第一篇 美麗的罌粟花——高碳經濟是一切危機的根源 揭秘溫室氣體和全球變暖(1 / 2)

第一篇 美麗的罌粟花——高碳經濟是一切危機的根源 揭秘溫室氣體和全球變暖

2009年12月的哥本哈根全球氣候大會被公認為是二戰結束後最重要的會議,這次會議主要是為了解決如何遏製二氧化碳等溫室氣體導致全球快速變暖的危機。而廷德爾實驗則是這次會議的核心議題。

那麼,廷德爾實驗又是怎樣的一個實驗呢?

150年前的1859年6月10日,英國物理學家約翰?廷德爾(JohnTyndall)在倫敦皇家學會進行了一係列不同尋常的實驗演示。實驗證明:二氧化碳能夠捕獲熱量,並導致溫度上升。

事實上,廷德爾實驗隻是驗證了法國天才傅立葉提出的溫室效應理論。第一個發現溫室效應的是約瑟夫?傅立葉。出身孤兒的傅立葉在修道士的教育下長大,18歲就當上教授,在回國開始科研生涯前曾參加拿破侖的埃及學者團。

1820年之前,沒有人問過地球是如何獲取熱量的這一問題。正是在那一年,法國數學家約瑟夫?傅裏葉開始研究地球如何保留陽光中的熱量而不將其反射回太空的問題。美國環保作家克萊德?普雷斯托維茨在《流氓國家——誰在與世界作對?》一書中記述了對氣候變化研究的緣起之年——1820年。1820年,傅裏葉在參加學者團隨拿破侖去打埃及時患上了一種總是感覺寒冷的疾病。他整年披著一件大衣,將大部分時間用於對熱傳遞的研究。他得出結論:盡管地球確實將大量的熱量反射回太空,但大氣層還是攔下了其中的一部分,並將其重新反射回地球表麵。他將此比作一個巨大的鍾形容器,頂端由雲和氣體構成,能夠保留足夠的熱量,使得生命的存在成為可能。1824年,傅立葉發表論文《地球及其表層空間溫度概述》,他發現了我們星球的氣候為何如此溫暖———比簡單計算能量平衡所得出的結果要高出好幾十度。太陽光帶來熱能,而地球則將熱能反射回太空———但能量得失的數據並不平衡。傅立葉意識到大氣中的某種氣體能夠捕獲熱能。1827年,他把自己的發現稱為l'effetdeserre,首次提出了溫室效應理論,認為地球表麵的溫度受大氣層化學結構的影響。大氣層就像溫室的玻璃一樣,能讓太陽光線通過,同時阻擋地球的輻射熱返回宇宙空間。

廷德爾實驗證明了傅裏葉的溫室效應理論:熱能輻射(即長波輻射)能被某些氣體所吸收。二氧化碳就可以起到這種作用。1859年,廷德爾用優美凝練的語言對溫室效應進行了描述:“大氣吸收了入射的太陽熱量,但卻阻止了這些熱量的散失,其結果造成了熱量在地表的逐漸聚積。”

49年後的1908年,瑞典科學家斯凡特?阿蘭紐斯首次提出:人類的工業活動會極大地影響地球氣候!1897年,瑞典科學家斯凡特?阿列紐斯計算出大氣中二氧化碳含量翻倍能導致全球升4~6攝氏度(他的結果比現代研究一致發現的2~4攝氏度略高)。6年後,阿列紐斯因此贏得了諾貝爾化學獎。1895年,瑞典物理學家斯文特?阿列紐斯研究出計算二氧化碳對地球溫度影響的理論模型。他得出的結果是:如果大氣層中的二氧化碳含量減少約40%,溫度就會下降4℃—5℃,並可引發一個新的冰川期。同理,如果二氧化碳的含量翻番,溫度就會上升5℃—6℃。他還估計,大概需要3000年的時間來燃燒礦物燃料,才能使二氧化碳的含量翻番。1908年,他在自己的專著《形成中的世界》中指出,由於工業的迅速發展,大氣中二氧化碳的比重在未來幾個世紀中會增加到引人注目的程度。不過阿蘭紐斯對氣候變暖表示了比較樂觀的態度,他認為大氣中二氧化碳的實際比重並不大,每年煤炭燃燒所釋放的二氧化碳隻占大氣二氧化碳的1/1700,並且海洋能吸收約5/6人類排放的二氧化碳。同時氣候變暖會給人類帶來更加宜人的氣候和豐富的物產,特別對寒冷地區來說。然而,盡管阿蘭紐斯因其研究成果獲得了1903年諾貝爾化學獎,但在此後的時間裏,他的觀點在科學界並未引起多大重視。

無論是阿列紐斯,還是先前的傅立葉和廷德爾,他們根本不擔心全球變暖的問題。阿列紐斯甚至提出點燃煤礦來加速全球變暖,因為他認為氣候變暖更好。

然而,亨利?福特的T型汽車取代馬匹的速度比任何人預想的都要快得多,愛迪生發明的電燈等電器也推動了對電力生產的需求。礦物燃料燃燒量增加的速度遠遠大於阿列紐斯的預測,但沒有人關心這是否會對天氣產生影響。

當時,一切還隻停留在理論階段,因為沒有人能實測證明大氣中的二氧化碳濃度的確在升高。

不過,接下來,喬治?卡倫德證實了大氣中二氧化碳的濃度在上升。他於1938年發表了《人為生成的二氧化碳及其對氣溫的影響》的文章。他計算出當時地球的氣溫已經升高了0.55℃。他預計,由於二氧化碳不斷被排放到大氣層,21世紀地球的溫度將會上升1.1℃。1956年,在進一步收集數據後,喬治?卡倫德公布其計算結果:大氣層中的二氧化碳濃度從1900年的290ppm(百萬分率)增加到了1956年的325ppm。這一數據和美國加利福尼亞理工學院的查爾斯?基林同年公布的315ppm相當接近。