誰最先揭開全球變暖之謎？

喬軾

進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球變暖愈演愈烈，人類在生產(chǎn)活動中所排放的二氧化碳、甲烷和一氧化二氮，這些物質(zhì)在全球變暖中扮演著主要角色。如今，不僅科學(xué)界，就算普通人對全球變暖的問題也越來越關(guān)注了。

可是，最早關(guān)注全球變暖現(xiàn)象的科學(xué)家，絕大多數(shù)來自于其他專業(yè)，而不是來自氣象學(xué)領(lǐng)域。

其他領(lǐng)域科學(xué)家發(fā)現(xiàn)全球變暖

人類最早注意到自己的活動能夠影響環(huán)境氣候的發(fā)現(xiàn)可以追溯到公元前的4世紀(jì)。那時，身為亞里士多德學(xué)生的泰奧弗拉斯托斯（古希臘哲學(xué)家和科學(xué)家），觀察到菲利皮（古希臘的一個地區(qū)）在森林幾乎被砍光之后，氣溫似乎變高了。然而，那時的宗教思想大行其道，泰奧弗拉斯托斯的發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時就像落入大海里的一滴水，一點(diǎn)浪花都沒有激起。

泰奧弗拉斯托斯

過了2200年之后，也就是到了19世紀(jì)初，氣候變化的問題才被重新重視起來。不過，這并非由于科學(xué)家們重新看見了泰奧弗拉斯托斯的觀點(diǎn)，而是因?yàn)橐晃坏刭|(zhì)學(xué)家的發(fā)現(xiàn)。

1837年，瑞士地質(zhì)學(xué)家路易斯·阿加西斯提出了著名的冰川理論，認(rèn)為地球在很久以前曾被冰川所覆蓋，并提供了令人信服的證據(jù)：在其他一些熱帶和溫帶地區(qū)，竟然也有跟格陵蘭島一樣的未分層礫石，而這種礫石只在冰面下才能形成。正是這一發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)當(dāng)時的科學(xué)家思考，究竟是什么原因能使一顆行星的氣候發(fā)生全球性的變化？不過此時，大多數(shù)科學(xué)家只單獨(dú)地在意氣候的大規(guī)模變化，而并不關(guān)注人類活動對它的影響。

早在1824年，法國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家約瑟夫·傅里葉提出了一個設(shè)想，由于太陽輻射到達(dá)了地球，而反射自地面的太陽輻射又因?yàn)榇髿庵心承┰氐淖饔茫瑹o法輕易地返回太空，因此地球比理論上的要溫暖一些。而在32年之后，美國女物理學(xué)家和發(fā)明家尤尼斯·牛頓·福特決定以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證傅里葉的假設(shè)。

尤尼斯·牛頓·福特

尤尼斯·牛頓·福特發(fā)現(xiàn)，在同等太陽照射條件下，如果空氣中的水分越多，那么空氣的溫度就會越高。另外，她還發(fā)現(xiàn)，除了水分，二氧化碳也會造成這種現(xiàn)象，而且二氧化碳對氣溫的影響最大。根據(jù)自己的發(fā)現(xiàn)，福特推測當(dāng)初處于冰河世紀(jì)的地球在某個時間段由于大氣中二氧化碳含量的提高，地球大氣溫度因此升高，冰河世紀(jì)也就結(jié)束了。只不過，由于當(dāng)時的科學(xué)界充滿著對女性科學(xué)家的歧視，身為女性的福特，她的發(fā)現(xiàn)也就因此沒被承認(rèn)，甚至還被阻止發(fā)表。

不過她的發(fā)現(xiàn)并非毫無作用。到了1861年，愛爾蘭物理學(xué)家約翰·廷德爾在福特的研究基礎(chǔ)上證明了，地球大氣中的各種氣體的比例變化是地球歷來發(fā)生大規(guī)模氣候變化的原因。隨后，他還首次證明了大氣中的二氧化碳與溫室效應(yīng)之間的聯(lián)系，并闡明了其原理。此時，人類活動對氣候影響才開始走進(jìn)人們的視野中。

但是，真正對此進(jìn)行深入研究的，是一個英國工程師，他叫蓋伊·卡倫達(dá)，生于1898年，是一個真正在氣象學(xué)領(lǐng)域的業(yè)余科學(xué)家。

