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        全球變暖

        2009-01-01 00:00:00
        大自然探索 2009年6期

        全球變暖加劇,人類難辭其咎。

        從2002年至2007年,全球600名科學(xué)家對(duì)有關(guān)全球變暖的成千上萬(wàn)的研究成果進(jìn)行總結(jié),最終得出這樣的結(jié)論:“全球變暖是無(wú)可爭(zhēng)辯的事實(shí)?!?/p>

        大量證據(jù)表明,全球變暖絕非什么遠(yuǎn)憂,而是正在發(fā)生的鐵的事實(shí),并且是人類咎由自取——汽車和工廠無(wú)休止地將大量(起碼數(shù)十億噸)溫室氣體排入地球大氣層,導(dǎo)致全球平均氣溫在過(guò)去100年中上升了0.6-0.9攝氏度。在過(guò)去50年里,全球變暖的速度是過(guò)去100年來(lái)的兩倍,而且還將繼續(xù)加快。

        0.6~0.9攝氏度?小小的氣溫上升為何引起科學(xué)家極大的擔(dān)憂?這是因?yàn)槿蚱骄鶜鉁匾恢倍挤浅7€(wěn)定,但如果發(fā)生哪怕很小的溫度變化,就會(huì)引起巨大的環(huán)境改變。舉例來(lái)說(shuō),在上一次冰期,當(dāng)時(shí)的全球平均氣溫不過(guò)只比今天低5攝氏度左右,但冰層覆蓋北美洲,—直延伸到當(dāng)今美國(guó)的北部各州,冰層的厚度達(dá)到1600米。許多現(xiàn)代文明的存在則要?dú)w因于一次冰期結(jié)束以來(lái)穩(wěn)定的全球氣溫,它使得人類從游牧、狩獵、采集的原始部落轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰枚ň拥?,由農(nóng)業(yè)支撐、具有組織性的社會(huì)。在過(guò)去100年中,雖然全球平均氣溫僅僅改變了不-到1攝氏度,但對(duì)環(huán)境的影響已經(jīng)十分明顯,甚至還改變了人類的生活方式。

        在未來(lái),氣溫上升很可能引發(fā)更頻繁的熱浪,海平面幾乎可以肯定會(huì)上升,一些地勢(shì)較低的國(guó)家和地區(qū)將被海水淹沒(méi)。氣溫上升將改變天氣模式,暴雨和大旱等極端天氣將越來(lái)越多。更重要的是,全球變暖將持續(xù)成千上萬(wàn)年。

        全球緣何變暖

        為了深入了解全球變暖對(duì)人類的影響,我們有必要首先搞清楚下面的問(wèn)題:為什么會(huì)出現(xiàn)全球變暖?科學(xué)家如何測(cè)量全球變暖?如何對(duì)全球變暖趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)?

        地球表面的熱量來(lái)自于陽(yáng)光。當(dāng)太陽(yáng)光到達(dá)地球后,其中大約30%被云、大氣顆粒、反射性地表和海浪反射回太空,剩下的70%則被陸地、海洋、空氣吸收,地表和大氣因此被加熱,使得生命在地球上成為可能。太陽(yáng)能并非永久鎖定在地球環(huán)境中,隨著巖石、空氣和海洋變暖,其中大部分熱量將以熱輻射(即紅外熱量)的形式直接進(jìn)入太空,使得地球降溫。

        然而,一些逃逸的熱輻射被水蒸氣、二氧化碳和大氣中的其他氣體(它們被統(tǒng)稱為“溫室氣體”,因?yàn)樗鼈兎@熱量的能力很強(qiáng))再度吸收,然后重新輻射回地表。這一再吸收過(guò)程從總體上看是良性的,因?yàn)榧偃绱髿庵胁淮嬖跍厥覛怏w或云層,地球表面的平均溫度將低至零下18攝氏度,而不是現(xiàn)在這么舒適的15攝氏度多一點(diǎn)。

        科學(xué)家擔(dān)憂的是,自工業(yè)革命(1750年)以來(lái),人類活動(dòng)導(dǎo)致大氣中的溫室氣體含量不斷增加。比如任由垃圾在垃圾場(chǎng)中腐爛,大量飼養(yǎng)牛(牛打嗝或放屁會(huì)釋放甲烷,一種典型的溫室氣體),使用氮肥將氧化氮釋入大氣層中,等等。這些溫室氣體部分被森林和海洋等吸收,其余的則堆積在大氣中。

