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[转载]二氧化碳是地球暖化的原因吗?

cleaning 发表于: 2007-12-11 11:18 来源: 化学工作者园地

今年的诺贝尔和平奖被美国前总统戈尔和政府间气候变化专业委员会共享。但全球温暖化到底是不是确实的,到底是不是由二氧化碳引起的?虽然我的工作不是研究全球变化,但几年前因为一个偶然的机会,我曾给一些比我还非专业的人士讲过气候变化。为准备那次报告,我详细研读了当时的IPCC和绿色和平组织的报告。看这些资料时,我对二氧化碳是怎么被认定为地球温暖化的原因给与了特殊的注意。本想把最新的IPCC的报告读后,再写这篇关于气候变化的随想。但因为本职工作很忙,实在是抽不出时间来通读它。幸好这几年来好像也并没有关于二氧化碳是地球温暖化原因的新证据,所以我就偷懒根据以前读的报告来写。本坛英雄豪杰云集,如果我说错了的话,各位尽管拿大块的玉石往我身上砸。

关于地球是否在温暖化,听起来很简单的一个问题,但其实并不像看起来那么简单。现在30,40岁以上的人一定都有很切实的感受,尤其是从上世纪80年代以来,气温确实是变暖了。但地球历史是漫长的,用不同的时间尺度去考察往往会有不同的认识。去年在Science上曾登出过一篇有趣的报道,两个俄罗斯天体物理学家根据他们的观测资料,认为在20年内,地球的气温将变冷。他们向主张地球温暖化的人打赌,赌资是1万美元。他们先是向一个英国科学家挑战,但对方以孩子尚小,没有余钱唯由,拒绝参赌。后来一个在日本海洋研究开发机构的英国人接受挑战,双方已经达成协议。让我们拭目以待,看看谁将赢得这个赌局。

地球的气温是周期地变化的,这样的周期有常有短,短的有40-50年,100年左右,500年左右的,1000年左右的,长的有1万年左右,几万年,十万,百万年甚至更长的。即使在离现在不太长地质历史上,气温也曾经有过比现在高得多(曾达到50度左右)的时期,所以相对来讲,现在的气温还并不是很高。但根据两百年以来人类的气温记录,虽然在上世纪40年代前后的20年左右气温变冷,总的趋势气温是升高的。那么气温的升高到底是什么原因造成的,到底是不是人类活动特别是工业化后放出的二氧化碳造成的呢?在这我只想根据上面提到的那两个报告的内容分析一下到底是不是二氧化碳造成的温暖化,因为对其他原因我虽有一些猜想,但没有系统地收集分析过资料,所以在这略过,并欢迎其他网友补充。
气温上升的原因到底是什么?现在“主流”的观点是大气二氧化碳的增加是气温升高的原因,但真是如此吗?现在大气中的二氧化碳只占大气组成的0。38%,而在过去的100多年中二氧化碳的含量也只增加了0。1%左右,这样少的增加会造成地球规模的温暖化吗?根据什么确认了二氧化碳是地球变暖的原因的?

二氧化碳被认为是气温变化的元凶,并不是最近的事,而是从工业化开始没多久有人就提出来了。工业化开始后,根据气温观测记录,人们发现气温上升了。于是人们开始寻找变化的原因。根据大气成分的分析记录,人们发现大气中的二氧化碳的含量也上升了,于是很自然地,气温上升被和因工业化而多发出的二氧化碳联系了起来。为了探讨机理而进行的研究表明,大气的成分中吸热能力比较强的是二氧化碳,甲烷,和水蒸气。这个结果虽然给二氧化碳论提供了证据,但因为二氧化碳的量很小,所以并没有由此导致统一的认识。甲烷的温室效应虽然是二氧化碳的23倍,但其在大气中的量很低(~2ppm),再加上其主要为生物成因,所以一般不把甲烷作为近代地球温暖化的主要原因。

1957年开始到1994告一段落的在南极苏联东方站(Vostok)冰芯钻取为人们认识地球气候变化提供了特别的机会。经过详细分析所获取的冰芯,人们发现过去42万年来的气温变化和大气中的二氧化碳呈非常好的正相关。于是,力主二氧化碳为气温上升的人们开始欢呼,确凿的证据终于有了!也就是从那时开始,二氧化碳被广泛地宣传为地球温暖化的原因,被打上了不名誉的烙印。

可是如果我们仔细分析一下证据链,是不是还缺些什么?是的!请看现有的证据,1)二氧化碳是大气中的吸热能力强的成分 – 有作案的能力,2)二氧化碳和气温上升呈正相关 – 好像是在作案现场。可是有作案能力就能造成气温上升吗?电风扇可以吹出强风,可能吹出飓风吗?二氧化碳和气温上升的相关也还有一个“鸡和蛋”的问题,即哪一个先?冰芯虽然能提供比其他方法精确的多纪录,但还是没有达到区分气温上升和二氧化碳那个先的精度。所以,如果要确定二氧化碳是气温上升的原因,就要确定二氧化碳的量是先上升的,并且微量的二氧化碳是通过什么样的机理成了决定性的少数的。在这两点没有解决之前,我还是对二氧化碳论持怀疑态度。