有人说,气候一直在变化,二氧化碳浓度也一直在波动。这确实如此。但同样确凿的是,自工业革命以来,大气中的二氧化碳(CO₂)浓度已升至数十万年来前所未有的水平。
因此,我们制作了一段短视频,将近期气候变化和二氧化碳排放置于过去80万年的背景中加以审视。
温度与二氧化碳(CO₂)的关联
地球存在自然温室效应,而且它至关重要。若没有这种效应,地球表面的平均温度将约为-18℃,人类也无法生存。二氧化碳(CO₂)是大气中能够吸收热量、使地球适宜居住的气体之一。
我们对温室效应的认识已有一个多世纪。约150年前,一位名叫约翰·廷德尔的物理学家通过实验室实验展示了二氧化碳(CO₂)的温室效应。随后,在19世纪末,瑞典化学家斯万特·阿伦尼乌斯首次计算了大气中二氧化碳(CO₂)的温室效应,并将其与地球过去的冰期联系起来。
近几十年来,现代科学家和工程师通过钻探覆盖南极洲和格陵兰岛的冰盖,对这些关联进行了细致入微的研究。数千年的积雪被压实,形成厚厚的冰层。由此形成的冰芯长度可超过3公里,记录可追溯至令人惊叹的80万年前。
科学家通过分析冰层中水分子的化学成分,了解数千年来温度的变化。这些冰层还封存着来自古代大气的微小气泡,使我们能够直接测量史前二氧化碳(CO₂)浓度。

温度与二氧化碳(CO₂)
冰芯揭示了温度与温室气体浓度之间极为紧密的联系,这种联系贯穿各个冰期循环,从而证实了阿伦尼乌斯一个多世纪前提出的观点。
以往的温暖时期,启动升温的并非二氧化碳(CO₂)浓度骤升,而是地球轻微且可预测的摆动的自转和绕太阳公转。二氧化碳(CO₂)发挥了重要作用,作为一种自然放大器,增强了这些摆动引发的微小气候变化。地球开始降温时,更多二氧化碳(CO₂)溶入海洋,削弱温室效应并导致进一步降温。同样,地球变暖时,海洋中的二氧化碳(CO₂)会释放到大气中,推动气温继续上升。
但这一次情况截然不同。人类正以前所未有的速度向大气中排放大量额外的二氧化碳(CO₂)。
二氧化碳(CO₂)浓度上升的速度,在有记录的历史上前所未见。冰期结束过程中最快的自然变化,也只让二氧化碳(CO₂)浓度在1,000年内增加约35百万分率(ppm)。这或许令人难以置信,但人类仅在过去17年里就排放了相当于这一数量的二氧化碳。
工业革命之前,温暖的间冰期大气中二氧化碳(CO₂)的自然浓度约为280 ppm。寒冷的冰期曾使北美洲和欧亚大陆大部分地区形成厚达数公里的冰盖,当时二氧化碳(CO₂)浓度约为180 ppm。
燃烧煤、石油和天然气等化石燃料,会将封存在地球内部的古老碳释放出来,以二氧化碳(CO₂)的形式排入大气。自工业革命以来,人类燃烧了大量化石燃料,导致大气中的二氧化碳(CO₂)和其他温室气体浓度急剧攀升。
截至2017年年中,大气中的二氧化碳(CO₂)浓度已达到409 ppm。这在过去80万年间完全前所未有。
大量二氧化碳(CO₂)的排放正导致气候迅速变暖。最近一份政府间气候变化专门委员会(IPCC)报告得出结论,如果我们继续走高排放路径,到本世纪末,全球气温将比工业化前水平(1850—1899年)高出4℃以上。
如果我们朝着《巴黎协定》的目标努力,迅速削减二氧化碳(CO₂)排放,并开发从大气中去除过量二氧化碳(CO₂)的新技术,就有望将升温幅度限制在约2℃。
相关基础科学已得到充分理解。气候变化正在发生的证据充分而明确。真正困难的是:下一步该怎么做?我们比以往任何时候都更需要各国政界人士展现强有力、协作且负责任的领导力。唯有如此,我们才能避免气候变化带来的最严重后果,并适应无法阻止的影响。





