“温室效应”的提出与历史进程

第五节　“温室效应”的提出与历史进程

气候变暖是一个全球性的环境问题，它不仅涉及自然变化规律，还涉及其他领域，严重制约人类活动。近年来，全球气候逐渐变暖，科学家们根据长期观测得到的大量数据分析指出，全球气候在20世纪明显变暖，跟20世纪初相比，现在的平均气温上升了0.5℃，全球气候变暖导致地球上大部分地区的冰正在融化，南北极的冰的面积在快速缩小，高山冰川不断后退。这种温暖期是过去600年里从未有过的。科学家们认为，全球平均气温如果继续上升，气候变化可能导致海平面大幅上涨，灾害天气频频发生，自此可能导致地球主要的物理学基础发生变化，并使地球进入危险状态。

温室效应

人类的活动已经彻底改变了地球，不仅仅是地表，而且连地质年代都改变了。

人类活动已经成为一种重要的地质推动力，在已经持续了200年的人类世中，地球环境发生的许多重要变化无法与人的活动分开，包括沉积物的腐蚀和类型发生巨变；碳循环出现大的波动；生物从开花时间到新迁徙类型均发生大规模改变；海洋酸性化，海洋中所含的碳酸气比空气中的高出50％，位于食物链底层的小型海洋生物生存受到威胁，等等。

科学家们认为，人类造成的地质变化，主要体现在以下四个方面：其一，地质沉积率的改变。人类使得陆地上的侵蚀和风化大大加速。直接的表现是农业和各类建筑物，间接的表现是修建大坝改变河道。人类引发的风化率比自然风化率高出一个数量级。其二，海洋的变化从全新世开始前到工业革命前，海平面在1万多年中，大约上升了120米。到2100年，海平面将比现在上升0.19～0.58米，这个预测没有考虑到近期地球的冰带区域出现了加速融化的趋势。在全新世早期，大量冰山崩塌曾经引发海平面的快速上升。其三，碳循环的波动和气温变化。大气中的二氧化碳含量在2005年是379ppm，比工业化时代前高出三分之一，是将近1000万年来以来的最高值。全球气温的变化滞后于温室气体含量的变化，这可能与人类大量排放硫酸盐有关，但20世纪气温的总体趋势是在上升，并且在过去20年中开始加速。其四，生物变化。人类造成了很多动物和植物的灭绝。这个过程可能早在1万年前就开始了。并且，人类还造成大多数巨型动物种群的消失。物种的加速灭绝和生物数量的下降，已经从陆地蔓延到海洋。这种生物种群的变化速度堪与冰河期来临时相提并论。

人类目前已经进入工业化革命后的“人类世”，人类对地球的影响比冰河时期或彗星撞地球还严重。工业革命以来人类对环境的影响是巨大的，已经达到了不容忽略的程度，“人类世”概念的提出，正是地质学界对这一事实的应对。全球气候在整个20世纪确实一直在变暖，但气候变暖是不是因为“温室效应“呢？会不会持续变暖呢？对此，众说纷纭。

有些科学家认为20世纪气候变暖是“小冰期”气温回升的延续，是自然演变的结果，跟“温室效应”无关。在地球存在的45亿年中，气候始终在变化，并且是以不同尺度和周期冷暖交替变化的，也就是说，20世纪气候变暖是正常的自然现象，人们不必恐慌。到了一定的时期气温自然会变冷。

科学家经研究发现，第四纪也就是距今250万年前，地球上出现了多个不同尺度的冷暖变化。周期越长，气温变幅也越大。周期为10亿年左右的冰期，气温变化了10℃；周期为2万年的，气温仅变化了5℃。在近1万年中，这个规律依然在起作用；10年尺度气候变化的变幅是0.3℃～0.5℃；100年尺度气候变化的变幅为l℃～1.5℃；1000年尺度气候变化的变幅为2℃～3℃。

但还有些人反对以上观点，他们认为，全球气候变暖是因为“温室效应”，而人类是造成“温室效应”的罪魁祸首。近几十年来，发展迅速的工业制造业以及日益增多的汽车等，导致燃烧矿物燃料越来越多，人类向空气中释放的二氧化碳大大增加。加上绿色植物尤其是森林遭到了极大破坏，无法大量吸收人类排出的二氧化碳，因此，大气层中的二氧化碳浓度大大增加，阻碍了大气和地面的热交换，引发“温室效应”。大量的二氧化碳既能吸收热量，又阻止了地球散热，地球热交换因此失去了平衡，导致全球气温不断升高。

