其能力是有限的，并不像以前人们认为的那样能无限吸收二氧化碳。这为学界诠释“基林曲线”提供了一部分理论基础。

分析钻取自冰川内部的冰芯，是了解过去气候环境的常用手段。大气中的物质会随大气环流而抵达冰川上空，并沉降在冰雪表面，最终形成冰芯记录。各个时期积雪形成的冰层之间具有显著的结构差异，宛如树木的年轮。科学家可以根据冰芯中氢、氧元素的同位素比例来推算其形成时的气温，还可以根据冰芯中气泡的成分推测气泡形成时的大气成分。冰芯钻探也是中国科学家研究珠峰气候变化的重要途径。截至2021 年，以中国为主的中外科考团队已对青藏高原地区20 多条冰川的冰芯进行了解析。

科学家在南极钻取冰芯

冰川的冰盖之下仿佛有一本记录历史的书。通过阅读这本“书”，科学家发现，地球在某些方面的变化速度快得惊人。约3/4 面积都处于北极圈内的格陵兰岛长期以来都是气象监测的重要阵地，短短几十年内，该岛的平均气温就暴涨了20 多摄氏度。如此剧烈的气候变化，给了人类在应对全球变暖方面的“拖延症”一记重拳。

还有很多气象观测数据来自卫星。卫星观测数据显示，地球的海水正在全面变暖；极地冰川正在大幅融化，每年有超4000 亿吨冰川消失；目前全球海平面平均每年上升3.4 毫米。

亡羊补牢，来者可追

气候变化的影响大而广。

海洋持续吸收二氧化碳，海水的酸性将越来越强。由于大多数“有壳类”海洋生物的外壳的主要成分是碳酸钙，这种物质容易被酸腐蚀，海水酸性的这种变化首先会殃及“有壳类”海洋生物。而许多“有壳类”海洋生物都在海洋食物链中举足轻重，生态系统势必牵一发而动全身。此外，过高的海水温度，会加速珊瑚排出其组织内的多彩共生藻类，导致珊瑚白化。白化珊瑚缺乏获取营养物质的能力，极易死亡。许多物种将陆续“逃离”高温海域，另辟栖息地，此举带来的风险暂未可知。

酸化海水将腐蚀动物壳体

多个地区因气温变暖而遭受严重干旱；植被干枯，致使山火频发；极地永冻层渐渐融化，北极圈国家的很多房屋、路面因此受损。过去，近海海冰在风暴潮来临时经常充当沿海地区的盾牌；而现在，这种保护正在减少，不少沿海地区的人民都在考虑向内陆搬迁。

全球变暖已成定局，人类能做的，是尽量减缓其变暖进程。能否达到这一目标，取决于参与减排行动的国家有多少。科研工作者在减排行动中须担起责任，比如，完善气候模型，更详尽地阐述气候变化，为相关部门调控提供理论依据。

正常珊瑚（左）和白化珊瑚（右）