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今年入夏以来 ， 我国高温日数多、覆盖范围广、多地最高气温破历史极值 。 中央气象台高温预警已经连发23天 ， 其中12天为高温橙色预警 。 12日18时 ， 中央气象台更是发布了今年首个高温红色预警 ， 这也是高温预警的最高级别 。 四川东部、重庆西南部和北部、陕西东南部等地气温41至43℃ ， 湖北竹山局地达到44.3℃ 。
连日的高温 ， 为人们的工作出行带来了诸多不便 ， 工厂工人的热射病事故频发 ， 连许多小动物都纷纷中暑昏厥……这样的气候变化 ， 到底与什么有关？人类有解决这一问题的办法吗？
1859年 ， 当一位名叫约翰·丁达尔（John Tyndall）的英国科学家通过实验证明二氧化碳具有吸收红外辐射的能力 ， 人类才明白 ， 自己曾经有多幸运 。 原来 ， 此前有人通过计算发现 ， 来自太阳的辐射只能让地表温度维持在零下20℃左右 ， 远远达不到如今的平均14℃的水平 。 后者使得海洋得以保持液态 ， 这才能够孕育生命 。 否则的话 ， 地球就成了一个大冰球 ， 人类是无法生存的 。
《夏洛特烦恼》剧照最先试图解释这一悖论的是著名的法国应用数学家让-巴普蒂斯·傅里叶（Jean-Baptiste Fourier） 。 他于1827年撰写了一篇论文 ， 首次提出地球大气层很可能是一个巨大的温室 ， 否则的话地表温度不可能有现在这么高 。
我们平时所说的温室是用玻璃或者透明的塑料薄膜当天棚 ， 这样既可以让阳光照进来 ， 棚内的热空气又散不出去 。 大气层外当然不可能有这样的物理阻隔 ， 但地球表面在被太阳光加热后会向外释放红外辐射 ， 如果能挡住这部分能量 ， 不让它释放到外太空去 ， 就能为地球大气层加温 。 可空气的主要成分氮气和氧气都不能吸收红外辐射 ， 水蒸气倒是可以吸收一部分 ， 但总量远远不够 ， 不足以解释地表温度的变化 。
《地球脉动》剧照丁达尔首次正确地指出地球温室效应的真正原因是二氧化碳 ， 他甚至猜测地球历史上出现过很多次的冰河期就是二氧化碳浓度降低所导致的 。 虽然这个观点现在看来并不全对 ， 但他的方向是正确的 。
1881年 ， 一位名叫塞缪尔·兰利（Samuel Langley）的美国科学家发明了辐射热测量仪（Bolometer） ， 并通过测量不同高度的月亮所发射的辐射强度 ， 推算出了地球大气层吸收红外辐射的能力 。 这个结果启发了一位名叫斯万特·阿伦尼乌斯（Svante Arrhenius）的瑞典科学家 ， 他通过计算发现 ， 如果大气二氧化碳浓度增加一倍的话 ， 地表温度将上升5～6℃ 。
【今年多地40℃高温破历史极值，地球还会更热吗？】这个推算结果要比现在学术界公认的值高一些 ， 但这是人类第一次意识到工业革命烧掉的化石能源有可能会导致地球升温 ， 具有划时代的意义 。 不过 ， 有三件事阻碍了当时的人们立即开始减排行动 ， 它们都和当年的科学发展水平太低有关 。
图｜pexels第一 ， 当年的科学家们并不确定化石能源的燃烧是否一定会增加大气二氧化碳浓度 ， 会不会有某个未知因素抵消了这种影响 ， 比如植物光合作用的增强？这个问题是被一个名叫查尔斯·基林（Charles Keeling）的美国科学家解决的 ， 他发明了精确测量大气二氧化碳浓度的方法 ， 并于1958年在位于夏威夷的莫纳·鲁阿天文台（Mauna Loa Observatory）设立观测站 ， 开始测量大气二氧化碳浓度 。 虽然基林于2005年去世 ， 但这项测量一直没有中断 。 测量结果证明大气二氧化碳浓度确实一直在增加 ， 并从1958年刚开始测时的313ppm（百万分之一）上升到2021年5月份的419.13ppm ， 这是地球最近这400多万年来的最高值 。
要知道 ， 1850年的二氧化碳浓度平均值仅为280ppm ， 这说明工业革命在短短的170年时间里就把大气二氧化碳浓度升高了将近50% ， 距离阿伦尼乌斯的预言已经不远了 。 事实上 ， 根据美国海洋及大气管理局（NOAA）估计 ， 400万年前的地球大气二氧化碳浓度和现在差不多 ， 而那时的地球表面温度比现在高3.9℃ ， 海平面比现在高24米 。
第二 ， 当年的科学家们也不敢肯定二氧化碳浓度的增加是否一定会导致气温升高 ， 会不会有什么大家不知道的负反馈机制抵消了温室效应的影响？这个疑团最终是被美国科学家詹姆斯·汉森（James Hansen）解决的 ， 他是美国航空航天局（NASA）的一个气候研究小组的负责人 。 这个小组利用NASA强大的数据网络 ， 对地球气候历史进行了归纳汇总 ， 于1981年发布了一份权威报告 ， 指出地球表面温度虽然在过去的100多年里有升有降 ， 但总的趋势是上升的 。 如果把温度变化趋势做成一张图的话 ， 其形状很像一根放倒的冰球杆 ， 前面几百年总体上是平直的 ， 但从1970年开始有了明显的上升 。
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