第5章 气候理论“吓”出低碳热(2)
真正让傅里叶的心血发扬光大的还是一位比廷德尔影响更大的天才。他就是瑞典物理化学家斯文特·阿列纽斯。每一位化学爱好者都应该知道这一等式：k=Ae-Eα\/RT。它描述了化学反应速率（k）与温度（T）以及反应活化能Eα之间的关系。这个方程式就以他的名字命名为阿列纽斯方程式。
与同时代众多的科学大师一样，阿列纽斯从小就表现出了卓越的天赋。3岁起，在没有父母引导的情况下，阿列纽斯开始了自学。8岁的时候，他直接进入了当地的教堂学校，从五年级开始读书，并在数学和物理方面展现出超人的才华。之后他进入了乌普萨拉大学，从事化学方面的学习和研究。1884年，阿列纽斯向学校提交了长达150页的博士论文，但遗憾的是，教授们并没有给出太高的评价，这篇论文只获得了D，在其努力抗议之下才被重新评定为C。颇具讽刺意味的是，他在这篇论文基础之上进行了进一步研究，并于1887年提出了关于电解质在水溶液中部分离解成完全自由的离子的阿列纽斯理论。这个理论是物理化学发展初期的重要发现，为此，他获得了1903年的诺贝尔化学奖，而同年的诺贝尔物理奖得主则是大名鼎鼎的居里夫人。
生活在瑞典这个冰天雪地世界中的斯文特·阿列纽斯，一直非常渴望能够看到更多的阳光，沐浴在温暖中。在读过傅里叶的论文后，斯文特·阿列纽斯很有触动，在1896年率先提出了温室效应学说。阿列纽斯提出了由于人类使用化石燃料，向大气排放二氧化碳，将使地球表面温度不断升高的观点，并给出了二氧化碳排放与大气温度之间的定量关系：如果二氧化碳的数量以几何级数增加，那么大气温度将以算术级数增长。他研究出了第一个用以计算二氧化碳对地球表面温度影响的理论模型。他得出的结论是，如果大气层中的二氧化碳含量减少约40%，地球表面温度就会下降4～5摄氏度，并可引发一个新的冰川期。同理，大气层中的二氧化碳含量翻番的话，地球表面温度就会上升5～6摄氏度。
他还估计，大概需要3 000年的时间来燃烧矿物燃料，才能使大气层中的二氧化碳含量翻番。那时小冰川期大概已近尾声，对于一个习惯了当时斯堪的纳维亚半岛寒冷冬天的人而言，天气逐渐变暖似乎是一个令人振奋的前景，完全没有现在人类对地球变暖的担忧。
1908年，斯文特·阿列纽斯在著作《形成中的世界》中进一步指出：由于工业的迅速发展，大气层中二氧化碳的比重在未来几个世纪中会增加到引人注目的程度。将人类的活动与大气温度联系到一起是一个天才的发现。即使是天才，阿列纽斯也只算到当时的二氧化碳与温度变化的关系，只设想到需要3 000年的时间来燃烧矿物燃料，才能使大气层中二氧化碳的含量翻番。
或许阿列纽斯没有想到的是，历史的变化会如此迅猛，人类的发展会如此快速。阿列纽斯于1927年逝世，半个多世纪之后，他的一个科学主张竟然会意外地成为一场旷日持久的气候之争的焦点，并进一步引发了一场浩大的低碳革命。
在阿列纽斯发表其计算结果几年后，得克萨斯州的斯平德托普油田突现于世，然后又在得克萨斯州和俄克拉荷马州发现了其他储量丰富的油田。亨利·福特的T型汽车取代马匹的速度比任何人预想的都要快得多，而爱迪生发明的电灯也推动了人类社会对电力生产的需求。矿物燃料燃烧量增加的速度远远超过了阿列纽斯的预测，人类排放到大气层中的二氧化碳急速增加。
但正沉醉在工业革命取得的伟大建设成就而沾沾自喜的民众，没有人再去研究阿列纽斯的这个研究成果，也没有人关心二氧化碳排放是否会引起地球气候的变化。
但英国的蒸汽工程师乔治·卡伦德除外，他于1938年发表了一篇文章，题目为《人为生成的二氧化碳及其对气温的影响》。卡伦德根据1880～1934年间从世界各地200个气象站收集来的数据，计算出当时地球的气温已经升高了0.55摄氏度。他预计，由于二氧化碳不断被排放到大气层，21世纪地球的表面温度将会上升1.1摄氏度。
卡伦德是一名业余气候学家，蒸汽工程师的身份使他在物理学和动力学方面受过良好的职业训练，并且在没有自动化计算的条件下，卡伦德能够从全球范围内的大量天气数据中发现规律，这也体现了一名工程师出色的分析和归纳能力。
但在那个时候，世界气候学界论资排辈的现象很严重。那些正宗的气候学家们，看不起这个不是科班出身的卡伦德，认为他只是在自以为是地自娱自乐。为此卡伦德的研究，一直没有进入主流气候学界。历史依旧保持着公正，后来的主流科学家将人类活动产生的二氧化碳对气候变化的影响定义为“卡伦德效应”。这一举动意味着卡伦德的贡献最终得到了科学和历史的认可。
1944年，人类活动对气候变化影响的研究正式离开傅里叶、阿列纽斯这种天才式的玩票性质，正式告别卡伦德这样的草根研究阶段，进入主流科学家的视野。当时，英国著名的气候学家戈登·曼利注意到了卡伦德研究工作的价值。不过，那时的主流科学家们似乎太在意卡伦德低微的科学出身了，没有多少人真正重视一位业余爱好者的结论。直到1954年，美国一名26岁的年轻学者查尔???·基林虚心请教了卡伦德，在其工作的基础上正式开始了对温室效应的研究。
