研究天气的科学家也许在面临着一个关键性的突破。
他们确信:人类的活动正在改变着大气并影响到地球的未来。
他们也确信:如果他们不和生物学家、地质学家以及一些从不同方面研究地球的科学家联合起来,去探索地球作为一个大气、海洋、地质和生物联合体是怎样运行的话,他们将不能够了解这种变化的发生,或去预测它们的发展过程。
这就是美国气象学会在这里召开其年会的原因,用一位科学家的话来说,这是一次前所未有的、“世界范围”的会议。这次会议探索了地球的生命系统——生物圈和天气系统——大气圈之间的关系。
从事大气研究的约翰 · A · 埃迪说:“我们将有可能创造出一门新的学科——综合地球科学。”他说明气象学家所处的境况是“所遗留下来的大问题是如此之大以至于在大气科学甚至在生态科学的范围之内是无法解决的。”
这些问题涉及到地球的整体,如人类造成的气候变化,这是人类、甚至是整个地球生物所面临的挑战。在和其它领域的科学家交换意见后,埃迪博士说:“我们至少已在接近科学上一个重大突破的黎明时刻,我们已在科学的某些问题上酝酿着一场革命。”
生态学家保罗 · 里索持同样的观点。谈到生态学的前景,他说生态学家处于这样的状况:如果不考虑地球上的生物与大气的相互影响,他们将不能够了解生物是怎样演变的。所以他说:“我认为我们都应该相信,我们正处在一个联盟的最前列,这在科学上将具有重大的意义”。
正像美国国家大气研究中心的理查德 · 安塞思所说的那样,地球上的生物和大气之间通过气体的交换而相互影响。例如,空气中最初缺乏氧,这种维持生命所必需的气体是由陆地上的绿色植物,特别是海洋里微小植物产生的。他说,现在我们所面临的大挑战就是去了解所谓的痕量气体的交换,虽然这些气体在大气中只有很小的一部分,但它们所起的作用却很大。
人们在燃烧煤时产生气体二氧化碳,污染了空气,由于农业活动也会增加另外一种热分离气体——甲烷。气候学家长期以来已关注到这些气体的增加将会增暖并改变地球的气候。由美国国家航空和宇宙航行管理局协调进行的一项主要研究结果业已发表,证实污染对气候构成了严重的威胁。
从整个历史的存在到现在已经历了漫长的历程。人类对气候的影响比气象学家所认识的更复杂、更难以捉摸。里索博士说:如果不了解二氧化碳的增加是怎样影响到森林中土壤吸收和释放二氧化碳这样一些难解的化学过程的话,那也就不能认识二氧化碳的作用。
气象学家埃迪说,我们需要学习大量的知识。美国国家大气研究中心的拉尔夫 · J · 西塞隆在报告海洋中某些微生物对大气的影响时也强调了这一点。
像颗石藻这样的生物体能发出一种含硫气体——乙烷硫化物,这种气体能在大气中形成云的催化颗粒。
“为什么我们在美国气象学会的会议上谈及细胞生物学呢?”当西塞隆注意到有些听众似乎被这一个不熟悉的化学问题而感到困惑时,在口头上做了问答。这个问题的确有些离奇。他解释说:细胞生物对云的催化作用直到现在才变得明显起来,它通过影响海洋上空的云量从而对整个地球大气造成影响。
他接着说,如果二氧化碳增加或其它一些因素使得气候变化,那么海水盐浓度将随之变化,微生物机体将调整自身的细胞化学过程以适应盐浓度的变化,使得用于云催化作用的气体产生量发生改变。这样通过甲烷云覆盖的变化又将进一步对天气造成影响。
这正是一个人为气候变化的例子。像二氧化碳污染,仅仅是一个更大的、更复杂现象的一部分。
宾夕法尼亚州立大学气象学家约翰 · 达坦对局限于各自专业范围内的科学家作了总结报告。他说,我们最好去学习大量的有关知识,这样,在人类的活动将会出现什么样后果这一问题上,我们将会得到某些方面的认识。如果我们获得了这方面的认识,我们就有可能改变这些活动。
(The Christian Science Monitor年1月)