气候科学简史

这是Ed Hawkins的《A brief history of climate science》的译文

气候科学简史

气候变化经常被误认为几年来才有的,事实上早在150年前人类就已经意识到全球气候因人类活动而产生的变化。

在十九世纪二十年代,一名叫约瑟夫·傅里叶(Joseph Fourier)的法国数学家试图弄明白影响地球温度的因素。他通过计算发现,地球曾经应该是一个冰球。

其中最为明显的影响因素,太阳,并不能提供充分的能量融化这个冰球。最初,傅里叶认为必然是地球内部或外太空提供额外的能量,但是这种想法很快被否定了。然后,他意识到这可能与地球的大气圈有关,大气圈刚开始可能是透明的。

气候科学简史
丁达尔的试验装置

1861年,来自爱尔兰的物理学家约翰·丁达尔(John Tyndall )做了个试验,改变了我们队大气圈的认识。丁达尔认为像甲烷和二氧化碳气体吸收热红外辐射,并将热量圈闭在大气圈内。他很快意识到这种效应会影响陆地辐射并使气候发生变化。

虽然这个发现影响深远,但是丁达尔像同时代的其他人一样,更关注是什么控制了冰的年龄,这一问题在1837年被路易斯·阿加西(Louis Agassiz)所提出。

但是这些气体能改变地球的温度多少?1896年,瑞典化学家斯凡特·阿伦尼乌斯(Svante Arrhenius)首次给出了气候敏感度的数值估计,约为4℃。气候敏感度是二氧化碳增加一倍气温的变化量。

当科学家们争论冰的年龄变化因素时,地球正在经历着变暖的过程。从二十世纪二十年代开始,气象学家开始发现全球不同的地区的气候发生了变化。1933年Joseph Kincer认为好多城市的气温都在升高,同时,其他科学家测量得到大气中的二氧化碳浓度在增加,然而一名业余的大气科学家把二者联系到了一起。

气候科学简史
卡伦德(摄于1934年)

基·斯图尔特·卡伦德(Guy Stewart Callendar)是一个蒸汽机师,但对天气非常着迷。他在业余时间搜集了世界各地的温度记录和二氧化碳测量值,并研究了阿伦尼乌斯等人的工作,通过枯燥的计算后首次证明地球表面正在变暖。

1938年,卡伦德把他的分析结果发给皇家大气学会的会员,他说明了地球在过去50年增加了0.3度,而且这主要是由大气中因燃烧化石燃料而增加的二氧化碳引起的。这些会员们认为他的发现很有兴趣,但是并不认为是正确的。

但是卡伦德并未气馁,继续他的研究,他又搜集了更多的证据。然而当他的这一发现被发表后的几年里,激发了查尔斯·基林(Charles Keeling)致力于监测大气中气体的变化。

1961年,卡伦德在更多的数据基础上,更新了全球气温变化值,这一数值与我们今天知道的基本一致。同时,卡伦德认为气温变暖将延缓冰期的到来,使农作物能在高纬度地区生长。

卡伦德研究的原始图件
卡伦德研究的原始图件

自从卡伦德发现二氧化碳导致气温升高后,这一基本认识框架未曾改变过。我们现在坚信,人类活动对全球气温变化产生了重要影响,也明白其会导致的后果。

在2013年第五届政府间气候变化专门委员会(IPCC)评估报告显示卡伦德及其同时期科学家的努力是永不会被忘怀的。

 

 

 

原创文章,如若转载,请注明出处。

相关文章

  • 使用卫星监测海平面变化

    海平面上升是气候变化带来的后果之一,已经对低洼沿海地区的人们产生了影响,其未来前景也不容乐观。我们知道,海平面上升是由海水受热膨胀以及冰川和冰盖融化增加海洋水量所导致的。根据政府间气候变化专门委员会…

    2024-03-03
  • 两千三百万年前兰州还是湿润的森林草原区

    随着新生代地球气候变冷,地球上的哺乳动物逐渐取代了中生代处于统治地位的爬行动物,成为地球上脊椎动物中的优势群体。亚洲的哺乳动物化石含量丰富并且分布广泛,但是亚洲哺乳动物年表(ALMA,主要来自中国)无论…

    2016-12-06
  • 贡嘎山海螺沟全新世冰川前进与气候

    冰川前进和后退所留下的地貌特征为重建古冰川规模大小以及推测当时的古气候信息提供了直接证据。目前青藏高原的冰川地貌学研究主要集中在冰川地貌的年代学研究上,这些年代学研究成果可以为古冰川的定量重建打下坚…

    2016-05-21
  • 全球气候游行

      近日来有数百万民众走上街头,呼吁对气候变化采取紧急措施。据悉全球有139个国家参与了这次空前的游行活动,如在美国纽约曼哈顿就至少有10万人。本次活动发生在联合国两个重要气候峰会召开之前,其中一个是…

    2019-09-22
  • 史前丝绸之路的开通受中亚超级大旱而推迟

    丝绸之路一直是过去2000年来人类文明交流融合的最重要舞台,其中,中亚(西域)是其核心区。事实上,早在张骞通西域之前的青铜时代,就存在东西方文化交流的史前丝绸之路。最近一项研究,揭示过去数千年中亚降水变…

    2021-03-04
  • 每一座巨石都有不寻常的故事,北大西洋岸边的巨岩可以告诉我们海平面的升高会带来什么危害

    被称之为“公牛”的巨岩重925吨,版权:Elisa Casella 在10万年以前,一座重达上千吨的巨石从巴哈马群岛海边悬崖上滚落下来。有研究认为,这是由一场超级暴雨造成的,而且这超级暴雨远远超过人类曾经经历过的任何暴雨…

    2017-11-05