譯者註:
和上次一樣,括號內是我是根據上下文需要的一些補充/相關信息,主要出自專業課上的內容和在其他閱讀裡積累的一些知識,僅供參考。大家如果非要我找到出處的話,可以舉個手留個言。一切內容以英文原版為準。
原文標題:「The Causes of Climate Change」
原文發表於美國國家航空航天局(NASA),某期某刊 https://climate.nasa.gov/causes/
科學家將自20世紀中期起的全球變暖趨勢歸於人類活動引起的「溫室效應」(溫室效應:大氣層像覆蓋玻璃的溫室一樣,將地球表面反射的熱量保存在地球周圍,保證了一個相對穩定的溫度。這是個很重要的效應,讓各種生物有機會茁壯成長:) 沒有大氣層、沒有這個機制的話地球的平均氣溫會低於零下10度)。
大氣中的某一些氣體特別擅長「保溫」。(大氣中有氮氣 氧氣 氬氣 各種氣)一些較穩定的氣體會在大氣層中「遊蕩」,對溫度的變化並不感冒——不會有物理/化學性質上的改變。這種氣體在驅動著氣候變化。另一些氣體,例如水蒸氣,會隨著氣溫的變化發生物理/化學性質上的改變。這些氣體被視為「反饋氣體」。(敲黑板!氣候和天氣是兩回事。天氣是短期的、每天的氣溫/大氣特徵;氣候是長期的大氣特徵,約等於幾十年/一百年的天氣平均值。)
參與溫室效應的氣體有:
- 水蒸氣。這是大氣中數量最多的溫室氣體,是最重要的氣候反饋氣體——隨著氣溫升高,大氣中的水蒸氣含量會增加(就像夏天天氣熱,地表上的水蒸發得快,空氣中的水蒸氣就多了),自然地,成雲和降雨也多了起來。 - 二氧化碳 / CO2。大氣中含量不多但非常重要的氣體。它的釋放源於自然過程,如呼吸作用和火山爆發;也源於人類活動,如伐木毀林、燃燒石油。自工業革命以來,人類使大氣中的二氧化碳含量增加了至少三分之一。CO2是氣候變化最主要的驅動力。- 甲烷 / CH4。這種碳氫化合物同樣產自自然過程和人類活動,比如垃圾填埋場的降解過程、農業(尤其是水稻種植)、反芻動物的消化過程(牛打的嗝就是甲烷)和牲畜的糞便管理。儘管甲烷在大氣中的含量遠少於二氧化碳,但單個甲烷遠比單個二氧化碳活躍得多(換個說法,單個甲烷在截留熱量、促成全球變暖方面,比二氧化碳強20倍不止)。
【多嘴幾句。一頭牛一年大約會排放出70~120kg 的甲烷(比人還重好嗎...)-- 一頭牛已經要打這麼多甲烷嗝,你能想像一群牛打的甲烷嗝嗎?研究發現18%~50%的全球變暖能歸咎於養殖業(depends on stuides),所以少吃牛肉功勞大大的有-- 我造,牛肉(特別)好吃,我覺得完全捨棄這種人生樂事不現實也不人道,我就還在掙扎... 但就是想呼籲一句,為什麼不能更「可持續發展」地吃呢?想想看,一周吃一次,或者只吃好的牛肉(而不是什麼漢堡牛肉),其實沒那麼不能接受嘛。
人類總不能被自己的貪慾害死。】
- 二氧化氮 / NO2. 另一個重要的溫室氣體,主要來源於耕種(尤其是耕種中使用的各種商業/有機的化肥),燃燒石油,工業制硝酸,和有機物的焚燒(森林火災或焚燒動物糞便)。
- 氟氯烴 / CFCs. 另一種溫室氣體,完全產自工業合成的化合物。用途不少,但因為它會破壞臭氧層(臭氧層在高空中是好東西,幫我們阻擋太陽過強的紫外線輻射),現在其生產和排放受嚴格的國際法規控制。
人類的行為正在(快速地)改變著溫室氣體自然的釋放和分解過程。過去一百年裡,化石能源(煤、石油)的使用已經大幅提高了空氣中二氧化碳的濃度——化石能源中的主要成分,碳,燃燒時與空氣中的氧氣結合,產生二氧化碳。再者,大面積的森林、植被被農業、工業和城市發展所取代,也加速了二氧化碳濃度的上升。(生物課上一定有學過植物的光合作用吧?就是吸收二氧化碳、產生植物自身需要的能量、釋放氧氣。植物少了,二氧化碳的吸收就少了;同時各種人類活動本來就各種依靠焚燒化石能源,二氧化碳的排放增加了。原有的平衡就被打破了。)
