甲蟲的氣候變化故事

　　葉謙，博士，曾任中國氣象科學(xué)研究院兼職研究員，中國氣象局華風(fēng)影視集團(tuán)高級(jí)顧問，世界氣象組織北京2008年奧運(yùn)會(huì)預(yù)報(bào)演示項(xiàng)目社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響評(píng)價(jià)課題首席科學(xué)家。現(xiàn)任國際全球環(huán)境變化人文影響中國委員會(huì)(CNC－IHDP)副秘書長，國際全球環(huán)境變化人文影響計(jì)劃(IHDP)主任特別顧問，IHDP核心計(jì)劃綜合風(fēng)險(xiǎn)防范計(jì)劃執(zhí)行主任。研究領(lǐng)域包括：衛(wèi)星氣候?qū)W、氣候變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響以及全球變化等。
　　想象一下可能在CCTV著名欄目《動(dòng)物世界》中出現(xiàn)的場景：在熾熱的陽光照射下，一望無際的沙漠，猶如一片黃色海洋。連綿不斷、起伏的沙丘是這片海洋的波濤。置身在那些高達(dá)300多米的沙丘下，讓人對(duì)大自然頓生敬畏。白天，在干涸的沙漠中，人們很難看到活動(dòng)的生物。而當(dāng)夜幕降臨后，溫度迅速下降，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)生物活動(dòng)的蹤跡。我們的鏡頭此時(shí)所追尋的是一只黑色的甲蟲。它不知從何處而來，卻向著沙丘的頂部奮力爬去。幾百米的距離，對(duì)于一只身長2厘米的小甲蟲而言，猶如萬里長征。那么，這個(gè)小甲蟲努力登頂?shù)脑蚴鞘裁茨?
　　跟隨甲蟲攀登的同時(shí)，我們注意到隨著夜色越來越濃，沙漠溫度下降得更快了。如果你在月色下仔細(xì)看，一層輕霧正在地面彌漫開來。霧氣隨著夜色加深變得更濃，而我們的主人公也成功登頂。此時(shí)，只見它的背部突然開始出現(xiàn)眾多的細(xì)小水珠，這些水珠越聚越多，一顆大水珠最終出現(xiàn)。最后，大水珠沿著甲蟲弓形后背滾落入甲蟲張開的嘴中。至此，我們才恍然大悟，也明白了甲蟲奮力登頂?shù)脑颍核菫榱嗽诟稍锏纳衬蝎@取維持生命的水分!
　　上面這個(gè)場景并不是虛擬的，它每天晚上在非洲著名的納米布沙漠中都會(huì)上演。
　　納米布沙漠位于地處南部非洲的納米比亞。而納米比亞也因此成為世界上唯一的以沙漠命名的國家。納米布沙漠是世界上最古老的沙漠之一，它是在干燥熱風(fēng)上億年的吹蝕下，由大西洋非洲海岸山中的巖石風(fēng)化為細(xì)沙和粉塵形成的。在當(dāng)?shù)卣Z中，納米布是“遙遠(yuǎn)的干燥平地”的意思。
　　大自然充滿了奇妙，即使在這樣一片干燥的沙漠中，竟然還有生命存在。其中，尤以一種被稱為納米布沙漠甲蟲的昆蟲受到科學(xué)家的關(guān)注。生命離不開水，納米布沙漠甲蟲所食的食物中含有很少的水分，它們的身體結(jié)構(gòu)也不可能讓其跑很遠(yuǎn)地方去尋找水源。那么，這些甲蟲是通過什么方式尋找到水，并在沙漠里自由自在地生活著的呢?科學(xué)家的研究表明，納米布甲蟲是生命適應(yīng)地球自然環(huán)境的奇妙代表。
　　原來，與世界上其他沙漠所不同，盡管納米布沙漠常年不下雨，它卻是世界上霧最多的沙漠之一。在晚上，沙漠地面溫度迅速下降，當(dāng)大西洋飽含水汽的熱浪沖向納米布沙漠時(shí)，濕熱空氣在地面遇冷凝成霧。而物理學(xué)原理表明，空氣中的水汽可以在溫度比較低的物體表面凝結(jié)成水珠。當(dāng)夜晚來臨時(shí)，甲蟲們一方面努力攀登到沙丘的最高點(diǎn)，以便獲得最多的水汽，另一方面，它們的體溫也已經(jīng)降低到了氣溫以下，水珠在甲蟲背上便逐漸形成了。特別奇妙的是，納米布甲蟲經(jīng)過千萬年的進(jìn)化，在它們的翅膀上形成了一種超級(jí)親水的皮膚，同時(shí)其背部還生成了一種超級(jí)防水凹槽。作為自然環(huán)境與生物進(jìn)化共同合作的產(chǎn)物，甲蟲將大氣霧中的微小水珠吸聚在它的皮膚上，然后順著防水的“溝渠”流下，最后一滴滴進(jìn)入到甲蟲的口中?？茖W(xué)家觀測發(fā)現(xiàn)，如果氣溫、濕度以及甲蟲的體溫都特別合適的話，甲蟲在一夜之間就能喝到相當(dāng)于它們體重40％的水。
　　今天，全球氣候正在發(fā)生深刻變化已經(jīng)成為國際科學(xué)界的共識(shí)。人類活動(dòng)所排放的溫室氣體，特別是二氧化碳被認(rèn)為是造成全球氣候變化的重要因素。遺憾的是，人類至今還無法在全球范圍對(duì)自己的行為進(jìn)行控制，因此，以全球變暖為特征的全球氣候變化將是未來50～100年人類社會(huì)必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)。而如何適應(yīng)這些變化也就成為目前各國政府和國際科學(xué)界所高度關(guān)注的熱點(diǎn)。應(yīng)對(duì)全球水循環(huán)變化，特別是全球范圍水資源短缺加劇，在所有適應(yīng)氣候變化問題中名列第一，全球科學(xué)家和工程技術(shù)人員正在為此做大量的努力。
　　過去，在沙漠和其他干旱地區(qū)，從空氣里收集水的系統(tǒng)通常需要大量電能，因?yàn)樗鼈冃枰\(yùn)轉(zhuǎn)冷凝設(shè)備。通過對(duì)非洲納米布黑甲蟲的研究，科學(xué)家研究發(fā)明了利用地表空氣和涼爽的地下環(huán)境之間的溫差從稀薄的空氣中收集水分的裝置。利用這些裝置，不管空氣多么干燥，只要包含水分子，它就能通過把空氣溫度降低到冷凝點(diǎn)的方法，提取出水分。初步的實(shí)驗(yàn)表明，新裝置從最干旱的沙漠地區(qū)每立方米的空氣中能夠收集到11.5毫升水。
　　適應(yīng)氣候變化是未來人類社會(huì)所必須面臨的共同挑戰(zhàn)。而應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，需要全社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域和各個(gè)行業(yè)的共同努力。而向自然界生物與地球環(huán)境的適應(yīng)過程學(xué)習(xí)，也許會(huì)給人類有益的啟