大气中除了二氧化碳以外,更有痕量气体在增加。它们像二氧化碳一样对全球气候起着明显的影响。这个看法是四位科学家在即将问世的一篇论文中提出来的。他们还说,比较重要的一点在于这些痕量气体能长此以往地持续起着“暖房”作用,比二氧化碳有过之而无不及。该文将发表在今年六月号的《地球物理研究》杂志上。
“这些痕量气体在今后40到50年里对气候变暖的影响耍超过二氧化碳的两倍或三倍。”其中一位作者R. J. 西塞尔朗这样说的。他目前是美国国家大气研究中心(NCAR)大气化学研究室主任。这个结论是他的研究组对近40种痕量气体中某些气体的附加影响的研究中得出的。另一位作者,国家大气研究中心气候模型制作人V. 拉曼纳沙恩对此作了说明:这个结论只不过是根据1970到1980年期间测得的这些痕量气体浓度的递增率,然后依此外推50年计算所得的。
他们所研究的痕量气体大多数是大气中的新来户。这些微量气体被发现是由于其浓度在以往20年里有了触目惊心的增加。它们是工、农业活动的副产品。倘按拉曼纳沙恩的说明,该研究组的推测是“可靠的”,那么工、农业活动及其副产品“将像1970到1980年间同样的递增速度增加,痕量气体对气候的影响程度将为二氧化碳的两倍。”但是,他告诫说,这个结论的不可靠性仍是很大的。其中不可靠性的最大因素之一是云。因为云能调节这些痕量气体对气候的暖房影响。
太阳给地球的辐射能主要是可见光。地球把接收到的大部分辐射能以红外辐射方式回返到空间。然而,暖房气体有效地吸收,同时捕集红外光谱中的辐射能,用此来加热地球的大气。这些红外线的吸收者在大气中的浓度充其量为十亿分之几,远远低于二氧化碳的浓度。不过它们却是暖房影响的高效放大器。例如,一个氟氯碳11(CFC-11)的分子吸收的红外辐射热的能力相当于一万个二氧化碳分子的能力。
但是,研究二氧化碳对气候的影响比其它痕量气体,时间要长,深度要深。1975年拉曼纳沙恩首次提出CFC-11和CFC-12也是暖房气体。自那时以来,其他科学家研究了别的痕量暖房气体。其中有位新纽约城Goddard空间研究所所长J. E. 汉森,他认为拉曼纳沙恩的论文是篇重要的论文,因为该文“最有系统地列出了具有增强暖房作用的痕量气体。”
由于研究组一丝不苟地研究,这个组才能说清楚哪几种痕量气体是高效率的具有暖房增强作用的气体,而哪几种则不是。在扩大暖房影响中最重要的气体,也就是能引起气候变暖,致使冰盖消融,海平面升高的气体是CFC-11、CFC-12、臭氧、甲烷和一氧化二氮。别的痕量气体如CFC-22被认为是CFC-11和CFC-12的代用品,同上述四种气体一样也是强有力的暖房气体。因这些气体浓度低,目前还不把它们看作是一个问题。
国家海洋和大气局空气资源实验室主任L · 马赫塔称赞这个研究组“对未来地球大气层边缘中的痕量气体浓度作了预测,并且阐明了这种预测的理由。这个工作在过去是没有多少人愿意做的。”迄今为止,也没有谁考察过这些气体的化学反应和它们之间的相互作用。——美国环境保护局战略研究室主任J. S. 霍夫曼说这番话的。
例如,论文说明由于一氧化碳这种非暖房气体的存在,甲烷和臭氧的浓度在对流层——同地面紧接的那层空气层中可能正在增加。一氧化碳侵蚀羟基,总是在净化含有甲烷和臭氧的对流层。如果没有羟基,则甲烷和臭氧的浓度就将增加。
总之,甲烷、臭氧和别的痕量气体包括二氧化碳的增加,已足够引起距今一百年来可以测得的大气增热。四位作者认为,气温记录不能反映出大气在增热这一点是因为海洋在起吸热器的作用,它把大气的这种增热吸收了进来。我们不知道海洋将继续减缓气温增加还能维持多长时间。
美国环境保护局的霍夫曼说,拉曼纳沙恩、西塞朗、国际科学研究设备的H · B · 辛和国家大气研究中心的J · T · 凯尔“将改变人们考察全球变暖问题的方法。”
[C&EN,W85年5月6日]