        溫室氣體進(jìn)入大氣后,要在那里呆上幾十年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。從冰芯和化石記錄中獲取的古氣候數(shù)據(jù)顯示,如今大氣中數(shù)量最多的溫室氣體——二氧化碳和甲烷的濃度至少是過(guò)去65萬(wàn)年來(lái)的最高值??茖W(xué)家斷言,大氣中溫室氣體濃度的升高將導(dǎo)致熱輻射越來(lái)越難以離開(kāi)地球,其結(jié)果就是地球無(wú)可避免地繼續(xù)變暖。

        最近的一系列觀察結(jié)果都證明,溫室氣體正在導(dǎo)致全球變暖。除了全球平均氣溫升高之外,海平面在過(guò)去100年里上升了大約17厘米,地球上的冰川也正在穩(wěn)步退縮。自1978年以來(lái),北極海冰的寬度每10年減少2.7%。

        可怕的是,就算溫室氣體的濃度從現(xiàn)在起穩(wěn)定下來(lái),地球也將在下一個(gè)100年里繼續(xù)升溫大約0.6攝氏度,其中的原因就在于地球要花好幾年的時(shí)間才能對(duì)溫室氣體的增加做出完全反應(yīng)——隨著地球變暖,大部分多余的熱量進(jìn)入海水上層,而科學(xué)家懷疑其中一部分熱量已被洋流帶至海水下層,一旦海水下層變暖,上層的多余熱量就不再被下層吸收,地球因此將再升溫0.6攝氏度。

        人類難辭其咎

        過(guò)去的記錄顯示,諸如火山爆發(fā)和太陽(yáng)活動(dòng)等自然事件一直都在影響地球的氣候。為什么科學(xué)家說(shuō)現(xiàn)在的全球變暖是由人類活動(dòng)導(dǎo)致,而非地球氣候的自然變動(dòng)引起的呢?科學(xué)家運(yùn)用三種方法來(lái)調(diào)查地球的氣候改變。其一,觀察地球過(guò)去的氣候記錄,讀懂過(guò)去的氣候變化是出于什么原因而變化以及如何變化的;其二,建立電腦模型,研究氣候變化原理;其三,運(yùn)用從人造衛(wèi)星到深海溫度計(jì)等一系列儀器,密切監(jiān)測(cè)各種自然事件及人類活動(dòng)所釋放的溫室氣體。

        就像偵探利用證據(jù)重建犯罪現(xiàn)場(chǎng)一樣,科學(xué)家通過(guò)調(diào)查遺留在冰川冰芯、海洋沉積物、巖石和樹(shù)木等材料中的證據(jù)來(lái)重建過(guò)去的氣候改變。例如,冰川的冰中鎖閉著地球大氣的微量樣本,通過(guò)分析這些樣本,科學(xué)家獲得了過(guò)去65萬(wàn)年來(lái)大氣中溫室氣體的水平,以及全球變暖的線索。從這些信息以及其他各種記錄,科學(xué)家得以構(gòu)建地球過(guò)去的氣候(或稱“古氣候”)。古氣候?qū)W研究表明,古往今來(lái)地球氣候的變化是由地球軌道變化、太陽(yáng)變化、火山爆發(fā)和溫室氣體共同引發(fā)的。

        接下來(lái),為了解陽(yáng)光、空氣、水和陸地如何共同構(gòu)筑地球氣候,科學(xué)家建立電腦模型來(lái)模擬氣候系統(tǒng)。氣候模型涉及基本物理學(xué)原理等數(shù)十個(gè)影響地球氣候的因子,非常復(fù)雜,但經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn),如今已成為科學(xué)家研究氣候的不可替代的強(qiáng)大工具。例如,美國(guó)宇航局的氣候?qū)<以?jīng)把1991年皮納圖博火山爆發(fā)后的火山微粒測(cè)量數(shù)據(jù)導(dǎo)人他們的氣候模型中,得出了爆發(fā)后一年全球氣溫將下降約0.5攝氏度的結(jié)論,結(jié)果與實(shí)際情況完全符合。

        再下來(lái),科學(xué)家利用電腦模型進(jìn)行試驗(yàn),探究改變氣候的“驅(qū)動(dòng)器”究竟是什么。在試驗(yàn)中,科學(xué)家采用去掉由燃燒化學(xué)能源釋放的溫室氣體因素,或者改變太陽(yáng)活動(dòng)強(qiáng)度因素等辦法,探索每一個(gè)因素各自怎樣影響地球氣候,解釋地球目前的氣候成因,從而預(yù)測(cè)未來(lái)的氣候走勢(shì)。