這種人為的介入到底(對地球、對各種生物、對人類的健康/生活水平)會造成什麼後果現在還不能做出準確的判斷,但不可否認,以下一些影響很有可能發生(已經發生了):
地球的平均溫度會上升,但局部來說,有的地區氣溫會明顯升高,另一些地區感覺則不那麼明顯(比方說,本來就很熱的赤道地區,上升個0.5度感覺可能不明顯;但高緯度、本來比較寒冷的地區,上升個0.5度忽然之間降雪都少了很多)。
整體而言,氣溫上升會(加速水在液態、氣態之間的轉換)導致更頻繁的蒸發和降雨,但局部來說,溼潤的地方會更溼潤(所以近年來,我家鄉廣州/潮汕地區極端的暴風雨天氣明顯多了很多,造成了很多不便,甚至財產損失),乾燥的地方會更乾燥。
加強版的溫室效應會使海洋溫度上升,融化(大面積的)冰川,使海平面上升(我們可以想想單就中國的海岸線上分布著多少重要城市,海平面上升有多少人要遷居、會給這些城市造成多少經濟損失、民生問題。現在已經有氣候難民一說了-- 那些因海平面上升不得不舉國搬家的人們)。
【溫室效應是個 正·反饋機制。正反饋機制就是一個過程的結果會誘使這個過程發生的更頻繁/更劇烈。氣溫升高—> 冰雪融化+海水溫度上升—>結果是對陽光的折射大幅減少+溫度較高的海水對二氧化碳的溶解作用減少—>氣溫進一步升高】
【海洋溫度上升不止會加劇海平面上升,還改變了海裡各種生物的生存環境。比方說已經有很多研究表明蠔類越來越難形成完整的殼體(通俗說法叫缺鈣)、發育不全,就是因為海水溫度上升改變了鈣離子的化學平衡】
人類活動在氣候變化中的角色
來自世界各國的1300個科學家組成了國際氣候變化專家組,他們在其第五次評價報告中指出,有大於95%的把握可以斷定,是過去50年的人類活動造成了地球的升溫(出於嚴謹,科學家不會說百分百肯定是這樣,但證據是壓倒性的)。
過去的150年裡,現代生活所依賴的工業生產已經使大氣中的二氧化碳濃度從280 ppm激增至400ppm (一個描述大氣氣體數量的單位)。(要知道二氧化碳濃度在工業革命以前的八十萬年裡都不過是在180 ppm (冰川時期)~280 ppm 間浮動 )
太陽能輻射
太陽是整個地球的終極能量來源,由此推斷氣候變暖是因為太陽的輻射變強不無道理。確實,研究表明太陽輻射的變化在過去的氣候變化中起了很大的作用。比方說,1650至1850年的小冰河期就被推斷是由太陽輻射減弱和火山活躍期重疊而導致的。格林蘭島在1410 到1720年間一直保持低溫,冰川甚至擴張到了阿爾卑斯山。
但有幾個重要的證據表明,現在的全球變暖並不是因為太陽釋放的能量增強了:
- 太陽釋放的能量從1750年起就相對穩定,詳見下圖
此圖將地球表面溫度和地球表面接收到的太陽輻射(黃色實線,對應左邊坐標)做了個對比。自1880年,地球表面溫度由紅色細線表示(對應右邊坐標),紅色粗線是實際溫度的平均值,用於展示總體趨勢;同理,地球表面接收到的太陽輻射用黃色細線表示(對應左邊坐標),黃色粗線是其平均值。顯而易見,自1950年起,地表接受到的熱量甚至是有所下降的,但同時期內,地表溫度卻一路走高。也就是說,全球變暖並不是因為太陽釋放出更多的熱量。
【譯文完】
好的其實並沒有什麼彩蛋,但是nerdy如我實在想不出什麼辦法讓大家更重視這件事、看這種乾巴巴還心堵的科普文,只好把大家騙進來看到最後。
一些舉手之勞,選擇公共運輸而不是一個人開車、時不時吃一次牛肉而不是動不動就烤肉 等等,都是對全球變暖的貢獻。
畢竟不論你願不願意、有沒有錢,氣候變化都會從各個方面改變你的生活。