第十一章 伏兵 全球变暖（第1页）

第十一章伏兵：全球变暖

可是坏人正为自己张下罗网，要害死自己。

《圣经·箴言》1：18（Proverbs1:18）

科技文明的推动力量

3亿年前，地球上布满沼泽。这些沼泽中茂盛的羊齿植物（蕨）、木贼植物、石松等死了以后都沉于污泥中。一个一个世纪过去了，这些植物的遗骸越埋越深，在地下深处，它们慢慢地转变成我们称为煤的一种坚硬有机固体。在各时代、各地区中，无数单细胞植物及动物死去，沉到海底，被冲积物盖住。在时间缓慢的熏陶过程中，这些死去的单细胞生物逐渐转变成一种我们称为石油及天然气的有机**及气体（有些天然气可能是原生的——并非来自生物遗骸，而是和地球一起形成的）。人类进化以后，与这些冒出地球表面的奇异物质有了初步的邂逅。地底渗出的石油和天然气被雷电击中而起火燃烧，有人认为这就是“永恒不灭之火”的源起，这种火就是古波斯拜火教崇拜的神祇。马可·波罗（MarcoPolo）从中国回去以后，告诉当时的欧洲学者，在中国，人们开矿挖出了一种黑色的石块，一点火就会燃烧，但被这些学者斥为无稽之谈。

最后，欧洲人终于知道了这些易于携带、蕴藏丰富能量的物质有广泛的用途。它们远比木柴好用。你可以用它们来温暖屋子、当作炉子的燃料、启动蒸汽机、发电、做工业的能源，以及用来驱动火车、汽车、轮船、飞机等。被应用在军事上，它们也一样威力十足。因此我们学会了如何把煤从地下挖出来，挖洞时穿过石层到达石油及天然气的埋藏处。由于地底的压力，它们喷出地面。结果，这些物质变成经济的主宰，成为全球科技文明的推动力量。从某种意义来说，它们统治了全世界。这绝非夸张之词。就和这世间所有事情一样，使用这些物质是要付出代价的。

我们称煤、石油及天然气为化石燃料，因为它们大部分来自上古时代的生物遗骸形成的化石。它们的化学能量可以看作一种太古植物累积的太阳能量，这些能量储藏在这些太古生物的遗骸中。借着燃烧这些在上亿年前，即远在人类出现以前占据地球的生物遗骸，人类文明得以生生不息，绵延至今。我们犹如一些可怕的食人族，以我们祖先及远亲的遗骸为生。

回想起我们唯一可使用的燃料还是木柴的时候，我们就会赞美化石燃料带来的种种益处。它使我们创造了许多全球性工业，这些工业在经济和政治上占有举足轻重的地位——不仅限于石油、天然气、煤的商业财团，也包括完全依赖它们的行业，如汽车、飞机等，或部分依赖它们的行业，如化工、肥料、农业等。因为对这些能源的依赖甚深，许多国家都尽力保障国内化石燃料的供应。能源是引爆第一、第二次世界大战的主因之一。日本在第二次世界大战时发动侵略的动机，据他们自己的解释，是为了保障他们的石油来源。1991年海湾战争也提醒我们，化石燃料在政治及军事上的重要性。

不惜代价捍卫石油

大约30%的美国进口石油来自波斯湾。在某些月份中，超过半数的美国石油依赖进口。在美国的收支逆差中，进口石油就占了50%以上。美国每周要花费超过10亿美元进口石油。日本也差不多。中国——由于消费者对汽车的需求量激增——在21世纪初就可能达到相同的数量。西欧的石油输入也有类似的数量。经济学家描绘了一些因石油涨价而招致的可怕远景，如通货膨胀、高利率、对新工业投资的减少、工作机会减少、经济不景气等。它们可能不会发生，可是，这是我们对石油上瘾之后的可能后果。石油问题会促使一个国家做出一些没有原则的或鲁莽的决策。一位美国专栏作家杰克·安德森（Jaderson）在1990年提出了一个许多人都赞成的意见：“虽然这不是大众都喜欢的做法，但美国一定要继续承担它作为世界警察的职责。从完全自私的立场来说，美国需要世界上的资源——其中最重要的就是石油。”按照当时参议院少数党（当时是共和党）领袖鲍伯·多尔（BobDole）的说法，1991年海湾战争——美国派遣20万名年轻男女，冒着生命危险参与这场战争——的发生，“只是为了一件事：石——油（O-I-L）”。

在我撰写本文时，原油的一般价格是每桶20美元，勘探过的或已被证实的全球石油储藏量约为1万亿桶，以每桶20美元计价，总值约为20万亿美元，相当于美国国债的4倍。有人称石油为“黑金”，的确不假。

