論空氣中碳酸對地面溫度的影響
史上第一次算出:空氣中二氧化碳越多,整個地球就越暖。
1896 年,僅憑一支鉛筆、一疊紙,和幾縷月光,一位瑞典化學家成了第一個算出「燒煤可能讓整個地球變暖」的人。
核心想法
地球之所以溫暖,靠的是一層薄薄的氣體毯子。陽光穿過清澈的空氣、曬熱地面;地面又把這份暖意以看不見的熱射線輻射回去,而某些氣體——首推二氧化碳和水汽——吸住這些射線,再把一部分送回地面。阿倫尼烏斯僅憑算術,就推算出:若空氣裡的二氧化碳更多,地球會暖多少。
他的答案是一條簡單的規律:加得越多,就越暖——而且穩定到,二氧化碳每翻一倍,升溫的幅度都差不多。他算出,翻一倍會讓世界暖上五六度。
它是如何誕生的
他擔心的並不是煤煙;他琢磨的是冰期。地質學家已經表明,浩瀚的冰蓋曾經掩埋整個北歐,而後又消融退去。什麼東西,能把地球的恆溫器上下撥動這麼大?阿倫尼烏斯猜想,空氣中二氧化碳的多少,也許正是那個旋鈕。
要驗證它,他得先知道這種氣體吸熱有多強——於是他借來薩繆爾·蘭利對月光的測量,那是月球微弱的暖意,向下穿過大氣時被削弱的樣子。接著便是苦工:成千上萬次的手算,一條緯度帶接一條緯度帶,一個季節接一個季節。這花了他約莫一年。他發現,把二氧化碳減半足以引來一場冰期,翻一倍則會讓世界暖上五六度。
它為何重要
在此之前,從沒有人為它標過一個數字。阿倫尼烏斯把一個模糊的念頭——空氣能困住熱量——變成了一條可度量的物理定律,把一種氣體與整個行星的溫度聯繫了起來。我們今天關於氣候變化所知的一切,都立足於他第一個回答的那個問題之上:當我們往空氣裡添加二氧化碳,地球會暖多少?
一個可以想像的畫面
想像大太陽底下停著的一輛車。光透過玻璃傾瀉進來,曬熱座椅;座椅放出熱量,但玻璃不肯讓這熱輕易跑出去——於是車裡比外頭的空氣更熱。二氧化碳,就是整個行星的那層玻璃。加得越多,玻璃就越厚,地球便在一個更暖的溫度上安頓下來。而就像一層層加蓋毯子,你添的每一層,暖你的幅度都比上一層略小——但總歸是越加越暖。
它的位置
阿倫尼烏斯站在兩位前人的肩上:約瑟夫·傅立葉在 1820 年代頭一個追問,地球為何比空蕩的太空更暖;約翰·丁達爾則在 1860 年代於實驗室裡測出,二氧化碳與水汽確實困得住熱。阿倫尼烏斯補上了那個缺失的數字。此後數十年,這一想法被擱在一旁,到 1930 年代重又被提起,並在查爾斯·基林於 1958 年開始測量二氧化碳穩步攀升後得到證實——正是我們今天身處其中的那一場攀升。
If the quantity of carbonic acid increases in geometric progression, the augmentation of the temperature will increase nearly in arithmetic progression.