博文
22世纪环境回顾
|
22世纪环境回顾
英国《新科学家》杂志于2001年4 月22日（世界地球日）出版环境增刊，题为
Judgement Day, There are Only Angels and Devils,模拟一百年之后的语气回顾21世纪
发生的环境灾难，分为全球变暖、污染和人口三部分，分别模拟一个电视节目、一
篇文章和一份在科学会议上宣读的报告。文中提及的北极大解冻、中东水战争、人
口大灭绝等都是假设中的事件。1992年在巴西里约热内卢举行的环境和发展会议作
为“里约地球峰会”被提及。（译注）
碧声译自Newscientist, 2001.04.22
一、全球变暖篇
Gabrielle Walker
大家好，欢迎收看On the Agenda节目。今天的嘉宾是科学史学家和作家
Angela Eiss。 过去几个月来一直住在石头下面的诸位，可能没注意到今
年是里约地球峰会100周年。Eiss博士的新书《我们做了些什么?》描述
了过去一个世纪里全球气候变迁。Angela，在2001年的时候，科学家还
对共同合作解决这一问题充满希望，其间到底出了什么差错？
研究者们并不认为一旦变暖的趋势开始就会失去控制，但是即使在那时
候，他们就的确知道情况很不妙。2001年，政府间气候变化小组——即
CCOOL （译注：一个假设中的气候变化研究组织）的前身——的报告
说，毫无疑问，人类活动导致的气候变化的确在发生，而且似乎将变得
非常糟糕。报告声称，燃烧化石燃料所产生的二氧化碳已经在使全球变
暖，如果不采取措施，将会产生多种严重后果。
但是，曾经有过一个令人抱有希望的迹象。在那段时间，气候变暖的速
度并不像人们想的那么快。地面温度确实有所上升，不过卫星观测表明，
所谓的“自由对流层”的温度并没有怎么增加。这使一些人越发地怀疑，
所谓的气候变化根本就不存在。
无论如何，自由对流层是一个重大问题。我们来看一下为什么。二氧化
碳本身并不足以引起严重的气候变迁。大多数模型里的变暖效果，都要
涉及水的蒸发。关键地，若模型是对的，则如果反馈发生，对流层温度
必定会升高。只有更暖的大气容纳了大海里蒸发的更多水汽，反馈才能
发生。因为水汽本身是有着非常强温室效果的气体，这可能会把二氧化
碳造成的变暖效果加强好几倍，总效应就会滚雪球一样的增加。但如果
自由对流层并不变暖，不能容纳更多水汽，反馈过程就不会被触发。根
据这些模型，情况就完全不同。如果有反馈，模型预计一个世纪里温度
会上升6摄氏度，如果没有，则即使大气中二氧化碳含量增加一倍， 气
温也不会有明显上升。
可是过去一个世纪气温上升远超6度，这是怎么啦？
CCOOL的人仍在争论， 早先到底是什么东西掩盖了自由对流层温度的
上升。不管是什么原因，这一因素并没有持续很久。在三十年代中期，
在自由对流层里的气球实验开始发现，其中的水汽含量增加了，研究者
们预言过的可怕的反馈机制已经开始启动。此外，几年之后，研究者们
就发现高空云量增加。
既然大气中水汽增加，则云增加并不令人意外。问题是云的类型。如果
在大气的底部产生，由能够较好地反射阳光，起到使地球凉快下来、减
弱变暖效果的作用。而高层云则不同，它们会吸收更多的热，使事情变
得更糟糕。猜猜看事实如何——高层云增加了。这就是变暖效应实实在
在起作用的原因。在世纪之交时，无人预见到这一点，因为无人能有效
地把云放在模型中进行计算。
那么这就是北极大解冻的原因喽？
这当然是一个触发因素。研究人员很久以前就疑心，全球变暖的效果首
先将在极地显现。北极对即使微小的变暖效果也会很敏感，因为一旦白
色的海冰融化，就露出深色的海面，这样就会吸收更多的阳光，从而使
冰融得更快。当然，自中东水战争使苏伊士运河不再通畅以来，穿过北
极点的北冰洋水道成为了欧亚之间重要的航海通道。但对北极地区的野
生动植物来说，这可不是个好消息。例如北极熊通常是利用海冰来捕猎，
海冰融化使它们大规模死去。尽管在我们听起来，把最后的野生白熊射
