令人震撼的二氧化碳浓度地图

我们排放的碳，巨大的数字虽令人印象深刻，但给人的感觉还是很抽象，在地图上精确观察大多数碳排放发生的位置，则会更加令人震撼。

基于卫星监测到的数据，国家海洋与大气治理署的一个网站“碳迹追踪者2011”（CarbonTracker CT2011_oi）用彩色地图展示了全球的二氧化碳浓度。点开其中一个链接，你可以看到美国中部地区在夏天会变为蓝色，因为粮食作物和森林从大气中吸收了碳，到了冬天又会变为红色，因为土壤中微生物的降解释放了碳。点开其他链接，你也可以看到，随着季节变换，植被的作用促使南北半球在蓝色与红色间交替变化。图像展现了很多细节，你可以观察到局部二氧化碳形成的旋涡与混沌，就像咖啡中的奶油一样。

要想观察复杂的人类社会如何对头顶上的空气造成影响，可以查阅美国能源信息管理局最近几十年的全美二氧化碳排放图。在2009年美国经济陷入混乱以前，碳排放每年都在增长。数百万资产缩水的人们缩减了旅行及消费开支，他们排放的碳也减少了。经济学家与政治家可以很好地根据这张图评判国家运行是否健康，就像医生监测病人的呼吸一样。大衰退期间碳排放的减少，就好比是经济出现问题后的浅呼吸。在写这本书的时候，美国CO2曲线又爬升到了之前的水平，因为经济正在缓慢复苏。

根据上述这些观点，局部与全球之间会无缝对接。就像基林和其他一些科学家展示的那样，低层大气会在一年左右完全混合，所以全世界的监测站都会观测到CO2的类似增长。地球上的生物给这条上升的曲线增添了些许波动，这是因为生物圈大量光合作用与呼吸引起的季节脉动，夏天吸收而冬天排放。但是不管怎样，全球二氧化碳的总量还是在持续上升，主要归功于北半球的部分地区。

二氧化碳信息分析中心公开的地图上，用鲜明的颜色标出了热点地区。从上面可以看出，美国东部、欧洲北部、印度及中国就像看不到火焰的火坑。在这些热点地区，是世界上规模最大的城市工业CO2穹顶，作为主力向大气中排放着化石碳。因为这些碳源集中在北半球中纬度地区，北半球的空气监测站现在测得的数据会略高于南半球。在化石能源时代以前，相对多地少海的北半球而言，海洋的上升洋流会造成南半球的二氧化碳浓度有所富集。如今这种不平衡已经发生了逆转，仅仅是因为北半球拥有更多城市。

你可能已经知道，二氧化碳会使大气变暖。或许你还知道，因为碳原子与氧原子的排列方式，CO2分子与红外线的频率之间存在共振，从而使得这种气体具有超强的热量获取能力。这些信息很容易就能查到，所以如果你想温习什么是温室效应以及CO2持续增长如何影响着全世界，海量信息在等着你。

全球变暖的糟糕影响或许已经令你沮丧至极，甚至想跳出城市CO2穹顶以外，不过我们在这里更关注的还是背后的原子关联。了解这些关联，我们也就可以更深入地理解我们对地球的影响——延展开来，也是对我们自己和后代的影响——而且还会揭示一些令人振奋的事情。就碳元素而言，从原子的角度可以展示出，无论是正面还是负面，我们与地球的关系到底是何等密切。