業(yè)余氣象學(xué)家蓋伊

盡管氣象學(xué)早在18世紀(jì)之前就已經(jīng)建立了，但是我們看到，發(fā)現(xiàn)全球變暖和溫室效應(yīng)的卻是其他領(lǐng)域的科學(xué)家，蓋伊也并不屬于氣象學(xué)專家。蓋伊雖然是發(fā)動機(jī)工程師，但他獲得英國倫敦帝國學(xué)院的力學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)位，因此，他具備了一定的科學(xué)素養(yǎng)。其實(shí)，蓋伊發(fā)現(xiàn)了二氧化碳才是全球變暖的幕后推手是無心之舉，而蓋伊的發(fā)現(xiàn)歷程仿佛是歷史的重現(xiàn)。

蓋伊在成年之后發(fā)展出了收集天氣數(shù)據(jù)的愛好。在收集天氣數(shù)據(jù)的過程中，他觀察到全球的溫度在近半個世紀(jì)以來有所上升。由于好奇全球變暖的成因，蓋伊就在業(yè)余時間，一共花了上千個小時跟世界各地的科學(xué)家和研究人員進(jìn)行通訊，并從數(shù)百個氣象站收集了大量的證據(jù)。蓋伊在考慮了各種能導(dǎo)致全球氣溫升高的因素之后，還進(jìn)行了數(shù)以萬計的手工計算，最后他發(fā)現(xiàn)，大氣中二氧化碳的含量已從19世紀(jì)末的274～292ppm（ppm是百萬分率，定義為百萬分之一，如1ppm即百萬分之一），上升到1937年的百萬分之三百ppm（21世紀(jì)則上升到百萬分之四百 ppm）。二氧化碳含量的增長不僅和全球氣溫上升呈高度相關(guān)，而且還能直接歸因于人類日益增加的生產(chǎn)活動。

蓋伊在1937發(fā)表了《二氧化碳的人工生產(chǎn)及其對溫度的影響》論文，這篇論文于1年后被更為專業(yè)的人所注意。蓋伊得以在6位氣象學(xué)專家面前介紹他的研究成果。遺憾的是，盡管蓋伊的結(jié)論是建立在嚴(yán)格的科學(xué)程序上的，但是專家們首先質(zhì)疑的是蓋伊論文中二氧化碳和溫度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而不是選擇檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，并直接忽略蓋伊的發(fā)現(xiàn)，其中一位專家還直言：“蓋伊并不是氣象學(xué)專家。”因此蓋伊的論文也就沒被廣泛地宣傳。

蓋伊并沒有氣餒，相反，他不斷地發(fā)表更為全面的論文。即使被不斷地以“二氧化碳數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確”為由所拒絕，蓋伊直到1964年去世之前，仍在進(jìn)行相關(guān)的研究。

劃上句號的“基林曲線”

不過蓋伊的努力并非是徒勞的，總有專業(yè)的氣象學(xué)家對蓋伊的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生興趣，美國地球化學(xué)家查爾斯·基林就是其中一員。基林似乎從蓋伊的經(jīng)歷里吸取了教訓(xùn)，他收集地球二氧化碳的數(shù)據(jù)所使用的是自己參與研制的、精確度享譽(yù)整個科學(xué)界的儀器。或許正是因?yàn)閿?shù)據(jù)的精確度無法再被質(zhì)疑了，基林在發(fā)表自己的科研成果之后，并沒有受到什么爭議。隨后，他的研究迅速被其他氣象和氣候科學(xué)家所注意，并引發(fā)其他相關(guān)的研究。

著名的“基林曲線”就是基林的研究成果之一。基林曲線是一幅圖，該圖準(zhǔn)確地顯示了地球上逐年增加的二氧化碳含量。另外，基林的研究還表明，正是由于人類日益增長的生產(chǎn)活動，造成了地球大氣二氧化碳含量的增加，從而導(dǎo)致全球變暖和溫室效應(yīng)。

從此之后，世界各國領(lǐng)導(dǎo)人也終于開始重視全球變暖的問題，并促進(jìn)相關(guān)教育;人民大眾也開始知道全球變暖和溫室效應(yīng)的概念。終于，關(guān)于發(fā)現(xiàn)全球變暖的故事畫上了句號。