最近,川普政府正式通知联合国,华盛顿启动退出应对全球气候变化的《巴黎协定》。 很多政客,例如前总统格尔,一些参议员,谴责川普政府的决定。并且据说有一万多名科学家在一份共同报告中发出警告称,气候转变速度快于迄今的想象,若不能止住气候变化,人类将面临黯淡未来。好家伙,人多势众。真理似乎在于人数多少。还有那个16岁少女,对气候变化忧心到了愤怒的程度。
川普退出的理由是对美国和其他国家不公平。公平不公平是个政治问题。本文不想涉及。本文只谈一些基于事实的个人看法,仅供讨论。
公认的有两个观点:一是全球温度上升了。大气中碳浓度剧烈上升,这是实验观测的数据,没有任何疑问。问题是如何看待这两种现象。看下图(IPCC,2007。IPCC2019 也有同样的图示,2007年的图要好看些)
霍华德·海登教授在他出版的《A Primer on CO2 and Climate》一书中,分别表现了二氧化碳的来源、去向以及碳的一些存在形式进行了分析。结果显示:”人类通过化石燃料燃烧所排放的二氧化碳量是非常小的,仅仅是自然界二氧化碳排放量的3%到4%左右。 还有文献指出,海洋和生物圈所存留的四万Gt吨碳相比,每年人类排放的8Gt吨碳几乎可以忽略。
水既是大气中入射阳光的主要吸收剂,又是主要的温室气体。大气中主要的温室气体不是二氧化碳而是水蒸气。大气中13万亿吨水,按重量计约为0.33%;相比之下,CO2约为0.04%。水的含量是CO2的八倍。
其次水蒸气对长波吸收的能力远大于CO2 的吸收能力。下图显示水在红外段有四个主要吸收峰带,二氧化碳有两个,而且水的吸收效率要高于二氧化碳。水蒸气解释了地球自然温室效应的70%,在云中的水滴解释了另外的20%,然而二氧化碳只占很小的一部分,约在4%--8%之间。(哈哈,没有大气中的水,地球将永久处于冰河时代) 因此,CO2浓度驱动气候变化的影响力尚不确定性。
但是,有证据显示 地球的温度和大气中二氧化碳的含量显示出强烈的相关性, 如下图所示,蓝线是地表平均温度的变化,橙线时大气中二氧化碳的含量。过去近百万年的的二氧化碳的含量在250 ppm左右波动,只是最近才升高到400ppm。
但是仔细观察下图,可以很明显看到,地温的变化是先于二氧化碳的变化的。最左边的红色箭头表示地温开始升高,而CO2含量还要降低若干年。从左到右的第一条虚线是地温的高峰,而CO2在大气中的含量高峰要到若干年后才达到(第二条虚线)。 每个红色箭头 都表示地温开始升高而CO2含量还要继续降低若干年。有意思的是早期(80万-50万年前)的CO2峰值滞后比较长,后期(40万到现代)的滞后变短了。在这个以千年的图上几乎看不出来。特别是图中的绿色圈 所示。为什么? (打死也是)不知道。
下面有一张160条冰川的平均消退图。假定冰川消退和地表温度有关,下图等于是把上图的绿色圈展开来看。
很明显,冰川在人类消费碳氢燃料之前就开始消退了。(也许冰川知道二氧化碳20年后要来临,先开始自我了断的过程, 哈。)
因此(从历史角度看)似乎可以得出结论,是地温导致大气的二氧化碳含量增加,而不是二氧化碳导致地温增加。也许有人问,为什么温度升高会导致二氧化碳的含量增加?只要看看加州最近几年连续不断的火灾就会有些明白。
下文谈主要是什么原因引起气温升高,如果CO2 不是主要因素。