通往哥本哈根的科學(xué)之路

Stephan Ramstorf

多數(shù)國(guó)家現(xiàn)在同意全球變暖應(yīng)當(dāng)控制在兩攝氏度的范圍之內(nèi)。但這已經(jīng)成為一個(gè)極端艱苦的挑戰(zhàn)

1859年6月10日,在查爾斯達(dá)爾文的著作《物種起源》問世6個(gè)月前,物理學(xué)家約翰廷德爾在倫敦皇家學(xué)會(huì)進(jìn)行了一系列不同尋常的實(shí)驗(yàn)演示。演示會(huì)由阿爾貝親王親自主持。

即便如此,無論是阿爾貝親王、廷德爾還是臺(tái)下那些受人景仰的聽眾,都不可能預(yù)料到150年后這次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果將在多大程度上主宰世界。

這個(gè)月,來自世界各地的數(shù)千人,包括眾多國(guó)家首腦將匯集哥本哈根,力求達(dá)成大幅削減二氧化碳這種無色無味氣體大氣排放的相關(guān)協(xié)議。盡管某些大國(guó)在會(huì)議召開前試圖降低人們對(duì)于成果的期望值,但這次會(huì)議仍然被譽(yù)為二戰(zhàn)結(jié)束后最重要的會(huì)議。廷德爾實(shí)驗(yàn)是這次會(huì)議的核心議題。

但廷德爾并非始作俑者,真正的始作俑者是法國(guó)天才約瑟夫傅立葉。出身孤兒的傅立葉在修道士的教育下長(zhǎng)大,18歲就當(dāng)上教授,在回國(guó)開始科研生涯前曾擔(dān)任拿破侖的埃及總督。

1824年,傅立葉發(fā)現(xiàn)了我們星球的氣候?yàn)楹稳绱藴嘏群?jiǎn)單計(jì)算能量平衡所得出的結(jié)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(shù)據(jù)并不平衡。傅立葉意識(shí)到大氣中某種氣體能夠捕獲熱能。他把自己的發(fā)現(xiàn)稱為 leffet de serre,也就是溫室效應(yīng)。

廷德爾隨即在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)試了傅立葉提出的理論。他證明熱能輻射(即今天我們所謂的長(zhǎng)波輻射)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(yōu)美凝練的語言對(duì)溫室效應(yīng)進(jìn)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(jié)果造成了熱量在地表的逐漸聚積?！?/p>

接著在1897年,斯凡特阿列紐斯計(jì)算出大氣中二氧化碳含量翻倍能在多大程度上導(dǎo)致變暖結(jié)果。六年以后,阿列紐斯贏得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。他所得出的結(jié)果是4-6攝氏度(他的結(jié)果比現(xiàn)代研究一致發(fā)現(xiàn)的2-4攝氏度略高)。

阿列紐斯根本不擔(dān)心全球變暖的問題?；蛟S因?yàn)樗侨鸬淙说木壒?他甚至提出點(diǎn)燃煤礦來加速全球變暖,因?yàn)樗J(rèn)為氣候變暖是個(gè)不錯(cuò)的主意。但在阿列紐斯的時(shí)代一切還只停留在理論階段,因?yàn)闆]有人能用實(shí)測(cè)的方法證明大氣中的二氧化碳濃度的確在升高。

直到20世紀(jì)50年代情況才發(fā)生了變化,查爾斯基林開始以前所未有的精度測(cè)量南極洲和夏威夷莫納羅亞山的二氧化碳含量,這兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)都遠(yuǎn)離任何熱源。直到1960年,他才成功地證實(shí)了二氧化碳含量的確呈上升趨勢(shì)。

短短幾年后的1965年,一份警告全球變暖的專家報(bào)告提交到時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)的林登貝恩斯約翰遜手中,這是眾多類似報(bào)告中的第一份。

這份報(bào)告指出:“到2000年,二氧化碳的增量將接近25%。這或許足以對(duì)氣候造成可測(cè)量的明顯變化?！?972年,最有影響力的科學(xué)雜志 《自然》 做出了更加具體的預(yù)測(cè),認(rèn)為到2000年氣溫將升高0.5攝氏度。接下來在1979年,美國(guó)國(guó)家科學(xué)院發(fā)布了全球變暖正日益迫近的真正警告。

我們用不著等到2000年就已經(jīng)能夠證實(shí)這些預(yù)測(cè)的正確性:20世紀(jì)80年代,全球變暖已經(jīng)在世界各地氣象站的氣溫監(jiān)測(cè)中變得非常顯著。

1988年成立了政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC),目的是對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行更為細(xì)致的分析,1992年在里約熱內(nèi)盧召開的地球首腦會(huì)議上,世界領(lǐng)袖簽署了一份歷史性的《氣候變化框架公約》協(xié)議。公約的目標(biāo)是:“將大氣中溫室氣體的含量穩(wěn)定在足以防止對(duì)氣候系統(tǒng)產(chǎn)生危險(xiǎn)人為干預(yù)的水平上?！?/p>

遺憾的是,從那以后的17年中幾乎沒有任何這方面的進(jìn)展面世。

實(shí)際上,2008年來自化石燃料的二氧化碳排放已經(jīng)比1990年增長(zhǎng)了近40%。甚至連排放的增長(zhǎng)速度也比20世紀(jì)90年代快了3倍。20世紀(jì)90年代的全球氣溫已經(jīng)比工業(yè)化之前升高了0.5攝氏度,從里約地球首腦會(huì)議召開后又升高了0.3攝氏度。而且溫度還在持續(xù)升高。

多數(shù)國(guó)家現(xiàn)在同意全球變暖應(yīng)當(dāng)控制在兩攝氏度的范圍之內(nèi)。但這已經(jīng)成為一個(gè)極端艱苦的挑戰(zhàn),因?yàn)闇厥覛怏w排放和大氣碳存量自里約會(huì)議以后呈加速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。這也說明了哥本哈根為何如此重要:它可能是我們?cè)谑軞夂蜃兓绊懬敖鉀Q氣候變化問題的最后一次機(jī)會(huì)了。

廷德爾在150年前的測(cè)量證明二氧化碳能夠捕獲熱量,并導(dǎo)致溫度上升。50年前,基林的測(cè)量結(jié)果顯示二氧化碳水平正在升高。與此同時(shí),地球的溫度正在如預(yù)測(cè)一樣升高。我們還需要多少證據(jù)才能采取行動(dòng)?■

作者為德國(guó)波茨坦大學(xué)海洋物理學(xué)教授,波茨坦氣候影響研究所部門主任