杀是十分残忍的，但对住在Churchill（加拿大北部）的人来说， 饿得几
近疯狂的白熊确实十分恐怖，这可不是开玩笑。而且那个时候，它们也
不像现在这么稀有。
昨天有报告说北美驯鹿会在2110年灭绝……
是的，这一切都是有关联的。北美驯鹿的数量大量减少，与大解冻有关。
现在解冻范围已经扩张到较低纬度地区，影响到北部永冻原。我去年在
西伯利亚，冻原已经开始变成沼泽地，还能闻到猛犸象腐烂的味道！
但因为永冻原解冻而受到威胁的并不止北美驯鹿一种。植物解冻和腐烂
时释放出大量甲烷和二氧化碳，你知道甲烷也是一种温室气体，这样，
就像极地解冻一样，这又是一个可怕的循环。我们过去的污染已经遭到
了地球连本带利的报复。在冻原冰封着大量的碳，现在它们重新被释放
回大气，只能使变暖愈发严重。
这种加速变暖还会有什么其它后果？
我们已经看到了许多影响，而且正越来越严重，例如洪水。海平面在过
去一百年里升高了将近１米，这是全球变暖的直接后果，当然，海冰融
化是不会使海平面有什么变化的，但许多冰山消失了，它们确实使海平
面上升，海水的热膨胀本身也是一个因素。
尽管还没有多少陆地被直接淹没，但海平面升高已经使间歇性大洪水越
发严重。产生于更高海平面上的风暴，更容易到达内陆。随着气候变暖，
我们必将看到更多此类洪水，就像已经在过去十年内把孟加拉国低地和
尼罗河三角洲淹掉的那种。孟加拉国已经有三分之二的地方长年泡在水
里，津巴布韦这种对热带气旋极度敏感的地方也会有更多难民逃离家园。
你看，这是另一个全球变暖的后果：热带飓风也在变得越发的频繁，越
发的有破坏性。去年袭击孟加拉湾的飓风夺去 100 万人的生命，使1000
万人流离失所。1991年这地方也曾遭受过飓风袭击，当时的死亡人数是
13.8万人，被认为是重大自然灾害。这已经非常可怖，但是没有什么灾
害比得上我们今天面临的那么可怕。地球整体温度越高，飓风就越密集。
在20世纪末，研究者们曾预见到这一点，他们认识到温度给飓风设定了
一个密度上限值。他们还注意到，事实上的密度总是倾向于接近这一上
限。所以，如果温度升高，热带飓风的密度也增加，水涨船高。CCOOL
最近的研究表示，他们的认识颇为准确。然后就是厄尔尼诺了。
它是给澳大利亚和远东带来干旱、又给美洲西海岸带来洪水的反常太平
洋洋流。不过Angela ——如果我说错了请你纠正——厄尔尼诺不是自古
以来就有的现象吗？
是的，这种现象存在已经很久了，不过并不是像今天这样。厄尔尼诺一
般７年发作一次，但现在却好像就赖着不走了似的，而且也比过去更严
重了。这就是洪水和泥石流为何会在加利福尼亚造成如此大灾害的原因。
也可以解释澳大利亚的干旱，以及非洲萨赫勒地区几十年来的严重饥荒。
厄尔尼诺甚至给你想不到的地方也带来了气候影响。
这也是为什么亚马逊雨林会发生大火。尽管巴西政府把雨林遗迹公园设
在亚马逊盆地的中心处，以求安全，但火势仍蔓延到了那里。厄尔尼诺
给全球变暖再添一把火，造成了如此混乱。现在气候已经太热了，树开
始掉叶子，使得阳光直接照射地面，把掉落的树叶晒干，使整个地方变
成一个打火匣。结果就都烧起来了。
这不仅仅是冷暖交替吧？我读到你写上个世纪之交英国夏天的情景，真
是感到很恐怖。
无疑，住在欧洲北部的人们正享受着比他们的爷爷辈经历过的更好的气
候，但他们不该太沾沾自喜，因为可能会发生完全相反的转变。在格陵
兰附近有一个区域，海水变得如此致密以至于开始下沉，因而把热带温
暖的海面水拖过来。这就是为什么欧洲北部地区会比同纬度的其它地区
要暖和，例如加拿大或西伯利亚。但是，听好了，由于海水比以前温暖
多了，而且有更多的淡水涌入北大西洋，因此水的密度又下降了。下沉
可能会停止，变暖过程会逆转，甚至可能使英国和北欧陷入一个小冰期。
早期的模型已经预料到这一点了。
因此全球变暖可能会导致气候降低。这是否意味着我们可以重新在阿尔
卑斯山开始滑雪了？
可能吧，但由于有许多其它的反馈因素产生热， CCOOL的科学家仍不
能准确预言到底会怎么样。如果过去的一个世纪告诉我们什么，那就是