一个权威性的政府组织IPCC对全球气候变暖的问题进行了大量详尽的研究，他们明确指出了大气中二氧化碳含量的增加是全球变暖的主要原因。IPCC的科学家们利用电脑收集了大量的技术发展预测、人口增长预测、经济增长预测等相关资料，再根据对未来100年里排放到大气中的二氧化碳数量的35种估计值，作出了7种不同模型来预测全球气候。最终的结论是气温在未来100年可能增加1.4℃～5.8℃。如果这种预测变成现实，地球将会发生一场大灾难。农业将遭到毁灭性打击；海平面将上升，淹没更多陆地，并导致淡水危机，各种自然灾害将轮番发生，生态平衡将遭到破坏。

瑞典化学家斯万提·阿蓝尼亚早在1896年就预言：随着大气中二氧化碳浓度的增加，地球表面温度将会在近几个世纪明显升高。100多年过去了，他的预言已经被事实所证明。科学家们发现，在过去的一万年间，全球年平均气温是相当稳定的，但在20世纪后期的几十年中，有许多证据表明，全球气候在迅速变暖，并由此引起一系列的社会、经济和环境问题。据英国《观察家报》2004年1月11日报道，由多国科学家组成的国际研究小组在最新一期英国《自然》杂志上发表研究报告称：地球变暖将导致世界上1/4的陆地动植物、即一百多万个物种在未来50年之内灭绝，这必将对人类的生存造成灾难性的影响。为此，英国多位著名气候专家在剑桥大学召开会议，商讨防止地球继续变暖的办法。

引起气候变化的主要原因是由于温室气体导致的“温室效应”。温室气体主要是指可阻挡地球红外辐射向外层空间散发热量气体的总称，这类气体主要有二氧化碳、甲烷、一氧化碳、臭氧、氟氯烷烃以及水蒸气。由于这些气体可以使短波几乎无衰减地通过，对长波辐射具有很强的吸收作用，因此也类似于玻璃温室的作用，所以将这种现象称之为“温室效应”。气候变化受地球自身反馈机制的影响。一方面，由于大气与海水间存在着热交换，气温升高时，热交换增强，海水吸收热量升温后，对二氧化碳的溶解度也会增加。不仅如此，气温的升高还会增加地球上的生物总量，寒冷地带由于变热，生长在那里的植物生长期变长，植物带也在高温的作用下移向高纬度的地方，二氧化碳被森林吸收后，要经过更长的时间才能回到大气层。另一方面，由于空气极度湿润，植物残体在这种情况下不能充分分解，以泥炭的形式储存到地壳，这正是碳元素从生物圈到地圈的转化过程。其次，气温上升过程中产生的水蒸气也能起到一定程度的缓解作用。气温升高导致蒸发加剧，大气含水量增加，形成一些云，大量的太阳辐射会被这些云反射、散射掉，从而缓解气温的上升。

气象系统是十分复杂的，无论地球变暖是否因为“温室效应”我们都应该加以关注。相信总有一天我们会弄明白地球变暖的来龙去脉，从而改善环境，造福人类。

1.自然界的气候可改变人类历史走向

1783年6月8日，冰岛境内火山突然喷发，火山灰不断地喷向天空，整整持续了4个月之久。由于拉基火山距离居民点很远，所以，没有人员因火山喷发而伤亡。但是，随后火山灰遮蔽了欧洲上空，在寒冷的冬天，全冰岛五分之二的人口冻饿而死。

在之后的几年时间里，在北美及新英格兰东北部遭遇空前低温纪录，新泽西州降雪破纪录，密西西比河纽奥良河段结冰。受拉基火山爆发影响的法国也处于粮食短缺、民不聊生的困境。寒冷在1788年到1789年之间达到顶峰，紧接着发生了巴士底风暴，后来，法国大革命爆发。

类似的例子在人类历史上比比皆是。成吉思汗远征欧洲，有一种说法是，在那个时代，欧洲的气候十分暖和，而蒙古民族所生存的欧亚草原上却面临着严重的干旱。为了生存，成吉思汗不得不带领他的部族寻找新的生存空间。于是，横扫世界的蒙古骑兵就在历史上记下了浓重的一笔。到了成吉思汗长子术赤的次子，钦察汗国的创建者拔都（约1200～1255年）统治的时代，欧亚草原的气候变得低温多雨，牧草重新变得丰美，牛羊也再次转为繁盛，于是，拔都率部重返草原，此后再没有西征。

