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,可能升高了几度。
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,二氧化碳日渐增加。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在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,而代之以变暖。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,对人类来说倒可能是有益的。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。
(Эσpukα-7)