在美国,一派狂热的喧嚣声从1988年一直持续到1989年。问题出在地球气候变暖上,1988年反常的干热之夏如同火上浇油。国家航空与空间署(NASA)的科学家杰姆斯 · 汉森(James Hansen)在美国参议院的一次听证会上作证时说,高温预示着长期争论不休的“温室效应”的来临;全球气候变热是由于大气中二氧化碳的累积所致。1978和1982年严酷的冬季被人淡忘了。(1978年装载着煤和燃油的驳船被冰封在河中;有200多人死于严寒。)

或许1989年早到的冬季会提醒预言地球变暖的人,大自然是可以反复无常的。《时代》杂志把在劫难逃的行星地球作为该刊1988年的“本年度风云人物”,认为地球将毁于人类的管理失误和温室效应。仅仅几天之后,阿拉斯加州却经历了历史上最冷的天气。在这个美国最北部的州,有20个地点记录到本地有史以来的最低气温,约在摄氏-45°至-53°之间。到二月份的第一周,寒流开始南移,从阿拉斯加沿洛基山两侧而下,使西北太平洋和整个中西部,南至得克萨斯,最东达大西洋中部和新英格兰各州的气温接近最低纪录。那些“温室效应就在眼前,变暖已经开始”理论的支持者们在那几周内都不吭声了。

考察红外辐射

公允而言,即使存在因温室效应增强导致气温升高的潜在可能,也不应指望这种情形会立即出现,或对冷暖交替不形成干扰。因此,让我们对情况进行进一步的考察。

地球及其大气层构成了一个“温室”。这个事实没有任何问题。的确,假如不是空气的温室作用,地球表面将会像月球表面那样,夜间极冷(-166 ℃)白天奇热(+99°C)。到达月球和到达地球的太阳能量虽然相当/但地球的大气使进入的太阳辐射扩散。当地表被太阳辐射加热,红外热就反射出去。二氧化碳、水蒸气、甲烷、碳氢化合物_“温室气体”就吸收长波(红外)辐射。这一过程缓和了地表温度,从而使我们感到欣慰,为地球确实像一个温室而感到高兴。

此外,温室气体全部由自然界和人类活动所产生。例如,二氧化碳来自一切生物的呼吸,来自森林大火、腐烂的植物和火山,还来自人类使用的矿物燃料的燃烧。就其总量来说,人类能够产生的至多一半;另一半是由自然生成的。碳氢化合物来自活的植物,特别是松树和冷杉,在遍布针叶林的北美太烟山和其他地区,这些树产生出“蓝雾”。碳氢化合物还产生于各类工业活动和汽车的不充分燃烧。碳氢化合物和甲烷都可通过牛和其他反刍动物的“打嗝”而进入大气。大气中的碳氢化合物来自自然界和来自人类活动的也差不多相等。甲烷产生于沼泽、白蚁、煤矿和稻田。约90%的甲烷生成于自然界,由人类活动产生的只占10%。

这些气体向来就存在于大气之中,但其总量在最近的一个世纪里得到增加。据最仔细的测量,自工业革命以来,二氧化碳增加了25%。二氧化碳及其他温室气体目前的增长率大约为每年1%。按此速度,在本世纪内温室气体总量将翻一番。

截然相反的计算机模型

根据气象学家先进的计算机模型,自19世纪中叶以来,二氧化碳的累积增加应当使可测量到的温度升高1—5°C。但结果并非如此。气温一直波动不定,总升幅没有超出0.3—0.7℃的范围。由于缺少海洋气温测量资料,因而无人知晓海洋占90%的南半球情况如何。

回顾始于1988年6月的群众性狂热,当时国家航空与空间署的科学家杰姆斯 · 汉森在美国参议院作证说,温室效应就在眼前,正在改变着气候,他说他对此有99%的把握,还说“1988年将是有史以来最热的一年……除非在今年其余的时间出现某种显著的、反常的降温。”孰料就出现了。就在汉森作证之时,太平洋东部的热带大洋急剧冷却下来,气温很快下降了7度,接近历史最低水平,没人明白是怎么回事。这被称为“拉尼诺”现象,与之相反的是变暖的“厄尔尼诺”现象。这种降温在过去的102年中发生过19次,但是汉森却不考虑拉尼诺,因为他的计算机模型没有涉及海洋温度,虽然地球表面的73%为海水所覆盖。很难想象国家航空与空间署的科学家在说“全球”的时候,竟然置地球表面的73%于不顾。然而他就是这样做的。

根据另一个计算机模型提出的解释,之所以没有出现变暖,是因为二氧化碳和水蒸汽除吸收红外线外,还吸收其他几种光波。在进入大气的阳光辐射中,长波(红外)辐射可以透过,而一些波长较短的射线则不能透过,因此能够留住(进入大气)的热量比原先(来自太阳的全部)热量要少。自然界有许多反馈和自我调节机制,这只是其中之一。

还可能存在着宇宙力量的作用,其对地球温度的影响更胜于温室效应。国家大气研究中心的约翰 · 艾迪(John Eddy)发现,太阳黑子活动的低潮期与17世纪“小冰期”这样的寒冷时期之间存在着使人感兴趣的相关关系。在1645—1715年之间,实际上没有太阳黑子活动。反之,艾迪发现太阳黑子活动的高潮期与地球上气温偏高相吻合。如果艾迪的理论成立,那么20世纪中叶的太阳活动高潮期就可以解释这一时期异常的暖热,地球可能很快就会逐渐恢复较低的温度。(冰期大约每隔10,000至12,000年发生一次,最近一次冰期迄今为止已有11,000年。)