历史的发展与变化，人们通常都把它说成是由于各种合力共同推动的结果，经济、政治甚至机缘，都能够改变历史的走向和自然界的进化，但是，人们却忽略了在这些合力中，应当给气候这一因素留下一席之地。

今天，我们不能说“火山喷发导致了法国大革命”，但是纵观历史，气候因素的确与人类息息相关。

2.自然界的气候可影响统治者朝代更替

关于环保，人类最关心的问题是，随着全球气候变暖，冰川融化，海平面上升，会给人类带来什么样的灾难后果。但事实上，如果我们关注一下气候的历史的话，不算人类出现之前的沧海桑田，就连几千年的人类文明史，地球上的温度也并不是我们以为的那样稳定，而是经历过很多次的冷暖交替，还有巨大的火山喷发和地震穿插其中，它们都对人类的文明史产生了巨大的影响。

气候与干旱

如果把气候变迁朝代更替联系起来看的话，就会发现，温度上升的年代更多的和繁盛的国力相系，寒冷的时代则更多的和乱世、改朝换代联系在一起。

中国的春秋战国时代就处于一次地球变暖期，由于气候逐渐变暖，当时大多冬天都没有降雪，如今在南方种植的稻谷当时在河南、山东、河北等地广泛种，农业的兴盛，带来了人口的增长和文化的繁荣。随后，在王莽统治时期，地球候开始转冷，干旱和严寒引起了广泛的饥荒。王莽并不是一个无能的统治者，是，他无方法解决饥饿引起的农民起义。随着气候的继续恶化，社会纷乱，也最导致了王朝的覆灭。

到了唐代，气候再次回暖，在唐朝统治的200年中，大部分时间处于温暖期，加上人治的因素，造就了盛唐的经济文化繁荣和军事强盛。在较稳定的温暖气和联数植气但终再候条件下，西域也变得温暖宜人，又随着道路的畅通，中原势力向西域延伸也成为可能。东汉时期，中原军队经居延海北侧西进，其行军路线，今天已经变得极为严酷，如果依今天的环境条件如此行军，已无可能。

随着全球变暖，许多沙漠变成绿洲，塔克拉玛干沙漠边上的丝绸之路在此时成形，西夏王朝盛极一时，沙漠的绿洲化为亚洲北部游牧民族的强大提供了经济基础，到了宋朝的时候，西夏、辽、金在实力上都胜过了中原。对于西方来说，公元10世纪到13世纪，全球温暖的阳光使得欧洲文化经历了意想不到的“中世纪繁荣”。到了唐朝后期，气候再次转为寒冷，这种气候给北方的契丹等少数民族带来很大影响。根据当时的文献记载，往往一场雨就能够下两个月。恶劣的气候使得游牧民族向南推进，给以农业为生的大唐带来了很大的威胁。在经历了“安史之乱”之后，唐朝终于一蹶不振。

在以上的描述中，我们忽略了其他因素对历史事件的影响，因此，由此推断气候对朝代更替有决定性作用显然是不正确的。但是，气候是重要因素之一，这显然是毋庸置疑的。

3.自然界的气候可让人类迁徙

除了引起饥荒和政治动乱，气候还会引起人类大规模迁移。人类来到北美洲和南美洲是历史上规模最大的迁徙之一，这次转移就是气候变化直接造成的。

两万年以前，地球还处于冰期，大量海水结冰，海平面比现在低大概300英尺。因此，陆地面积也比现在要多，一些浅的海峡，比如白令海峡（注：位于亚洲最东点和美洲最西点的海峡，宽约85千米，深约30米～50米）和卡彭塔利亚湾（位于澳大利亚以北）也变成了陆地，最早的澳洲人和美洲土著，都是沿着这些冒出水面的路线迁移过去的。后来，冰川融化，海平面上升，美洲土著和澳洲土著就滞留在新大陆。

中国历史上类似的例子也不少。东晋年间，很多汉族人大批迁徙到南方，很多“许”姓人离开河南，迁到福建、广东等地，又从这些地方迁移到台湾、东南亚。现在，在台湾有的村庄里面还有很多人都自称是南迁的“许”姓后代。

据一些历史学家推测，匈奴的入侵是造成这次大迁徙的根本原因，但是，外族的入侵虽然会引起政局的纷乱，但多数时候不会造成被征服民族的大逃亡。而在关于气候的记载中，人类发现了汉族南迁的线索——干旱。干旱导致了整个华中地区的颗粒无收，大量农民被迫搬到温暖湿润的南方。

