英国工程师盖伊·卡伦德于1938年发现了人类活动与全球变暖之间的联系。
卡伦德通过详尽记录天气数据的日志，整理出全球平均气温，并计算出人类向大气中排放了多少二氧化碳。
卡伦德预测，到21世纪全球气温将上升0.39摄氏度；实际升幅已达到这一数值的三倍。
1938年，一位英国工程师兼业余气象学家取得了一项发现，由此引发了关于气候变化的激烈辩论。
科学家早已知道二氧化碳能够捕获热量、使地球变暖。但盖伊·卡伦德是第一个将人类活动与全球变暖联系起来的人。
他指出，陆地气温在此前半个世纪里有所上升，并推测人类在不知不觉中通过在熔炉、工厂，甚至他心爱的摩托车中燃烧化石燃料，使地球温度升高。
当卡伦德发表研究发现后，舆论顿时哗然。科学界主流将他视为局外人，认为他不过是个爱管闲事的业余科学家。但他是对的。
他的理论广为人知，被称为“卡伦德效应”。如今，这一现象称为全球变暖。卡伦德一直捍卫自己的理论，直至1964年去世。面对不理解这门科学的人所表现出的强烈抵触，他愈发感到困惑。
在逾一个世纪的气候科学基础上继续探索
在卡伦德开展研究之前的114年间，气候变化的理论基础已经逐步建立。
包括约瑟夫·傅里叶、尤妮斯·富特、约翰·廷德尔和斯万特·阿伦尼乌斯在内的科学家，逐渐认识到地球大气中的水蒸气如何捕获热量；他们指出，大气中的二氧化碳也会吸收大量热量，并推测化石燃料使用量增加可能会使地球升温、改变气候。
然而，这些科学家谈论的只是未来的可能性。卡伦德则证明，全球变暖已经发生。
一位工程师自行开展气候实验
卡伦德于伦敦城市与行会学院获得机械学和数学证书，时间是1922年。随后，他为父亲工作；他的父亲是英国知名物理学家。父子二人都对物理学、摩托车、赛车和气象学感兴趣。
第二次世界大战期间，卡伦德后来加入英国供应部，从事军备研究；战后，他继续在兰赫斯特的一处秘密研究设施开展与战争相关的研究。
但他的气候变化研究是在业余时间进行的。卡伦德坚持记录详尽的天气数据日志，包括二氧化碳浓度和气温。在一篇发表于1938年的创新论文中，他声称“平均气温上升是由人为产生二氧化碳所致”。
他汇总了来自世界各地的多组气温数据，主要依据史密森学会出版的《世界气象记录》，并推算出全球平均气温；这些数据与如今对当时平均气温的估算十分吻合。
他还计算了人类向大气中排放了多少二氧化碳——即人类每年的净增排量。1938年，这一数值约为43亿吨，与当前估算值相当；该年份的当前估算值约为42亿吨。请注意，2018年全球二氧化碳排放量约为360亿吨。
卡伦德汇集已发表的大气二氧化碳浓度数据，绘制了一张图表，展示气温随时间上升与大气二氧化碳浓度增加之间的相关关系。
卡伦德的发现
或许最重要的是，卡伦德认识到，关于二氧化碳吸热的新数据表明，在不同于水蒸气的波长范围内，二氧化碳会吸收热量；这意味着，增加二氧化碳会比仅有水蒸气时捕获更多热量。
在卡伦德发表论文之前，重要科学家认为，大气中数量庞大的水蒸气——这种让地球保持温暖的“温室”气体之一——对地球热量平衡的影响会远远超过二氧化碳。然而，热量会以不同波长的辐射波形式散逸到太空，而水蒸气只能吸收其中一部分波长。卡伦德知道，最新且更精确的吸收数据表明，二氧化碳能够吸收水蒸气无法吸收的波长范围内的热量。
卡伦德还考虑了大气中的不同层次。二氧化碳在大气中的集中高度高于水蒸气。大气中的水蒸气蒸发后，会以雨或雪的形式从大气中降落；但新增的二氧化碳会严重扰乱地球的能量平衡，因为它会在大气中停留数百年。二氧化碳在高空形成一层捕热层，吸收从地球表面向上辐射的热量，再将热量重新释放回地表。卡伦德的论文阐释了这一机制。
卡伦德发表论文后，人类活动产生二氧化碳所导致的全球变暖，广泛被称为“卡伦德效应”。
然而，他在1938年的认识存在局限。卡伦德没有预见到当今世界面临的气温升幅及其危险。他甚至推测，燃烧碳或许能够阻止“致命冰川回归”。
他的论文预测，到21世纪气温将上升0.39摄氏度。如今，全球气温已经比工业化前高出1.2摄氏度（2.2华氏度），升幅是卡伦德预测效应的三倍。
人类活动与全球变暖之联系引发的反弹
“卡伦德效应”立即遭到抵制。最初的审稿人质疑他的数据和方法。
卡伦德引发的争论贯穿了整个20世纪后半叶。与此同时，气温和二氧化碳数据不断积累。
到20世纪末，气候科学评估发出了严厉警告：随着人类继续燃烧化石燃料，世界正走上一条危险道路。卡伦德引发的争论早已尘埃落定。
自1990年以来，来自世界各地的科学家在联合国和世界气象组织的召集下，一直在审查相关研究和证据。他们的报告证实：科学证据清楚表明，人类在气候变化中所起的作用。危险确实存在，气候变化的影响已经显而易见，就在我们周围。