        你可能要問(wèn):電腦模型在天氣預(yù)報(bào)方面精度不高,我們能相信氣候模型的模擬結(jié)果嗎?其實(shí),預(yù)測(cè)趨勢(shì)要比預(yù)測(cè)特定的事件容易一些。預(yù)測(cè)天氣實(shí)際上是對(duì)環(huán)境條件的短期和小規(guī)模測(cè)量,而預(yù)測(cè)氣候則是對(duì)大片地區(qū)的長(zhǎng)期狀況給出平均值,兩者的區(qū)別就跟預(yù)測(cè)某個(gè)人將在何時(shí)去世與計(jì)算一整群人的平均壽命之間的區(qū)別一樣。由于影響地球下層大氣環(huán)境的變數(shù)實(shí)在太多,同時(shí)小范圍時(shí)空的短期狀況也很善變,所以預(yù)報(bào)天氣比預(yù)測(cè)氣候要困難得多。

        氣候模型試驗(yàn)和古氣候數(shù)據(jù)顯示,地球至少在過(guò)去400年來(lái)(甚至過(guò)去1000年來(lái))一直都在變暖??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),偶爾出現(xiàn)的地面火山猛烈噴發(fā),例如皮納圖博火山爆發(fā),會(huì)將二氧化硫之類的火山氣體和懸浮微粒排入高層大氣,在那里停留超過(guò)一年,在此過(guò)程中反射陽(yáng)光,使地表降溫。因此,地表火山爆發(fā)無(wú)法解釋最近的全球變暖。同樣,太陽(yáng)活動(dòng)的變化也解釋不了這個(gè)問(wèn)題。從1978年開(kāi)始,美國(guó)宇航局的衛(wèi)星一直在測(cè)量太陽(yáng)活動(dòng)的變化,其觀測(cè)結(jié)果表明,盡管太陽(yáng)活動(dòng)有所改變,但這種改變并不足以解釋同期的地球變暖程度。另一方面,從1750年至1950年期間的情況來(lái)看,只基于太陽(yáng)變化和火山懸浮微粒,氣候模型就完全能夠解釋在此期間發(fā)生的地球氣溫改變。但是,如果不加上溫室氣體(人類活動(dòng)的影響),就算把火山爆發(fā)和太陽(yáng)活動(dòng)變化之類的所有自然因素都考慮在內(nèi),也無(wú)法解釋過(guò)去半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)所觀察到的全球變暖程度。

        一把雙刃劍

        科學(xué)家估計(jì),到21世紀(jì)末,地球表面平均溫度很可能上升2-6攝氏度。

        初看起來(lái),2-6攝氏度并不可怕。當(dāng)風(fēng)暴的前鋒經(jīng)過(guò)時(shí),溫度甚至可能改變幾十?dāng)z氏度。但是請(qǐng)注意,這樣的溫度劇變只是區(qū)域性的、短暫的變化,而全球平均氣溫從長(zhǎng)期變化趨勢(shì)來(lái)看其實(shí)是相當(dāng)穩(wěn)定的。研究表明,自上一次冰期在20000年以前結(jié)束至今,地球平均氣溫一共才升高了5攝氏度。如此看來(lái),在未來(lái)100年中地球平均氣溫升高2-6攝氏度是相當(dāng)驚人的。

        如前所述,2-6攝氏度是氣候模型針對(duì)不同情況做出的模擬結(jié)果。其中,較高的估計(jì)值是假定全球人均化石燃料使用量將繼續(xù)上升而給出的;較低的估計(jì)值則基于樂(lè)觀的估,即那些有利于環(huán)境的技術(shù)(例如燃料電池和太陽(yáng)能電池板)大部分取代當(dāng)今燃燒化石能源的方式。

        全球變暖會(huì)帶來(lái)什么樣的影響呢?最顯而易見(jiàn)的是影響平均氣溫、最高氣溫及降雨量。對(duì)全球大多數(shù)地方來(lái)說(shuō),全球變暖將導(dǎo)致更多的熱天和更少的涼爽日子,其中最明顯的變暖將出現(xiàn)于陸地。熱浪將變得越來(lái)越頻繁,高緯度及總體潮濕的地區(qū)將有更多的降雨,熱帶及總體干燥的地區(qū)則可能降雨更少。增加的降雨將不會(huì)以雨天更多的形式出現(xiàn),而是以強(qiáng)風(fēng)暴形式襲來(lái),在每次強(qiáng)風(fēng)暴之間將是更長(zhǎng)時(shí)間的少雨或無(wú)雨期,所以干旱的頻率將增加,而大旱之后很可能又是大澇。由于海洋水溫上升,可以預(yù)見(jiàn)颶風(fēng)的強(qiáng)度和頻率也會(huì)增加。事實(shí)上,在過(guò)去50多年中,熱浪和暴雨的出現(xiàn)次數(shù)越來(lái)越多,強(qiáng)度也越來(lái)越大??茖W(xué)家普遍相信,“元兇”正是人類活動(dòng)引起的全球變暖。