每年全球的石油总产量为200亿桶，因此，每年我们消耗掉世界上已知石油储量的2%。照此推算，你可能想到，我们很快就会耗尽所有石油，也许50年不到就没了。可是我们也不断地发现新的石油储藏区。以前有不少预测说，我们在某某时候就会用光石油。但这些预测都是空穴来风。当然，全球的石油、天然气和煤储量一定是有限的，因为有限的上古生物把它们的身体贡献给我们，所以我们才能过上舒适及便利的生活。根据现状来看，我们不太可能很快就耗尽这些化石燃料。唯一的问题是，寻找新的油田和石油处女地的代价会越来越高，如果石油的价格突然变化太快，将引发世界经济动**，有些国家甚至不惜发动战争以抢夺石油。当然，还有环境上的代价。

自食恶果

为了石油，我们付出的代价不仅是金钱而已。在早期，即英国工业革命之后，被人们称为“魔鬼磨坊”（satanicmills）[14]的纺织工厂造成了严重的空气污染，引发了呼吸疾病的大流行。著名小说《福尔摩斯探案集》、有名的双重性格小说《化身博士》，以及从未破案的“开膛手杰克”的故事都提到过鼎鼎大名的伦敦“豌豆浓汤”式浓雾，这都是家庭及工业燃烧煤炭造成的结果。今天，汽车排出的废气也加入了污染的行列，污秽的烟雾铺天盖地而来，在大城市肆虐着，这些烟雾影响了我们——烟雾制造者——的健康、我们生活上的乐趣及生产能力。我们知道酸雨的问题，也知道运输原油的船只出事后流出的原油在生态上的破坏。可是，我们依然认为，燃烧化石燃料带来的益处远超过这些在健康和环境上的惩罚。

现在政府及民众逐渐了解了燃烧化石燃料的另一个危险后果。如果我烧1块煤或1加仑（约3。8升）的石油，或1立方英尺（约0。03立方米）的天然气，就表示我把这些化石燃料中的碳和空气中的氧化合在一起。这个化学反应把关在这些化石燃料中将近2亿年的能量释放出来。可是，1个碳原子和1个氧分子结合在一起就得到1个二氧化碳分子，过程如下：

C+O2→CO2

而二氧化碳是一种温室气体。

决定地球温度或地球气候的因素是什么？从地心慢慢渗到地球表面的热量，与太阳照射到地面的能量相比，只能算是小巫见大巫。的确，如果突然关掉太阳，使其不放出能量，地球的温度就会陡降，地球上的空气都会凝固，地表也会被一层由氮和氧组成的厚达10米的白雪覆盖。我们知道有很多阳光照在地面上把它暖化，我们能不能计算一下，地球表面的温度应该是多少呢？这是一个很容易的计算。这也是另一个用精确数字表达事实从而展现出科学的力与美的例子。

零下20摄氏度错了吗？

地球表面吸收的能量一定同它辐射回太空的能量相当，但我们通常都想不到地球会把能量辐射到太空去：当我们在夜晚搭乘飞机时，看向地面，我们看不到地面在暗中发光（除了城市中人为的灯光）。这是因为我们能看见的是可见光，也就是我们眼睛对其反应最敏感的那种光。如果我们能看到红光以外的光，看到所谓的热红外光的光谱区——其光波长是黄光的20倍——我们将看到一个发光的地球，发出冷冷的红外线，在非洲撒哈拉大沙漠发出的红外线将比南极洲放出的红外线要强，白天放出的又要比夜晚放出的强。这不是地球反射回去的太阳光，而是这颗行星本身放出的红外线。太阳射入的能量越多，地球辐射回去的能量也按比增加。地球越热，它在黑暗中放出的红外线也越强。

把地球加热的能量多寡取决于太阳的强度和地球把多少太阳照射的能量射回到太空去（没有被射回去的光就被地面、云层、空气吸收了。如果地球真的和镜面一样光滑，太阳光就无法把地球表面加热）。被地球射回太空的光，大都在可见光范围。因此，设定输入（地球吸收的阳光）等于输出（取决于地球的表面温度），你就得到了一个方程式。两边配平，就能算出地球的平均温度了。一点都不难，再简单不过了!如果你做了计算，结果是什么？

我们计算的结果是，地球表面的平均温度约为零下20摄氏度。在此温度下，海洋应该是一大块的冰，我们每个人都应该冻得全身僵硬，地球不应该是生物可以生长的地方。当然，事实不是这么一回事。我们的计算错在哪里？我们算错了吗？