在基林开始研究温室效应问题的时候，科学界已经从理论上认识到，大气中二氧化碳的含量会因为煤、石油等化石燃料的燃烧而出现全球尺度的变化。但对于由人类活动增加的二氧化碳，到底是会累积在地球大气中还是被海洋和陆地植被所吸收则没有任何认识。基林的研究正好破解了这个核心问题。
1928年4月20日出生于美国宾夕法尼亚州的基林，按照现在的标准来说，绝对是个好青年。他谦虚，所以能够不顾自己科班出身，低下头向卡伦德这个草根请教。1948年，他在伊利诺伊大学获得化学和同位素地球化学专业学士学位，1954年他在美国西北大学获得博士学位后，来到加州技术研究所做博士后，开展地球化学方面的研究时，开始对观测大气中二氧化碳的含量问题感兴趣。
基林是被时任加州大学斯克里普斯海洋学研究所主任的罗杰·雷维尔钦点招进这个研究所的。斯克里普斯海洋学研究所是世界上在海洋学研究方面最好的研究所之一，而雷维尔则是1957～1958年国际地球物理年（IGY）的创立者之一，国际地球物理年是世界各国同时对地球物理现象进行联合观测的一次活动。
罗杰·雷维尔因为对基林的欣赏，在国际地球物理年中特意资助基林在夏威夷的冒纳罗亚火山上建立了一个气象观测基地。基林从1958年开始，在这个基地上用自己发明的设备收集二氧化碳样本，并取得了一系列成果。1961年，他提出了著名的“基林曲线”，这一曲线清楚地表明：大气中二氧化碳的含量一直在稳定的增长。基林所收集的数据创造了世界上对大气中二氧化碳含量水平连续观测时间最长的纪录，这项工作为全球气候变化的研究打下了可靠的基础。
加州大学斯克里普斯海洋学研究所所长查尔斯·肯内尔甚至认为，科学史上有三次科学观测产生了重大改变：第谷·布拉赫的行星观测导致牛顿重力理论；阿尔伯特·迈克耳逊关于光速的观测让爱因斯坦创造了相对论；而基林对大气中二氧化碳的观测则搭建了今天对气候变化问题的深刻反省。
基林也因此获得了诸多殊荣。2002年，74岁的基林获得了美国总统乔治·布什颁发的国家科学奖，这是美国科学界代表最高荣誉的终生成就奖。
图1-1著名的基林曲线（图中照片为冒纳罗亚火山气象观测基地）
有了基林的研究做基础，在接下来的20年里，针对全球气候变暖的分析迅速增加。在1975年的《科学》杂志上，哥伦比亚大学的华莱士·E·布勒克尔预测，在下个十年期间，全球气候变暖的趋势将会大幅增长。两年后，美国国家科学院发表了一篇题为《能源与气候》的报告。报告称，对于可能存在的全球气候变暖问题，我们既不应当恐慌，也不应当无动于衷，而是要加强这方面的研究。
同年，威廉·凯洛格和玛格丽特·米德发表了《大气：已经并正处在危险中》一文。作者在文中要求制定一部《空气法》，以使各个国家都同意将其二氧化碳的排放量减少至某个共同商定的标准。这可以说是后来举世闻名的《京都议定书》的基础。
随着20世纪70年代的过去及80年代的到来，老天爷似乎一心要应验人们的预测似的。中纬度冰川退缩的速度从每年30米增加到了每年40米。1979～1994年期间，阿拉斯加寒冷的北坡布鲁克斯岭脚下图利克湖的水温上升了5.4摄氏度。北极的冰盖萎缩了6%，雪线也持续升高，有关大气层的计算机模型预测的结果显示的变暖程度更甚。
1987年，联合国、加拿大和世界气象协会共同发起召开了一次会议，来自于46个国家的共330位科学家和决策人聚集在一起，最后发表了一份声明。声明说，“人类正在全球范围内无意识地进行着一场规模巨大的实验，其最终后果可能仅次于一场全球性核战争”。他们进而敦促发达国家立即采取行动，减少温室气体的排放量。
历史转折点出现在1988年。在很多中国人的记忆里，那一年属于精彩的汉城奥运会。但在应对气候变化的历史上，这一年敲响了全球气候变暖的警钟。这是有史以来最热的一年，超过了20世纪80年代中曾创下短暂的高温纪录的另外三个年头，69个美国城市，还有莫斯科，分别创下了最高的单日高温纪录。在洛杉矶，温度计的水银柱指向了43摄氏度，一天之内有400个变压器爆炸。而美国中西部则遭受了自20世纪30年代“黑风暴”事件以来最严重的旱灾，黄石国家公园似乎快要燃烧起来了。
在这一年期间，詹姆斯·汉森--美国国家航空航天局戈达德太空研究所主任，在美国参议院能源和自然资源委员会上作证时说：“温室效应的存在业已查明，此时它正改变着我们的气候。”他百分之九十九地相信，当时的高温表明确有天气变暖的趋势，而不仅仅是自然变化。他补充说：“我们正在以不正当的手段破坏气候。”可以说，由汉森这样的专家在美国参议院庄严的会议厅中所作的这番陈辞，标志着人类阻止全球气候变暖的行动真正开始了。
在无数媒体的聚光灯下，这场作证让汉森戴上了应对气候变化问题的意见领袖的帽子。从此，这位意见领袖成为了最激进的低碳主义者。在他的眼里，后来宣布退出《京都议定书》的美国总统小布什几乎是世界上最邪恶的人。