论空气中碳酸对地面温度的影响
史上第一次算出:空气中二氧化碳越多,整个地球就越暖。
1896 年,仅凭一支铅笔、一叠纸,和几缕月光,一位瑞典化学家成了第一个算出「烧煤可能让整个地球变暖」的人。
核心想法
地球之所以温暖,靠的是一层薄薄的气体毯子。阳光穿过清澈的空气、晒热地面;地面又把这份暖意以看不见的热射线辐射回去,而某些气体——首推二氧化碳和水汽——吸住这些射线,再把一部分送回地面。阿伦尼乌斯仅凭算术,就推算出:若空气里的二氧化碳更多,地球会暖多少。
他的答案是一条简单的规律:加得越多,就越暖——而且稳定到,二氧化碳每翻一倍,升温的幅度都差不多。他算出,翻一倍会让世界暖上五六度。
它是如何诞生的
他担心的并不是煤烟;他琢磨的是冰期。地质学家已经表明,浩瀚的冰盖曾经掩埋整个北欧,而后又消融退去。什么东西,能把地球的恒温器上下拨动这么大?阿伦尼乌斯猜想,空气中二氧化碳的多少,也许正是那个旋钮。
要验证它,他得先知道这种气体吸热有多强——于是他借来萨缪尔·兰利对月光的测量,那是月球微弱的暖意,向下穿过大气时被削弱的样子。接着便是苦工:成千上万次的手算,一条纬度带接一条纬度带,一个季节接一个季节。这花了他约莫一年。他发现,把二氧化碳减半足以引来一场冰期,翻一倍则会让世界暖上五六度。
它为何重要
在此之前,从没有人为它标过一个数字。阿伦尼乌斯把一个模糊的念头——空气能困住热量——变成了一条可度量的物理定律,把一种气体与整个行星的温度联系了起来。我们今天关于气候变化所知的一切,都立足于他第一个回答的那个问题之上:当我们往空气里添加二氧化碳,地球会暖多少?
一个可以想象的画面
想象大太阳底下停着的一辆车。光透过玻璃倾泻进来,晒热座椅;座椅放出热量,但玻璃不肯让这热轻易跑出去——于是车里比外头的空气更热。二氧化碳,就是整个行星的那层玻璃。加得越多,玻璃就越厚,地球便在一个更暖的温度上安顿下来。而就像一层层加盖毯子,你添的每一层,暖你的幅度都比上一层略小——但总归是越加越暖。
它的位置
阿伦尼乌斯站在两位前人的肩上:约瑟夫·傅里叶在 1820 年代头一个追问,地球为何比空荡的太空更暖;约翰·丁达尔则在 1860 年代于实验室里测出,二氧化碳与水汽确实困得住热。阿伦尼乌斯补上了那个缺失的数字。此后数十年,这一想法被搁在一旁,到 1930 年代重又被提起,并在查尔斯·基林于 1958 年开始测量二氧化碳稳步攀升后得到证实——正是我们今天身处其中的那一场攀升。
If the quantity of carbonic acid increases in geometric progression, the augmentation of the temperature will increase nearly in arithmetic progression.