气候系统如此复杂，弄乱一点，就可能造成非常大的影响。例如臭氧损
耗，早期无人认识到它与全球变暖有关。现在看来这未免太无知了，可
是他们认为所有要做的就是停止使用氟利昂来修补臭氧层空洞。
我们现在知道，事情并不这么简单。氟利昂产生的无害稳定氯化物，在
同温层里变成能够破坏臭氧的可怕物质。但要使它这样，温度必须足够
低，因此全球变暖乘虚而入。问题在于，温室气体像毯子一样，能够把
热束缚在低层大气里。为了使之达到平衡，同温层就变冷了。这在南极
地区并不造成多大差别，因为南极同温层已经够冷，足以触发这种破坏
性链式反应。但是北半球就很糟糕。全球变暖加剧，就在南极空洞似乎
要补好时，北边一个巨大的臭氧空洞出现。当然氟利昂总会耗尽的，但
在此之前人们有得皮肤癌发病率升高的罪受。
难道这不是因为那时候有许多人在海滩边晒太阳度假造成的吗？
是的，在本世纪早期世上到处都是海滩，就像现在的生态公园那样普遍，
可是皮肤癌增加并不仅是由于人们晒太阳。人们曾经可以在加勒比海或
澳大利亚东海岸的珊瑚礁里潜水，这听起来很令人惊讶吧。珊瑚含有共
生细菌帮助他们提供营养并产生宝石的颜色。但是当海洋变暖超过某一
限度时，微生物栖息地就不能承受这种热。现在的珊瑚礁只剩下白化的
外壳。
想到当年人们能够在野生动物的栖息地里看到他们，我们总有一种怀旧
的愁绪——那个我们对环境的感受还不至于如此单调的时候。还有什么
办法逆转时钟吗？
要阻止这许多后果，实在太迟了。存在许多反馈循环，以及不同气候系
统之间的联系，它们似乎正在联合使事情变得更坏。地球好像已经在开
始接管一切。不过现在世界任何地区都不允许燃料化石燃料，我们至少
可以努力忍受这些变化。剩下的，就是去习惯我们自己给自己制造的这
个世界。
谢谢你，Angela Eiss博士。
https://blog.sciencenet.cn/blog-4325-11294.html
上一篇：电影：疯狂农庄
下一篇：MAT 253 稳定同位素质谱仪
英国《新科学家》杂志于2001年4 月22日（世界地球日）出版环境增刊，题为
Judgement Day, There are Only Angels and Devils,模拟一百年之后的语气回顾21世纪
发生的环境灾难，分为全球变暖、污染和人口三部分，分别模拟一个电视节目、一
篇文章和一份在科学会议上宣读的报告。文中提及的北极大解冻、中东水战争、人
口大灭绝等都是假设中的事件。1992年在巴西里约热内卢举行的环境和发展会议作
为“里约地球峰会”被提及。（译注）
碧声译自Newscientist, 2001.04.22
一、全球变暖篇
Gabrielle Walker大家好，欢迎收看On the Agenda节目。今天的嘉宾是科学史学家和作家
Angela Eiss。 过去几个月来一直住在石头下面的诸位，可能没注意到今
年是里约地球峰会100周年。Eiss博士的新书《我们做了些什么?》描述
了过去一个世纪里全球气候变迁。Angela，在2001年的时候，科学家还
对共同合作解决这一问题充满希望，其间到底出了什么差错？
研究者们并不认为一旦变暖的趋势开始就会失去控制，但是即使在那时
候，他们就的确知道情况很不妙。2001年，政府间气候变化小组——即
CCOOL （译注：一个假设中的气候变化研究组织）的前身——的报告
说，毫无疑问，人类活动导致的气候变化的确在发生，而且似乎将变得
非常糟糕。报告声称，燃烧化石燃料所产生的二氧化碳已经在使全球变
暖，如果不采取措施，将会产生多种严重后果。
但是，曾经有过一个令人抱有希望的迹象。在那段时间，气候变暖的速
度并不像人们想的那么快。地面温度确实有所上升，不过卫星观测表明，
所谓的“自由对流层”的温度并没有怎么增加。这使一些人越发地怀疑，
所谓的气候变化根本就不存在。
无论如何，自由对流层是一个重大问题。我们来看一下为什么。二氧化
碳本身并不足以引起严重的气候变迁。大多数模型里的变暖效果，都要
