气候“症状”出现的滞后性
要理解我们面临的形势有多严峻,需要先了解地球在过去两百年都经历了什么。其中最重要的一个变化,无疑是二氧化碳的增加。
科学家通过分析冰芯、黄土、岩层等手段检测古代大气中的二氧化碳浓度变化。工业革命之前,地球大气中的二氧化碳浓度在短时间尺度上看很稳定,在长时间尺度上(以百万年为单位),它的波动基本上也是在180到300PPM(1PPM即百万分之一)之间,工业革命前夕的二氧化碳浓度是280PPM以下。彼时,二氧化碳在大气层的进出循环处于一种自然平衡中。
工业革命之后,人类开始大量燃烧石油、煤炭和天然气,今天大气中二氧化碳的浓度已经超过410PPM,大气二氧化碳浓度比工业革命之前上升了40%以上,并且还在以每年超过1PPM的速度上升。
但大气中新增的二氧化碳远非人类燃烧化石能源所释放的二氧化碳的全部。大气中二氧化碳浓度上升后,地球生物圈、水圈等系统会迅速做出反应,植物光合作用加强,加快吸收二氧化碳;更多二氧化碳则被海水吸收、溶解。只有一小部分二氧化碳停留在大气层中。
从长远看,植物(包括海洋中的藻类)固定二氧化碳的贡献甚微。这是因为二氧化碳被植物吸收后只能以生物体的形式被暂时固定,一旦生物体死亡、腐烂或燃烧,这些二氧化碳会被重新释放出来。并且,生物体在被微生物分解的过程中还会产生甲烷等效率更强的温室气体。
海水溶解吸收二氧化碳的效率极高,付出的相应代价就是海水的酸化。海水酸化导致珊瑚死亡并进一步影响整个海洋生物链,这已经是老生常谈。
海水对于二氧化碳的高效吸收大大延缓了大气二氧化碳浓度的上升,但它的吸收能力不是无限的,海水酸度与大气二氧化碳浓度之间存在一种动态平衡,高酸度的海水对应着高浓度的二氧化碳浓度值,等于或低于这个浓度值,相应酸度的海水就不能继续吸收大气中的二氧化碳。
这就是工业革命后大气二氧化碳浓度上升缓慢的机理。与此同时,海水还能缓慢吸收热量。两者相加的结果,是地球大气温度的上升被大大减缓。但它还是会一直持续上升。
另一方面,地球气象原本就复杂多变,这使得因全球升温导致的极端气象事件的增加和变强不易被察觉——如同一个人如果一直有感冒发烧,就可能会掩盖更严重的病情。
这一切都决定了气候变化“症状”的出现存在严重的滞后效应。上世纪中叶前后,科学界已经清楚地意识到地球大气层正在发生的变化,但那时气温上升及其引发的连锁反应还很不明显,这一严重问题因此未能及早引起全人类的共同关注,从而耽误了早期“治疗”。
“癌细胞”的转移与扩散
工业革命开始之后不久,人类就具备了综合测量、比较地表气温的能力。
1850年科学家开始有效记录气温,从那时到现在,全球平均温度上升了大约1.1℃。
这一看似并不很高的温度变化,却引发了自然环境的恶性反馈,如同气候“癌细胞”出现转移与扩散。
首先是高温引发更多的森林野火,这让大量原本被森林固定的二氧化碳重新释放进入大气层。
更严重的是随着地球两极升温,极地冻土层逐步融化,原本封存在里面的数以亿吨计的甲烷被释放出来。单位质量甲烷的温室效应大约是二氧化碳的21倍。
但这还不是全球变暖引发的反馈中最严重的。