1859年6月10日,在查爾斯達爾文的著作《物種起源》問世6個月前,物理學家約翰廷德爾在倫敦皇家學會進行了一系列不同尋常的實驗演示。演示會由阿爾貝親王親自主持。
即便如此,無論是阿爾貝親王、廷德爾還是臺下那些受人景仰的聽眾,都不可能預料到150年后這次實驗的結果將在多大程度上主宰世界。
這個月,來自世界各地的數千人,包括眾多國家首腦將匯集哥本哈根,力求達成大幅削減二氧化碳這種無色無味氣體大氣排放的相關協議。盡管某些大國在會議召開前試圖降低人們對于成果的期望值,但這次會議仍然被譽為二戰(zhàn)結束后最重要的會議。廷德爾實驗是這次會議的核心議題。
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大,18歲就當上教授,在回國開始科研生涯前曾擔任拿破侖的埃及總督。
1824年,傅立葉發(fā)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——但能量得失的數據并不平衡。傅立葉意識到大氣中某種氣體能夠捕獲熱能。他把自己的發(fā)現稱為 l’effet de serre,也就是溫室效應。
廷德爾隨即在實驗室里測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?!?/p>
接著在1897年,斯凡特阿列紐斯計算出大氣中二氧化碳含量翻倍能在多大程度上導致變暖結果。六年以后,阿列紐斯贏得了諾貝爾化學獎。他所得出的結果是4-6攝氏度(他的結果比現代研究一致發(fā)現的2-4攝氏度略高)。
阿列紐斯根本不擔心全球變暖的問題?;蛟S因為他是瑞典人的緣故,他甚至提出點燃煤礦來加速全球變暖,因為他認為氣候變暖是個不錯的主意。但在阿列紐斯的時代一切還只停留在理論階段,因為沒有人能用實測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量南極洲和夏威夷莫納羅亞山的二氧化碳含量,這兩個測量點都遠離任何熱源。直到1960年,他才成功地證實了二氧化碳含量的確呈上升趨勢。
短短幾年后的1965年,一份警告全球變暖的專家報告提交到時任美國總統(tǒng)的林登貝恩斯約翰遜手中,這是眾多類似報告中的第一份。
這份報告指出:“到2000年,二氧化碳的增量將接近25%。這或許足以對氣候造成可測量的明顯變化?!?972年,最有影響力的科學雜志 《自然》 做出了更加具體的預測,認為到2000年氣溫將升高0.5攝氏度。接下來在1979年,美國國家科學院發(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年就已經能夠證實這些預測的正確性:20世紀80年代,全球變暖已經在世界各地氣象站的氣溫監(jiān)測中變得非常顯著。
1988年成立了政府間氣候變化專門委員會(IPCC),目的是對這個問題進行更為細致的分析,1992年在里約熱內盧召開的地球首腦會議上,世界領袖簽署了一份歷史性的《氣候變化框架公約》協議。公約的目標是:“將大氣中溫室氣體的含量穩(wěn)定在足以防止對氣候系統(tǒng)產生危險人為干預的水平上?!?/p>
遺憾的是,從那以后的17年中幾乎沒有任何這方面的進展面世。
實際上,2008年來自化石燃料的二氧化碳排放已經比1990年增長了近40%。甚至連排放的增長速度也比20世紀90年代快了3倍。20世紀90年代的全球氣溫已經比工業(yè)化之前升高了0.5攝氏度,從里約地球首腦會議召開后又升高了0.3攝氏度。而且溫度還在持續(xù)升高。
多數國家現在同意全球變暖應當控制在兩攝氏度的范圍之內。但這已經成為一個極端艱苦的挑戰(zhàn),因為溫室氣體排放和大氣碳存量自里約會議以后呈加速增長態(tài)勢。這也說明了哥本哈根為何如此重要:它可能是我們在受氣候變化影響前解決氣候變化問題的最后一次機會了。
廷德爾在150年前的測量證明二氧化碳能夠捕獲熱量,并導致溫度上升。50年前,基林的測量結果顯示二氧化碳水平正在升高。與此同時,地球的溫度正在如預測一樣升高。我們還需要多少證據才能采取行動?■
作者為德國波茨坦大學海洋物理學教授,波茨坦氣候影響研究所部門主任