        天氣并非全球變暖帶來(lái)的唯一影響。上升的海平面將侵蝕海岸,導(dǎo)致更頻繁的海岸洪水,而目前有多達(dá)10%的世界人口生活在高出海平面不到10米的海岸地區(qū)。全球主要冰原的加速融化將進(jìn)一步升高海平面。隨著氣溫上升,冰的融化會(huì)越來(lái)越快。人造衛(wèi)星的最新觀察顯示,格陵蘭及南極洲西部的冰原正以每年約1250億噸的速度融化、退縮,這足以使海平面每年上升0.35毫米。如果冰原融化加速,海平面將變得更高。例如,上一次全球溫度只比今天高1攝氏度左右期間,海平面竟然比今天高出6米之多,而當(dāng)時(shí)多出的海水主要來(lái)源于格陵蘭和南極洲西部冰原的融化??茖W(xué)家認(rèn)為,在2100年之前,全球變暖可能再度引發(fā)格陵蘭和南極洲西部冰原的退縮,這種退縮不僅會(huì)繼續(xù),而且有可能在未來(lái)數(shù)百年中加劇。

        全球變暖也給生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)很大的壓力。動(dòng)物和植物原本和諧共存于適合它們生存的氣候中,但全球變暖使得全球許多地區(qū)的生長(zhǎng)季節(jié)發(fā)生了改變:春天提前到來(lái),這意味著遷徙動(dòng)物被迫提前出發(fā)以追蹤食物來(lái)源;生長(zhǎng)季節(jié)變長(zhǎng),植物需要更多的水來(lái)維持生長(zhǎng),否則就會(huì)干死,而這又加大了火災(zāi)的危險(xiǎn);冬季變短且不像過(guò)去那么冷,殺不死的害蟲(chóng)和病原體毀滅生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)加大;隨著生長(zhǎng)季節(jié)的推移,日最高氣溫升高,有可能超出動(dòng)植物的耐受極限,它們?yōu)榱松鏁?huì)向兩極遷移,無(wú)法遷移和適應(yīng)的則面臨滅絕。科學(xué)家估讓假如全球再升溫1.5-2.5攝氏度,20%-30%的動(dòng)植物就可能消失。

        對(duì)于人類來(lái)說(shuō),因全球變暖而受到重創(chuàng)的將是那些落后國(guó)家和地區(qū)的人民,因?yàn)樗麄內(nèi)狈ψ銐蛸Y源來(lái)抵御氣候?yàn)?zāi)變。隨著熱帶溫度區(qū)的擴(kuò)張,諸如瘧疾之類的傳染病的流行范圍將擴(kuò)大。暴雨和颶風(fēng)的頻繁發(fā)生、海平面的上升,以及加速融化的冰川,將導(dǎo)致更加嚴(yán)重的洪災(zāi)。越發(fā)炎熱的夏季和越發(fā)頻繁的火災(zāi),將導(dǎo)致中暑及死亡病例增多。與此同時(shí),空氣質(zhì)量將下降,接連的旱災(zāi)將加劇一些地區(qū)居民營(yíng)養(yǎng)不良的狀況。從長(zhǎng)期來(lái)看,隨著山地冰川的消失,夏季淡水資源將變得越來(lái)越缺乏,在北美洲和亞洲部分地區(qū)尤其如此。當(dāng)然,暖冬將導(dǎo)致與寒冷有關(guān)的死亡數(shù)量降低,更長(zhǎng)的生長(zhǎng)季節(jié)則可能在一些溫帶地區(qū)增加食物產(chǎn)量。所以,從某種意義上說(shuō),全球變暖是一把雙刃劍??茖W(xué)家擔(dān)憂的是,只怕這把雙刃劍的負(fù)面作用遠(yuǎn)大于正面作用。

        科學(xué)家提醒說(shuō),雖然全球變暖會(huì)在方方面面影響地球上的生命,但影響的幅度還是取決于人類自己。由于溫室氣體的長(zhǎng)命性質(zhì),就算人類不再大量排放更多溫室氣體,地球也將繼續(xù)變暖,相關(guān)的改變也將繼續(xù)出現(xiàn)。不過(guò),請(qǐng)一定記住,因全球變暖而改變地球生命的程度是可以被控制的,而控制權(quán)就掌握在人類自己手中。

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