天气专家们正在寻求导致全球变暖的“温室效应”起因及其影响。现在,已是认真检讨这种全球变暖将如何影响我们未来生活的时候了。
“温室效应”
何谓“温室效应”?让我们先看一个类似的例子。大家都知道:在一个夏季炎热的日子,把汽车停在停车场却忘记打开车窗将会发生什么。当你回到自己的车内,里面简直已像是一个火炉了。这种快速升温反应就是缘于“温室效应”:当太阳辐射能量轻易透过车窗进入车内后,部分能量就转化为热能或红外热辐射。由于这些热辐射不能很快逸出车窗而被困于车内,从而导致温度升高。
温室气体的分子如CO2分子,正是扮演类似汽车东窗或温室玻璃的角色。可以设想,温室气体构成了包裹于地球外层的“玻璃窗”,阻挡了那些本来可以从地球表面逃逸到外层空间的热量,从而造成地球增温。
大气中的CO2不断地通过植物光合作用被吸收。另一方面,随着动植物的呼吸,有机物的腐烂,森林、草地或其它任何有机物的燃烧,水的蒸发CO2又源源不断地重新释放出来,结果是,大气中被吸收的CO2数量与重新释放出来的大致相等。几千年里,这种循环过程已建立起一种CO2的吐纳平衡。但是,自1860年以来大气中的CO2含量已稳步增加了。现在,每年有50亿吨碳(几乎世界人均1吨)排入大气,这要归咎于大量地使用矿物燃料。与1860年水平相比,通过这种燃烧过程释放CO2的速率已提高了53倍。为发展农牧业,每年还要烧荒、开垦热带雨林而放出额外的16亿吨碳进入大气。
现在,科学家已可以用几种不同方法检测几个世纪前大气中CO2的含量。例如,他们分析存于冰川冰块中气泡的成分;检测已有几百年树龄的树木……。从1958年开始,美国就通过安装在夏威夷冒纳罗亚火山顶(海拔13677英尺)的灵敏仪器,连续地对大气中CO2含量进行监测。另一个监测点设于美国开展南极研究计划的南极站。这两个监测点都远离具有较高CO2含量的工业区,而且在冒纳罗亚和南极监测到的结果实际上没有什么差别。
根据这些监测的结果、使气候学家们发现:大气中的CO2含量已由1860年的275 ppm上升到1986年的346 ppm,增长了26%。如果以目前的速度增长,到2050年大气中CO2含量将达到550 ppm,并使全球“恒温器”升高4°C(或7°F)。
各持己见
进入本世纪80年代以来、有关全球变暖趋势的温室解释学说似乎普遍得到了科学界的认同。其实不然,还有许多有影响的气候学家尚未完全信服。位于美国科罗拉多州博尔德的国家大气研究中心气候学家斯蒂芬 · 施耐德就认为,80年代以来的气候变暖未必能证明就是“温室效应”的影响。马里兰州气候分析中心的天气专家切斯特 · 罗帕里韦斯基等人也持有相同的看法。根据罗帕里韦斯基的观点,“CO2是否就是影响天气(变暖)的唯一因素还不清楚。目前尚缺少有说服力的证据。”加利福尼亚 - 戴维斯大学的环境科学教授肯尼思 · E. F. 瓦特、竟然嘲弄般地称“温室效应”充其不过是“本世纪的笑声”。
尽管还有这样或那样的怀疑。仍有一些颇有声望的气候学家确信,现在我们这个行星变暖完全是一种善意的温室警钟。例如,1988年末在美国会能源和自然资源委员会的听证会上,国家航空和宇宙航行局(NASA)戈达德空间研究所的詹姆斯汉森指出:“我们有99%的把握说,‘温室效应’与迄今观测到的气候变暖存在着一种因果关系。”
是祸是福
“温室效应”带来的影响未必都是消极的,且让我们看看一些可能有益的方面:
——在某种程度上,目前用于住宅、商店和工厂供热的费捍将由此有所下降。根据加拿大多伦多大学气象学家F · 肯尼思 · 黑尔的观点、如果到2050年CO2含量升高到500 ppm,加拿大用于供热的燃料费用将下降15%。
