地球上的气候在变化吗?这个问题早就使学者们感到不安。气象观察表明,从上个世纪末期以来,整个北半球的平均气温升高了。本世纪三十年代末升到最高,平均气温比上个世纪末升高0.6度。然后便开始变冷,至六十年代中期,气温大约降低0.3 ~ 0.4℃。

气温的波动对于大气中水分的循环和降水量有着更大的影响。高纬度带比低纬度带的温度变化要来得大。变暖时,中纬线和极地的温差会缩小;而变冷时,温差就会增大。

在某些方面,大气与热机很相似,温差乃是热机产生能量的源泉。变冷时,特别在温带,空中物质运动的强度也不断增大;水蒸气从洋面向大陆的移动也在加强,降水量也相应增大。变暖时,就正好相反

气候学这门科学正在研究这些变化的原因。已经清楚,比如说,对于使地表变暖的太阳辐射来说,大气的透明度并不是恒定不变的。空气中非常小的液粒子和硬粒子——大气溶胶质量的变化对大气的透明度有着极大影响。这些粒子在15000 ~ 25000米高的低平流层中停留时间特别长。在那里,它们基本上是由极小的硫酸滴组成的。

在大气本身,硫酸滴是从硫化气体中产生的,而这种硫化气体是在地表的各种副作用下分离出来的。在低平流层中,硫化气与那里的臭氧和水蒸气相互作用,便变成硫酸。硫化气体的一个重要源泉,乃是火山喷泄物。在火山活动期间,大气的透明度降低,所以就开始变冷。本世纪二十到三十年代,未曾发生过大规模的火山爆发,这就使大气的透明度明显增高,气候就变暖。

有根据认为,在最近几十年内,由于人的经济活动,气候开始有了变化。已知人对气候的影响有三条途径。第一,由于人对能源包括煤、石油和原子能的利用而使气候变暖。当然,这种变化暂时还不大,在整个地球上平均只升高0.01℃。但在一些大城市,能升高了几度。

第二,由于各种燃料的燃烧,增大了二氧化碳的浓度。二氧化碳极大地影响着大气中的蒸发效应:它使太阳辐射通行无阻,但明显地拦阻了地球表面发出的长波热辐射。因此,二氧化碳数量的增加就导致了地表气温的升高。

曾经在很早很早以前,大气中二氧化碳的浓度大大高于当代(现在,它只占0.03%),达到百分之几十。当时植物的生长率也很高,在光合作用的过程中产生了更多的有机物质。当时,特别是在高纬度地带,气温明显地升高。

数千万年以前,大气中二氧化碳的数量开始减少,然而这一进程在最近数百万年内又有所加快。与此相应,也就开始变冷,结果形成了极地的常年冰覆盖。

在人们经济活动的影响下,正以最快的速度恢复着古代的大气组成,二氧碳日渐增加。在最近几十年内,其数量增加了百分之几。本世纪末与1970年相比,将增加15 ~ 20%。根据计算,近数十年来,由于二氧化碳浓度的提高,气温将平均提高几十度。但是在这段时间内,气温并没有升高,而是下降了。很明显,还有一些其它因素正对气候产生极大的影响,那么,这些因素是什么呢?

认三十年代末到前不久,山于大气气溶胶的增强,大气的透明度降低了。这是由于火山爆发与人们经济活动产生的结果。

将来,气候的变化会怎样呢?许多学者都企图作出自己的假定。在六十年代,对1970年到2000年的气候变化曾提出过二十多种假说。通常都认为,早先发生的气候变冷将持续下去。而且还提出一种论断,认为这种变冷将促使“小冰川纪”更快地到来,也就是说,温带和高纬度地区的气候条件将急剧变坏。在这些地方,农业对温度的下降是非常敏感的。但是也有人在几年前曾经提出,这种变冷的过程已经结束,而之以变暖。还指出,在六十年代中期平均温度降到最低点以后,在六十年代末七十年代初便开始升高,在最近的十年内,气温升高了0.3°C,在北半球的高纬度地带升高近1°C

本世纪气候急剧变暖只有过一次,即在二十年代初期,那是因为大气透明度的增强而引起的。但在最近一次变暖中,大气的透明度则低于标准率。所以说,二氧化碳浓度的提高才是变暖的主要原因。

二氧化碳物增加的速度一直在加快,所以它对气候的影响也就变得越来越重要。直到六十年代中期,它的作用总是靠大气气溶胶的增加来得到平衡的。但是,这种气溶胶的增加中断了,因此气候便开始急速变暖,且越来越明显。

我们将面临着什么样的气候变化呢?

由于二氧化碳增加得愈来愈快,所以最有可能的是进一步变得暖和。数十年以后,可能会使极地洋面上的冰融化,这就会使高纬度带以至于地球大部分地区的自然条件起重大变化。

目前所发生的恢复大气古代组成的进程可以看作是生物圈的一次返老还童”。假如这一进程发展缓慢,对人类来说倒能是有益的。然而,它的速度造成了一系列问题,而要解决这些问题看来还是不容易的。但是,有理由期望将来调节气候的问题会更好地得到研究,气候将越来越为人所支配。

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