气候学家们也尝试从这个角度解读一些至今困扰着人类的谜团，比如迈锡尼文明的兴衰。迈锡尼文化统治了爱琴海两个多世纪以后，在公元前1200年稍后突然消失了。据历史学家和考古学家推测，其主要原因是因为有来自北方的民族入侵。但这些不足以解释为何一个文明突然消失。近代气候分析则提供了新的证据：在迈锡尼文明消失之前，欧洲、地中海和中东的风向和温度都发生了巨大的变化，改变了迈锡尼人的生存环境。迈锡尼出现了持续的严重干旱，河流枯竭，庄稼死亡，最终居民被迫四散离去。

气候学家们认为，玛雅文明的消失可能也是由于类似的原因。由于在公元950年前后美洲气候发生了巨大变化，最终导致玛雅人被干旱夺去了生命。

4.自然界的干旱可催产人类诞生

在地球迄今为止的46亿年演化史中，曾经多次出现冷暖交替。而现在的地球，正处于第四纪冰期的一个相对温暖阶段。

广袤的非洲大陆是古人类化石发现最多的地区。其中东非高原更是以出土大量种类丰富的古人类化石而著称于世。因此，这里被认为是原始人类的起源地。

大约300万年前，人类的祖先——南方古猿，还选择在树上过夜。这一点，与其他生活在树上的猿类并无不同。然而，此时的南方古猿已经能够用双脚站立起来直立行走。直立行走，可以让古猿的视野更加开阔，帮助他们捕获更多猎物。而解放出来的双手可以制造工具，为不断增长的大脑寻找食物。它们正在变得与现代人越来越接近。可以说：正是直立行走，开启了人类的进化之路。

那么，又是什么原因让古猿跳下树来迈步前行的呢？距今1000多万年前，世界范围的造山运动已经开始。1200万年前至300万年前的这一期间，由于地壳抬升，东非地区形成了一条巨大的断裂谷带：东非裂谷。这条大断裂带从死海发端，长达8000公里，在非洲境内绵延4000公里。东非大裂谷的形成，让这里的气候发生了巨大的变化。山地形成之后，阻碍大气环流运动，暖湿气流遭到拦截。因此，东非大裂谷东侧的气候不再像从前那样湿润，而是变得干旱。而干旱使得茂密的森林逐渐减少，取而代之的是稀疏的草原和湖边低洼地。树上的食物变得越来越少，为了生存，南方古猿不得不开始尝试全新的生存法则。

古人类学家们认为，正是几百万年前的这次气候变化，促成了人类进化的第一步——直立人诞生了。而在随后的岁月里，气候变化，还将继续作为一个重要因素，推动人类从非洲走向地球上更远的角落。根据人类学家对古人类化石的研究，不断变化的气候，也在人类的进化演变过程中产生了巨大影响。例如，现代非洲人的黝黑肤色是对长期日照的适应结果；而欧洲人的苍白肤色是对寒冷适应的结果。

5.历史上的服装透露自然界的信息

几千年来的气候变迁，在人类的服饰打扮上也留下了鲜明的印记。据文献记载，在秦汉时期，由于平均气温比现在高1摄氏度左右，人类喜欢穿薄薄的衣服，比如丝绸织成的单衣。到了西汉末年，天气变得寒冷干燥，人们也更多地穿上了毛料织成的棉衣和棉丝做的夹衣，日常穿着的有袍、袄、氅衣等，都比较厚实。到了唐代，温度再次升高，木屐等凉爽的鞋子开始流行，男人们都穿上了葛麻织成的袍衫，女子则穿着轻薄的衣衫，蔚为时尚。除了当时社会气氛开放之外，天气炎热也是如此打扮的主要原因。

宋朝，天气再次转冷，女子们的穿着也重新变得保守而温暖，从辽、西夏、金等夷族传入的毛织衣物也得到了汉族百姓的欢迎。到蒙古入主中原之后，虽然生活方式逐渐汉化，但是在服饰上还是大量保留了原来的皮毛制作特色，也是因为天气寒冷的原因。直到明清，服饰仍然以厚实暖和为主，鞋袜都比以前更为讲究，这些都是和明清时期的“小冰期”气候分不开的。由此，人类的服饰所透露的也是历史自然界的演化过程。