——现在主要栖息着旅鼠和北美驯鹿的次北极草地,将由于气候转暖而吸引人们前去定居,并发展工农业生产,对于目前居住在加拿大北部、斯堪的纳维亚和苏联严寒地带为数不多的人们来说,温度升高4°C(7°F)或更多可能是件受欢迎的事情。一些温室研究者甚至建议百万计的美国人移居加拿大,因为他们在那里将发现更有吸引力的生活和工作机会。这样的结果将是、加拿大的人口数量、连同它的政治与经济影响力将显著提高,最后甚至在这些方面超过美国。
——大气中丰富的CO2将带来充沛的雨量,从而延长生长季节。由此,加拿大、欧洲和非洲北部的农业生产将获得增长。例如,加拿大小麦种植带的生长季节将由目前的110天延长到160天。正像加拿大农业部气候专家罗伯特 · 斯图尔特所说:“对加拿大而言,‘温室效应’在任何意义上都不意味着厄运与不幸。”
遗憾的是,多数情况下全球变暖的影响是十分不利的,这些消极的作用包括:
——渐渐融化的冰川和升高的海平面。全球平均气温升高4°C(或7°F)。将通过热扩散导致海水变暖,进而融化冰川如北极冰帽,最终使得大洋平面升高。实际上这种情况已经出现。1987年在南极洲冰域的一座巨大冰山崩塌溅入罗斯海就是例证之一。这座面积为25×29英里庞大冰山的融化、足以改变整个南极洲的海岸线。事实上,威尔士湾已经永远消失了,仅存留在地图绘制者的记忆之中了。
美国家科学基金会(NSF)的极地信息研究计划负责人盖伊 · 格斯里指出:“这座巨大冰山大到如此令人惊愕的地步、试想如果将它运抵加利福尼亚并融掉它,由此形成的水量足够洛杉矶用上675年!”
到2035年,海平面升高1米(3.3英尺)就将使海水沿着美国海岸向内陆推进30米(100英尺)、并改变美国的海岸线。在大西洋和海湾沿岸的佛罗里达和路易斯安那州大部分地区将被洪水淹没、损失包括房屋、工厂、化学储藏罐、铁路和公路在内的数十亿美元财产。估计仅查尔斯顿和南卡罗来纳,由于洪水就将承受6.5 亿美元损失之巨。波士顿、纽约、巴尔的摩、诺福克、迈阿密、英比尔、新奥尔良和休斯敦等城市将遭受同样的灾难。成千上万的人将被迫迁移他乡,人们压抑、焦虑和不满的情绪与日俱增。海面升高带来的海水将逐渐“侵入”像切萨皮克湾这样的淡水江口,从而导致大面积污染养(繁)殖多种珍贵食用鱼类,如红鲷鱼、蓝鱼、条纹鲈鱼和比目鱼等的水域。更有甚宵,海水可能渗入多孔岩的蓄水层,污染数百万人赖以饮用的淡水。
——越来越炎热的夏季。美国一些著名的天气专家确信、1988年发生在美国的那段灼热可怕的日子,应归咎于温室现象。在美国中西部、新英格兰、中部大西洋和远西地区城市的高温纪录接二连三地被打破。在俄亥俄,环境保护部门甚至发布了一份新鲜空气警报、因为位于克利夫兰、哥伦布及其它城市上空的热空气就像一个大盖子、造成有碍健康的气体严重沉积。美国卫生当局告诫那些上年纪的,或患有心脏、呼吸道疾病的人们呆在家里。并且在热浪袭来时尽量减少体力活动。尽管有这样的告诫,仍然有相当数量的人因高温死亡。
——愈加频繁和严重的干旱。可以设想美国气象台明天发布“全国降雨量将在今后100年里减少40%”的预报,将在全美国引起多么大的冲击波。湿度如此大幅度降低、将招致巨大范围的环境、农业和经济损失。但是这种气候灾害是客观实在的,早在人们刚刚开始真正意识到“温室效应”影响时,这一点已为位于科罗拉多博尔德的国家空间研究中心前主任瓦尔特、奥尔 · 罗伯兹所言中。换句话说,今后干旱的发生将被视为一件“常事”,连年不断。
——有增无减的猛烈“尘暴”。在美国历史上,发生最具破坏力尘暴袭击的时期恐怕要算本世纪30年代——被称为“尘暴”(Dust Bowl)时代的那段日子。厚达1英里多咖啡色的尘云巨浪翻滚般压向美国中部大草原,煞时间天昏地暗。1934年3月11日,这种“黑色暴风雪”之一的就卷起了多达3亿吨的肥沃土壤——相当于开凿巴拿马运河时从中美洲挖出土石的总吨位;单在这次风暴中损失的土壤、就相当于毁掉了3000个面积100英亩的农场!