温室效应使地球变暖

我们并没有算错。我们只是忽略了一些该考虑的东西，我们忽略了温室效应。我们在做上述计算时，隐含的假设是地球没有大气。虽然大气对可见光来说是透明的（美国丹佛及洛杉矶是例外[15]），可是，在热红外线的范围来看，就是地球能量辐射回太空的那个波段，地球的大气就没那么透明了。这无异于推翻了所有的假设。空气中的一些气体——二氧化碳、水汽、氮氧化物、甲烷（沼气）、氟氯碳化合物——对红外线的吸收特别强，虽然在可见光的光谱中它们十分透明。但如果你把这类气体放在大气中，那么太阳光依然可以照入。但是当地球表面以热红外线的光谱范围内的形式将能量辐射回太空时，这层像毛毯一样的气体会阻碍这些热红外线的辐射。因此，大气在可见光范围内是完全透明的，而在红外线范围就变成半透明的。于是，地球表面就会变得更暖一点，其吸收的太阳射入的能量和以红外线光辐射回太空的能量相等。如果计算一下这些气体在红外线的不透明程度，和它们所吸收到的地球辐射回太空的红外线量，你就得到正确答案了。答案就是地球的平均温度——把地表每一纬度、每一地区的温度，以及春夏秋冬四季昼夜的温度都平均起来——是13摄氏度。这就是海洋不结冰，地球的气候如此宜人且适合我们人类生存的原因了。

我们的生命依赖大气中的少数组成部分，不可见气体之间的微妙平衡。少许的温室效应是件好事，可是，一旦加入更多产生温室效应的气体——就如我们自工业革命起至今所做的，一直大量生产二氧化碳，并排放至大气中——这层毛毯的厚度增加，大气将吸收更多的红外线使地球变得更暖。

金星的提醒

对于大众和决策者而言，也许这些听来都太抽象了一点——不可见的气体、红外线毛毯、物理学家的计算，等等。如果花钱与否是一个重大决定，我们是不是应当要有一些更明确的证据，证明真的存在温室效应，且太多的温室效应确实会带来危险？大自然很仁慈地用距离我们最近的一颗行星提醒我们需要更小心从事。这颗行星就是金星。它比地球更靠近太阳，可是其密不透风的厚云层将大量的阳光反射回太空，使这行星吸收到的太阳能量远少于地球。如果没有温室效应的话，它的表面温度应当比地球低。它的大小和质量也都和地球差不多。从这些描述中，也许我们可以很天真地推断，它具有类似地球的宜人环境，是一个理想的旅游去处。

苏联曾做过先锋性的探测，送了一系列宇宙飞船去金星探险。如果你也像苏联一样，送一艘宇宙飞船去金星，经过它那厚实的云层下降至金星地表，你就会发现，金星云层的主要成分是硫酸，而它又厚又密的大气几乎全是二氧化碳，气压是地球的90倍。如果你像苏联的宇宙飞船金星号（Venera）一样，也派你的宇宙飞船用温度计去测量金星的温度，你会发现金星的温度是470摄氏度，热到可以熔化铅或锡。这个温度比家用烤箱的温度还高。其成因就是温室效应，而温室效应的主要原因就是它那又厚又密的二氧化碳大气（它的大气中有少量的水汽和其他能吸收红外线的气体）。金星证实了增加温室气体的含量会招致恼人的不良后果。这是一个很好的例证，给那些意识形态在作祟的电台脱口秀的主持人展示，这是不是他们所说的“恶作剧玩笑”（他们把温室效应说成是科学家发明的，用来吓唬大众的“恶作剧玩笑”）。

温室气体不减反增

随着世界人口的日益增加，以及我们在科技方面的发展，我们将制造更多吸收红外线的气体，并排放至大气中。虽然有天然的机制会从大气中消除这些气体，但是，人为的破坏速度远大于大自然的自动修复速度，自然也无法扭转劣势。在燃烧化石燃料与毁灭森林的双面夹攻下（树木把二氧化碳从大气中消除，并将其保存到木材中），我们每年排放至大气中的二氧化碳含量高达70亿吨之多。

你可以从下图看出大气中二氧化碳增加的程度。这些数据来自夏威夷莫纳罗亚山顶（MaunaLoa）的大气观测台。夏威夷不是高度工业化的地区，境内的森林也未遭到大规模焚毁（会释放更多的二氧化碳至大气中），探测证实该地大气中二氧化碳的增加是全球各地活动共同造成的结果。别处产生的二氧化碳很轻易地就被全球大气中的气流带到各处——包括夏威夷。你会看到，每年二氧化碳的含量会上下起伏。这是因为每逢夏季，落叶树（阔叶树）的叶子会消除部分大气中的二氧化碳；反之，冬天落叶纷飞，这一净化机能就会暂时停摆。随季节起伏变化的二氧化碳含量，在长期来看有增加的倾向，这是非常明确的。大气中二氧化碳占有的比例已超过0。035%——高于人类出现在地球上后的任何一个时期。由于全球氟氯碳化合物工业的急速增长，二氧化碳的增加也是最快的——每年约5%——由于各国都同意全面淘汰氟氯碳化合物，现在氟氯碳化合物引起的增加量已经逐渐减少。[16]但其他的温室气体，如甲烷，也在逐渐增加中。其增加原因来自农业及工业的发展。

地表温度微幅增加