这位19世纪的女性是最早理解气候变化的科学家之一

Eunice Foote described the greenhouse gas effects of carbon dioxide in 1856.
Eunice Foote described the greenhouse gas effects of carbon dioxide in 1856.Image: Carlyn Iverson/NOAA Climate.gov
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  • 最早认识到二氧化碳可能对我们气候产生影响的人之一是尤妮斯·富特,她是19世纪的美国科学家。

  • 她描述了二氧化碳气体吸收热量的非凡能力,而这正是全球变暖的驱动力。

  • 这是通过测量温度计在空气或二氧化碳气缸中的温度变化实现的。

早在当前围绕气候变化的政治分歧出现之前,甚至早在美国内战(1861年至1865年)之前,一位名叫尤妮斯·富特的美国科学家就记录了当今气候变化危机的根本原因。

那一年是1856年。富特篇幅简短的科学论文是首次描述了二氧化碳气体吸收热量的非凡能力,而这正是全球变暖的驱动力。

二氧化碳是一种无味、无色、透明的气体,人们燃烧煤、石油、汽油和木材等燃料时会产生这种气体。

随着地球表面升温,人们可能认为热量会直接辐射回太空。但事情并非如此简单。大气层的温度高于预期,主要是由于二氧化碳、甲烷等温室气体以及大气中的水蒸气的存在,它们都会吸收向外散发的热量。之所以称其为“温室气体”,是因为它们与温室的玻璃颇为相似,能够将热量截留在地球大气层中,并将其辐射回地表。大气层截留热量这一观点大气层截留热量早已为人所知,但其成因并不清楚。

富特进行了一项简单的实验。她在两个玻璃圆筒中各放入一支温度计,向其中一个圆筒充入二氧化碳气体,另一个充入空气,然后将圆筒置于阳光下。充有二氧化碳的圆筒温度远高于充有空气的圆筒,富特由此意识到,二氧化碳会在大气中强烈吸收热量。

尤妮斯·富特发表在《美国科学与艺术杂志》上的论文。Image: 皇家学会

富特发现二氧化碳气体具有很高的吸热能力,这使她得出结论:“……如果空气中混入的二氧化碳比例高于目前的比例,则会导致温度升高。”

几年后,即1861年,著名的爱尔兰科学家约翰·廷德尔也测量了二氧化碳的吸热情况。他对一种“对光透明”的物质竟能如此强烈地吸收热量感到十分惊讶,于是他“针对这一单一物质进行了数百次实验”。

廷德尔也认识到了其对气候可能产生的影响,他表示,水蒸气或二氧化碳的“每一次变化”都“必然导致气候变化”。他还指出,甲烷等其他碳氢气体也可能对气候变化产生影响,并写道,甲烷等气体“即使只是微不足道的增加”,也会对“气候产生巨大影响”。

19世纪时,人类已在增加二氧化碳排放

到19世纪,人类活动已大幅增加大气中的二氧化碳含量。燃烧越来越多的化石燃料——先是煤炭,之后是石油和天然气——向空气中排放的二氧化碳量不断增加。

首个关于二氧化碳引发气候变化的定量估算由瑞典科学家、诺贝尔奖获得者斯万特·阿伦尼乌斯作出诺贝尔奖获得者。1896年,他计算得出,“如果二氧化碳浓度增至当时水平的2.5至3倍,北极地区的气温将升高8至9摄氏度”。阿伦尼乌斯的估算可能偏于保守:自1900年以来,由于人类活动,大气中的二氧化碳浓度已从约百万分之300上升至约百万分之417,北极地区也已升温约3.8摄氏度(6.8华氏度)。

瑞典气象学家尼尔斯·埃克霍姆对此表示认同,他在1901年写道:“当前煤炭燃烧量如此之大,若持续下去……必然会导致地球平均气温显著升高。”埃克霍姆还指出,二氧化碳在大气中高于水蒸气层的一层发挥作用,即使其含量很少,也具有重要影响。

所有这些在一个多世纪前就已为人所理解。

基林曲线展示了大气中二氧化碳浓度的变化。Image: 斯克里普斯海洋研究所

最初,科学家认为地球温度可能出现的小幅上升或许有益,但他们未能预见到未来化石燃料使用量的巨大增长。1937年,英国工程师盖伊·卡伦德记录了气温上升与二氧化碳浓度上升之间的相关性。他写道:“在过去半个世纪里,人类燃烧燃料已向空气中排放了约1500亿吨二氧化碳”,并且“世界气温实际上已经上升……”

1965年向总统发出的警告,以及此后……

1965年,科学家警告美国总统林登·约翰逊气候风险日益加剧,并得出结论:“人类正在无意中进行一项大规模的地球物理实验。在几代人的时间里,人类正在燃烧地球在过去5亿年间缓慢积累的化石燃料。”科学家们明确警告了高温、冰盖融化、海平面上升和海洋酸化等问题。

自那次警告以来的半个世纪里,更多的冰层已经融化,海平面已经上升,而且海洋酸化因海洋持续吸收二氧化碳并形成碳酸而进一步加剧,已成为对海洋生物而言的严峻问题。

科学研究充分证实了一个结论:燃烧化石燃料产生的人为排放正在导致气候危险变暖,并引发一系列有害影响。然而,政治家们应对迟缓。有些人采取了部分化石燃料公司所采用的做法,即否认真相并质疑其真实性;另一些人则主张“观望等待”,尽管压倒性的证据表明,危害和成本将持续上升。

事实上,现实正迅速超出科学模型的预测。美国西部的特大干旱和热浪、创纪录的高温和僵尸火灾(发生在西伯利亚)、澳大利亚的大规模野火以及美国西部、持续不断且强度极高的墨西哥湾沿岸暴雨,以及欧洲降雨和更强大的飓风,都预示着气候扰动正在加剧。

几十年来,世界早已知晓过量二氧化碳水平所带来的变暖风险,甚至早在汽车或燃煤发电厂问世之前就已如此。尤妮斯·富特是她那个时代罕见的女性科学家,早在165年前就明确警示了这一基础科学原理。我们为何没有更认真地倾听?

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