涉及水的蒸发。关键地，若模型是对的，则如果反馈发生，对流层温度
必定会升高。只有更暖的大气容纳了大海里蒸发的更多水汽，反馈才能
发生。因为水汽本身是有着非常强温室效果的气体，这可能会把二氧化
碳造成的变暖效果加强好几倍，总效应就会滚雪球一样的增加。但如果
自由对流层并不变暖，不能容纳更多水汽，反馈过程就不会被触发。根
据这些模型，情况就完全不同。如果有反馈，模型预计一个世纪里温度
会上升6摄氏度，如果没有，则即使大气中二氧化碳含量增加一倍， 气
温也不会有明显上升。
可是过去一个世纪气温上升远超6度，这是怎么啦？
CCOOL的人仍在争论， 早先到底是什么东西掩盖了自由对流层温度的
上升。不管是什么原因，这一因素并没有持续很久。在三十年代中期，
在自由对流层里的气球实验开始发现，其中的水汽含量增加了，研究者
们预言过的可怕的反馈机制已经开始启动。此外，几年之后，研究者们
就发现高空云量增加。
既然大气中水汽增加，则云增加并不令人意外。问题是云的类型。如果
在大气的底部产生，由能够较好地反射阳光，起到使地球凉快下来、减
弱变暖效果的作用。而高层云则不同，它们会吸收更多的热，使事情变
得更糟糕。猜猜看事实如何——高层云增加了。这就是变暖效应实实在
在起作用的原因。在世纪之交时，无人预见到这一点，因为无人能有效
地把云放在模型中进行计算。
那么这就是北极大解冻的原因喽？
这当然是一个触发因素。研究人员很久以前就疑心，全球变暖的效果首
先将在极地显现。北极对即使微小的变暖效果也会很敏感，因为一旦白
色的海冰融化，就露出深色的海面，这样就会吸收更多的阳光，从而使
冰融得更快。当然，自中东水战争使苏伊士运河不再通畅以来，穿过北
极点的北冰洋水道成为了欧亚之间重要的航海通道。但对北极地区的野
生动植物来说，这可不是个好消息。例如北极熊通常是利用海冰来捕猎，
海冰融化使它们大规模死去。尽管在我们听起来，把最后的野生白熊射
杀是十分残忍的，但对住在Churchill（加拿大北部）的人来说， 饿得几
近疯狂的白熊确实十分恐怖，这可不是开玩笑。而且那个时候，它们也
不像现在这么稀有。
昨天有报告说北美驯鹿会在2110年灭绝……
是的，这一切都是有关联的。北美驯鹿的数量大量减少，与大解冻有关。
现在解冻范围已经扩张到较低纬度地区，影响到北部永冻原。我去年在
西伯利亚，冻原已经开始变成沼泽地，还能闻到猛犸象腐烂的味道！
但因为永冻原解冻而受到威胁的并不止北美驯鹿一种。植物解冻和腐烂
时释放出大量甲烷和二氧化碳，你知道甲烷也是一种温室气体，这样，
就像极地解冻一样，这又是一个可怕的循环。我们过去的污染已经遭到
了地球连本带利的报复。在冻原冰封着大量的碳，现在它们重新被释放
回大气，只能使变暖愈发严重。
这种加速变暖还会有什么其它后果？
我们已经看到了许多影响，而且正越来越严重，例如洪水。海平面在过
去一百年里升高了将近１米，这是全球变暖的直接后果，当然，海冰融
化是不会使海平面有什么变化的，但许多冰山消失了，它们确实使海平
面上升，海水的热膨胀本身也是一个因素。
尽管还没有多少陆地被直接淹没，但海平面升高已经使间歇性大洪水越
发严重。产生于更高海平面上的风暴，更容易到达内陆。随着气候变暖，
我们必将看到更多此类洪水，就像已经在过去十年内把孟加拉国低地和
尼罗河三角洲淹掉的那种。孟加拉国已经有三分之二的地方长年泡在水
里，津巴布韦这种对热带气旋极度敏感的地方也会有更多难民逃离家园。
你看，这是另一个全球变暖的后果：热带飓风也在变得越发的频繁，越
发的有破坏性。去年袭击孟加拉湾的飓风夺去 100 万人的生命，使1000
万人流离失所。1991年这地方也曾遭受过飓风袭击，当时的死亡人数是
13.8万人，被认为是重大自然灾害。这已经非常可怖，但是没有什么灾
害比得上我们今天面临的那么可怕。地球整体温度越高，飓风就越密集。
在20世纪末，研究者们曾预见到这一点，他们认识到温度给飓风设定了
一个密度上限值。他们还注意到，事实上的密度总是倾向于接近这一上