土壤侵蚀至今仍是一个令人疾首的问题。1989年3月美国土地利用局的报告指出,在面积约相当于新泽西州的470万英亩耕地上,年风化速度不低于每英亩15吨。土壤学家们认为、即使3倍于这一速度尚还是可以“容忍”的。
今后会怎样呢?不幸的是,由于受到“温室效应”的影响、土壤学家们预测未来的“尘暴”将比以往更糟、更具破坏力。温室研究专家瓦尔特 · 奥尔 · 罗伯兹写道:“30年代的‘尘暴’是美国有史以来最大的气候灾害,但与之2040年的‘尘暴’比较起来,简直就像‘小巫见大巫’了。”
——与日俱增的狂暴飓风。飓风的能量是在大洋海水被加热到至少27°C(或80°F)时获得的。是否孕育1988年“吉尔伯特”飓风的大洋变热受因于“温室效应”呢?一些著名气候专家持肯定的观点。其中之一就是美国麻省理工学院(MIT)的卡尔 · 旺斯克。他相信“吉尔伯特”飓风仅仅是那些受全球变暖激发的、并且日渐增多的一系列狂暴飓风中的第一个。旺斯克指出,看看‘吉尔伯特’与之相关的气候状况,同你设想在‘温室效应’影响下所期冀见到的情形完全一致。直觉告诉我,它们就是我们正在观察发生的那些状况。”另外一些麻省理工学院的研究者的推测,海洋只要升高2.7°C(或5°F),就将孕育成比过去破坏力强一半以上的超级飓风。
——频频发生的惨重森林大火。 美国森林管理局称1938年夏季是30年来最严重的火灾季节。夏季的干旱使得美国的林木变成了易燃的干柴,极易为雷电击中着火,在这年仲夏之际,一团团熊熊大火燃烧着柯拉斯加、爱达荷、加利福尼亚、俄勒冈、犹他、怀俄明和威斯康星等州的森林。在面积相当于康涅狄格州的365万英亩的地区已化为一片焦土和余烬。仅在黄石国家公园,火舌就无情吞噬了100多万英亩的山林,迫使疏散了几千名前来观看这里旧费斯弗尔火山喷发奇景的人们,美国森林火灾总监弗雷德 · 诺克,一位与林火打过20多年交道的人告诉记者说,他“还从未见过比这更可怕的事情。”
1988年爆发的大面积林火或是或不是温室影响的一个可靠信号。不管怎样、科学家们预言,当“温室效应”来临而使森林变得越来越热,越来越干燥,那么美国未来森林大火的图画将十分近似于1988年所展示的那幅,只是更加平常,年复一年罢了。
——日益增多的野生物种濒临灭绝。在我们这个星球30亿年的历史长河中,曾发生过多次重要的温度变迁。几千年前,在距今最近一次的气温升高中,为数众多的热带物种把它们的生境向北远远扩展到了今天的加拿大。例如,桑橙现在就生长在加拿大多伦多附近,野猪也在美国宾夕法尼亚得以迅速繁衍。当然,也有不少动、植物由于不能适应温度变化而灭绝。重要的是这些物种灭绝是发生在一段长达几千年的漫长岁月里,而这期间温度只缓慢升高了5℃。然而,温室研究科学家们预言,今后升高同样的温度却只需61年!
