Page 82 - 二氧化碳造成气候变化的认知与误区

co 2 Cognition and Misconceptions about Carbon Dioxide Causing Climate Change
二氧化碳造成气候变化的认知与误区

（一）温室效应理论及其对全球变暖的预测
1. 实验室中的温室效应
斯万特·阿伦尼乌斯（Svante Arrhenius）是第一个在实验室内建立二氧化碳

和气温之间数量关系的物理学家，他开发了一个考虑到环境温度下二氧化碳和水
蒸气的辐射效应的能量平衡模型，并研究了他的模型对 CO 2 浓度变化的响应。
1896 年，阿伦尼乌斯通过模型的计算得出，“如果碳酸增加到当前值的 2.5 到 3
倍，北极地区的温度将上升约 8 到 9 摄氏度。空气中的碳酸应下降到当前值的 0.62

到 0.55，将降低温度 4~5 摄氏度，而获冰河时代的平均温度。”该计算结果说明
大气中的 CO 2 浓度变化可以显著地影响气候，包括间冰期和冰期的形成，因此
在大气中 CO 2 浓度和地球气候之间建立数量关系成为可能，阿伦尼乌斯因为专
注于推动气候变化的 CO 2 单一因果机制，被称为温室效应理论之父。到 1904 年，

燃烧煤炭已达到近九亿吨，阿伦尼乌斯开始关注人为碳排放量的迅速增加，“随
着工业的发展，大气中碳酸的比例可能会在几个世纪内发生显著变化”“只要煤
炭、石油等的消耗量保持在目前的水平，空气中碳酸的百分比就必须以恒定的速
度增加，如果这些物质消耗量像现在一样继续增加，则气温必须以更快的速度增

加”；不过，阿伦尼乌斯认为人类活动排放二氧化碳导致的气候变暖对人类是有
益的，他指出“由于大气中碳酸含量增加则气温上升，在地球较冷的地区将产生
比目前多得多的农作物，以利于人类的快速繁殖”。因为全球气候变暖的预测，
阿伦尼乌斯也被称为全球变暖之父。

2. 简化的气候模型支持温室效应理论
20 世纪 50 年代，数字计算机开始展现出强大的计算能力，一些科学家开始
考虑建立简化的计算模型来模拟气候变化。1956 年物理学家吉尔伯特·普拉斯
（Gilbert Plass）计算了在上层大气中添加二氧化碳改变地球表面温度的可能性，

发现现有二氧化碳水平提高一倍地球表面温度将上升 3~4 摄氏度，并预测当排放
量继续以当时（1950 年代）的速度增长，人类活动将导致全球平均温度“以每
世纪 1.1 摄氏度的速度提高”。1967 年，真锅淑郎（Syukuro Manabe）及其合作
者采用辐射对流平衡模式的气候模型的计算结果表明，大气中二氧化碳的混合比

越大，地球表面和对流层的平衡温度就越高，而平流层的平衡温度越低，平流层
平衡温度对 CO2 含量的依赖性远大于对流层温度；1975 年他的改进模型得出若
当时的二氧化碳增加一倍，全球平均温度将上升 2.93 摄氏度。实际上，此后大

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