当大多数环境保护主义者在指责滥伐森林和使用矿物燃料导致二氧化碳增加时,他们一般都忽视了火山在影响大气成分方面的作用。当前我们正临近一个火山活动的高峰期,以500—600年为一个周期的火山活动可能与二氧化碳的增加有关。人类在地球上的整个存在时期所产生的大气污染物在数量上还不及1883年印尼卡拉卡托、1912年阿拉斯加的凯特迈山和1947年冰岛的海克拉等三次火山爆发喷入大气的有毒气体和物质。华盛顿州的圣 · 海伦斯山在1982年的六个月内喷出了910,000公吨二氧化碳,这还是没有爆发时的情况。

减少人为的因素

尽管目前还不能确定地球是否正在变暖,但减少由人类活动产生的温室气体仍不失为谨慎之计。因为无人确知二氧化碳和其他温室气体的增加可能造成的最终后果。我们应当尽可能减少人为的污染。虽然尚无必要采取可能损害我们生活水平的严厉措施,但有几件事是我们能够做的。

首先,我们可以逐步放弃使用矿物燃料发电,改用尚未发现对大气有副作用的核能技术。我们可以改为使经济基本上全部电气化。我们可以再次转向使用电动大客车和火车,最终使用电动汽车。在航空方面,我们可以用氢来代替矿物燃料。新型陶瓷和陶瓷 - 金属复合材料能够克服过去因为金属吸收氢后而变脆的问题。最先进的储存技术可望缓解对又大又重的耐高压和低温的氢储存罐的需要。

我们还可以利用光合作用来吸收二氧化碳并生产氧气。那些主张保护已充分发育的森林,或称“高潮林”的人们是基于这种森林有助于大气中的氧 - 二氧化碳平衡。然而他们却忽视了这样一个事实:老树的新陈代谢远不及幼树快(如同人类和大多数生物一样),实际上,老树消除二氧化碳或产生氧气的效果甚微;而每公顷幼树林却能消除12—16吨二氧化碳。因而森林改造对减少二氧化碳远比保护现存森林有效。我们还应当在城市地区扩大利用植被,这些地区的空气污染通常比乡村地区严重。

鉴于二氧化碳可能具有的调节作用,对于电力充沛的先进高技术工业化社会来说,前述对策是可行的,重要的是要引起重视。然而,就世界范围来说,在今后的许多年中将不可避免地继续使用矿物燃料。例如,在中华人民共和国,1987—1988年就烧掉了9.36亿公吨煤。谁去告诉他们别这样干或另谋出路呢?他们有别的选择的吗?美国以至整个西方世界无论怎样做,人为造成的二氧化碳注定是有增无已。据估计,如果地球真的变暖,仅靠某一个国家的单独行动对此施加的影响不可能超过10%。因此,我们应在力所能及的范围内减少我们自己的二氧化碳排放即可,用不着去充当称职的地球管理员。

认识到这一点,我们也不必去仓惶地张罗成本高昂的“纠偏”行动,那样做只会降低我们的生活水准。我们可以采取周密而负责的方式逐步停用矿物燃料,用核能和氢这样的燃料取而代之。我们还可以大种其树。

无法预知

对今后50年地球气温会上升1. 5—4.5°C这种想象中的灾难性后果我想最后说几句:这样一种气候变化如果发生的话,对人类来说,也不至于如同像一个阿拉斯加人一下走到加利福尼亚的棕榈泉那样的一种剧变。气温的升高总的说对农业和植被的影响更大。但气温并非是影响植物生长的唯一因素。光照的时间和质量(纬度在这里至关重要)、土壤湿度、降水量、降水时节和持续时间,以及灌溉条件等等或许同样的重要。地球变热,以及由此引起的降水的变化,将会使一些耕地变得比现在更富饶或更贫瘠。但这并不至于构成全球环境的毁灭。

冰帽融化和低地可能遭淹之说也不能成立。据大多数气候专家估计,地球气温升高1—4°C——这足以使南极冰帽消融——将会使海平面升高0.5—1.4米。如果这种情形发生,一些城市将遭受威尼斯和荷兰千百年来一直经受的那样一种水患。一些滨海地区将逐渐后退几英里,一些人将被迫迁移。这种种的不便固然不应被大事化小,但也很难被预知。

地球是否正在变热?也许有时是这样,但在此时此地并不是这样。为什么这样多的人相信这种不幸的预言?历史学家汉斯 · 摩根索(Hans Morgenthau)在1946年写到:“人类智慧和道德的历史就是一部担惊受怕、预感大祸临头和杞人忧天的故事。”他这样说或许是对的。英国《自然》杂志编辑约翰 · 麦达克斯(John Maddox)说:“然而近来在人们中间好像有一种隐晦的骚动感,科学家似乎也为之着魔。”

不过,他们并没错。温室之争最需要的正是一种健康的怀疑态度。

[Economic Impact,1990年No. 1]