假如到2050年全球气温果真升高5°C,一个世纪气候将向两极推移200英里。野生物种能够跟上这一步伐吗?许多它们自然迁徙或逃避路线可能,或者肯定将被切断。就仿佛一只驯鹿想要穿越一座四处延伸、纵横交错的大都市区是何等的不容易。
如果温室预言家们正确的话,野生物种在下个世纪温度骤然升高的情况下,其绝灭速度将远远超过过去几千年来所渐渐发生的。
国际大气公约
能为延缓“温室效应”影响做点什么呢?1989年,美国环境保护局提出了一系列有关政策建议,它们的整体作用将使全球变暖速率降低60%,使每个世纪温度仅升高1°C。以下就是这些被推荐的建议:
1.减少汽车的CO2排放量。应使汽车改用如甲烷等能清洁燃烧的燃料、而不是汽油;更广泛地采用大众交通工具;颁布对所有新车最低燃烧效率为每加仑50英里的限制标准;使用电动车辆等等。
2.针对使用矿物燃料,开征CO2排放税。
3.厉行节约能源。回收废纸、废玻璃和废金属等资源;利用垃圾和作物秸秆等作替代燃料。
4.大力发展太阳能,以减少使用矿物燃料。
5. “能源种植”——大规模发展速生林木。燃烧这些树木不会改变大气CO2的净增量,因为燃烧同样数量尚存活的树木将释放出等量的CO2。
6.阻止破坏热带森林。
以上这些措施不但在美国而且在全世界应尽快得到执行。由于CO2和其它温室气体将长期存在,而且会源源不断地在空中从一国扩散到他国,所以有效逷制温室问题需要国际间的共同努力。为了这一目的,美国已发起召开了一系列有40多个国家参加的有关会议。第一次即是1989年初在华盛顿举行的。这些会议期望能够最后达成一项有关国际大气公约,其中条款将致力于通过国际间的协作,大幅度降低温室气体的排放量。
遗憾的是,还有一些阻碍执行这样一个国际公约的严重障碍。问题之一就是像中国和印度等发展中国家,正在大力兴起一场工业化革命,以提高本国的生活水准。无论如何,这种发展都有赖于矿物能源,而消费这些能源将释放数量可观的CO2。现在,像美国和日本等工业化国家人均CO2排放量是中国、印度这样的发展中国家的20 ~ 50倍。当然,贫穷国家也应有同第一世界国家同样的发展经济的机会。可以试想一下,如果中国只取得现在美国人均国民生产总值的15%,那么这个国家消费矿物燃料所释放出的CO2排放量,就相当于现今美国全年燃煤排放的CO2量。
爆炸的世界人口是置于国际控制排放CO2道路上的又一障碍。半个世纪以后,地球上的人口数量可能翻一番。因此,显而易见地如果没有创造性的遏制战略,CO2的排放量将戏剧性般地大幅度增加,尽管那时地球上仍然只维持着现有的生活水准。
尽管有这些令人头痛的问题,为数日益增多的世界天气学家、环境科学家和政策制定者们确信,人类必须开始勉力于共同对付来自“温室效应”的挑战。在最近一次美国会听证会上,蒙大拿州参议员马克斯 · 鲍科斯敦促,“国家环境保护局的政策建议书已提出了‘现在就采取行动’的理由,我们所面临的问题:是否需要留意这种警告呢?”事实上,我们确应对此给予极大的关注,而且不应有半点延误。毕竟,“热浪业已掀起!”
[Futurist ,1989年9~10月号]