限。所以，如果温度升高，热带飓风的密度也增加，水涨船高。CCOOL
最近的研究表示，他们的认识颇为准确。然后就是厄尔尼诺了。
它是给澳大利亚和远东带来干旱、又给美洲西海岸带来洪水的反常太平
洋洋流。不过Angela ——如果我说错了请你纠正——厄尔尼诺不是自古
以来就有的现象吗？
是的，这种现象存在已经很久了，不过并不是像今天这样。厄尔尼诺一
般７年发作一次，但现在却好像就赖着不走了似的，而且也比过去更严
重了。这就是洪水和泥石流为何会在加利福尼亚造成如此大灾害的原因。
也可以解释澳大利亚的干旱，以及非洲萨赫勒地区几十年来的严重饥荒。
厄尔尼诺甚至给你想不到的地方也带来了气候影响。
这也是为什么亚马逊雨林会发生大火。尽管巴西政府把雨林遗迹公园设
在亚马逊盆地的中心处，以求安全，但火势仍蔓延到了那里。厄尔尼诺
给全球变暖再添一把火，造成了如此混乱。现在气候已经太热了，树开
始掉叶子，使得阳光直接照射地面，把掉落的树叶晒干，使整个地方变
成一个打火匣。结果就都烧起来了。
这不仅仅是冷暖交替吧？我读到你写上个世纪之交英国夏天的情景，真
是感到很恐怖。
无疑，住在欧洲北部的人们正享受着比他们的爷爷辈经历过的更好的气
候，但他们不该太沾沾自喜，因为可能会发生完全相反的转变。在格陵
兰附近有一个区域，海水变得如此致密以至于开始下沉，因而把热带温
暖的海面水拖过来。这就是为什么欧洲北部地区会比同纬度的其它地区
要暖和，例如加拿大或西伯利亚。但是，听好了，由于海水比以前温暖
多了，而且有更多的淡水涌入北大西洋，因此水的密度又下降了。下沉
可能会停止，变暖过程会逆转，甚至可能使英国和北欧陷入一个小冰期。
早期的模型已经预料到这一点了。
因此全球变暖可能会导致气候降低。这是否意味着我们可以重新在阿尔
卑斯山开始滑雪了？
可能吧，但由于有许多其它的反馈因素产生热， CCOOL的科学家仍不
能准确预言到底会怎么样。如果过去的一个世纪告诉我们什么，那就是
气候系统如此复杂，弄乱一点，就可能造成非常大的影响。例如臭氧损
耗，早期无人认识到它与全球变暖有关。现在看来这未免太无知了，可
是他们认为所有要做的就是停止使用氟利昂来修补臭氧层空洞。
我们现在知道，事情并不这么简单。氟利昂产生的无害稳定氯化物，在
同温层里变成能够破坏臭氧的可怕物质。但要使它这样，温度必须足够
低，因此全球变暖乘虚而入。问题在于，温室气体像毯子一样，能够把
热束缚在低层大气里。为了使之达到平衡，同温层就变冷了。这在南极
地区并不造成多大差别，因为南极同温层已经够冷，足以触发这种破坏
性链式反应。但是北半球就很糟糕。全球变暖加剧，就在南极空洞似乎
要补好时，北边一个巨大的臭氧空洞出现。当然氟利昂总会耗尽的，但
在此之前人们有得皮肤癌发病率升高的罪受。
难道这不是因为那时候有许多人在海滩边晒太阳度假造成的吗？
是的，在本世纪早期世上到处都是海滩，就像现在的生态公园那样普遍，
可是皮肤癌增加并不仅是由于人们晒太阳。人们曾经可以在加勒比海或
澳大利亚东海岸的珊瑚礁里潜水，这听起来很令人惊讶吧。珊瑚含有共
生细菌帮助他们提供营养并产生宝石的颜色。但是当海洋变暖超过某一
限度时，微生物栖息地就不能承受这种热。现在的珊瑚礁只剩下白化的
外壳。
想到当年人们能够在野生动物的栖息地里看到他们，我们总有一种怀旧
的愁绪——那个我们对环境的感受还不至于如此单调的时候。还有什么
办法逆转时钟吗？
要阻止这许多后果，实在太迟了。存在许多反馈循环，以及不同气候系
统之间的联系，它们似乎正在联合使事情变得更坏。地球好像已经在开
始接管一切。不过现在世界任何地区都不允许燃料化石燃料，我们至少
可以努力忍受这些变化。剩下的，就是去习惯我们自己给自己制造的这
个世界。
谢谢你，Angela Eiss博士。
https://blog.sciencenet.cn/blog-4325-11294.html
上一篇：电影：疯狂农庄
下一篇：MAT 253 稳定同位素质谱仪
