气候在变暖？原因？和二氧化碳啥关系？-- 你所不知道的科学

序言：最初的题目是：水 -- 污染地球的罪魁祸首。

             看到这个题目，奇怪吧？这就是从 Obama 政府的逻辑推导出来的合理结论。Obama 政府认为，地球正在发生气候变化，原因就是温室气体的排放，而且认为二氧化碳是人为排放的温室气体最多的部分。Obama 治下的 EPA（环保署）早已据此宣布二氧化碳是污染物，也根据这一条，把整个能源业纳入污染物的管理。可是，各位老哥老姐老弟小妹们，只要你还有一点点的科学基础知识，在加上会用一个叫做 Google 的网站玩意儿，你就可以找到，我们的星球上，最大的温室效应，是水造成的。

             我们一起来系统地探讨一下“暖化”和“气候变化”这些事吧。

 

                 1.   什么是“温室效应”？

       “温室效应”是指地球表面产生的能量，在辐射出去的时候，被大气层“扣留”住的过程。这一效应，自地球诞生，固体和气体实现分离的时候，就已经存在。和地球自身一样古老。具有温室效应的常见气体，列表如下，数据取自维基百科。（注1）

水蒸汽：36–70%

二氧化碳 CO2：9–26%

甲烷 Methane：4–9%

臭氧 Ozone：3–7%

         这个表里，毫无疑问的是，水蒸汽是大气层温室效应的绝对主力。水蒸汽的最低估值，也比二氧化碳的最高估值要高出很多。

         除了水蒸汽，请大家注意一下甲烷。近期的数据表明，甲烷的效应被严重低估。根据 EPA（环保署）的数据（注2）， 甲烷和 CO2的排放量比值是10:82，而甲烷的温室效应是CO2 的至少25 倍。也就是说，美国排放所造成的温室效应，甲烷是CO2 的至少3 倍。而且，从温室效应的程度，仅仅畜牧业排放出来的甲烷（比如：牛放的屁）就与所有的汽车排放出来的二氧化碳等量齐观。

        EPA（环保署）的数据， 还包括了一项温室气体，一氧化二氮。一氧化二氮和 CO2的排放量比值是5:82，而一氧化二氮的温室效率是 CO2 的近300 倍。也就是说，美国排放所造成的温室效应，一氧化二氮是CO2 的几乎 20 倍。

以上两条，足以看出，CO2 绝不是地球“温室效应”的主力。而汽车的排放，更是只有3-10% 的效应。

               2.   什么是二氧化碳CO2

          我们生存的地球，之所以有生命，是因为一个关键性的循环：碳循环。CO2 是这个循环中必不可少的一部分。CO2 在植物的光合作用下，和水发生反应，变成生命可以利用的物质。在生命体里，糖类化和物和氧气反应而变回CO2，释放出能量供生物生存。可以说，没有CO2，就没有生命，更何谈人类。CO2在自然界如此重要的作用，绝不是什么污染物。然而，EPA 为了其政治目的，却将此定为污染物，以此获得对其的管辖权。

           CO2不是什么恶魔。大气中CO2 含量的增加，直接导致了农作物的增产，使得地球上忍受饥饿的人数减少。（注3） 

        CO2 在大气中的含量随时间而变化。根据 EPA的数据，过去40 万年里，最低值 0.018% 左右，最高值有四次超过 0.028%。一次接近0.03%。现在估计在0.04%。（注4）

             3.  地球气温的变化

         地球的气温，一直在不断变动，从来就不是个恒定值。根据 维基百科的数据（和EPA数据吻合），最近两百多年，地球气温有个比较大升温过程，可是这个趋势在工业革命以前就已经开始。而且，只要比现在温度低约 1 摄氏度，就是“小冰川时期”了，人类恐怕就无法养活现在的人口。（注5）

          从下图可以看到，在过去的40 万年里，地球气温有四次超过现在的水平。最高超过现在温度近4 摄氏度。此后即下降，最低降到低于现在气温的近12 摄氏度。

         再用更大的时间尺度，最近几十万年来的地球温度，更是远低于3 百万年前的水平。那时候的气温变化，全球的超级“变”暖，和人类的活动，恐怕没有啥关系吧？

        4.   太阳活动和地球气温的联系

          在EPA的网站里（注6），EPA拒绝承认太阳活动和地球气温之间有直接的联系。理由是：从1978年以来，太阳的活动就没有增加，而气温则持续增加。这里有一个逻辑的漏洞：如果1978 年以来的太阳活动一直处在历史的高位，一直足以持续升高气温呢？在哈佛大学的网站上，我还真的找到了过去1400 年的太阳活动和气温的关系（横轴是公元纪年，实线是）。最近几十年的太阳活动，确实是处在1400 年以来的最高位，和地球气温的正相关关系明显。（注7）

                5.   地球磁场的变化和气温的关系

          这一点，在绝大多数的主流“气候变暖”的讨论里，基本不提。

           地球有一个地磁场包围，这个非常微弱的磁场，起着阻挡来自宇宙，特别是太阳，的强辐射的作用。对于降低气温，有着至关重要的作用。地磁场减弱的话，来自宇宙的射线就会增强，就有可能引起气温升高。最近100 多年，地磁场正在发生异常的变动。

           NASA（美国宇航局）的网站上（注8），显示地磁北极一直在移动。从1831年到1962年的91年时间里，向北移动了约5度，而从1962 年到2001年的39年里，移动了至少7度。速度加快的趋势明显。欧洲空间局的数据显示，在1994 年以前，每年地磁极以10 公里/年的速度移动，而2001年以后，则加速以50公里/年的速度移动。（注9）

             地球磁场的变化，目前正在被ESA（欧洲空间局）的SWARM项目从天上追踪。在过去的150 年时间里，地磁场减弱了将近8%，而在1984 到2004的20 年时间里，有加速的趋向，有些地区甚至这 20 年内就下降了 10%。（注10）

             很有意思的是，著名的左派网络 CNN在报道这一对人类影响极为重大事件的时候，仅仅只是一个 iReport 在极为不显眼的地方，只有区区383 个点击。个中原因，值得玩味啊。这就是美国的所谓“公平的新闻”。（注11）

            6.   气温的变化和“环境保护”是两个完全不同的话题

           把矛头对准二氧化碳的，特别喜欢把“气候变迁”和“环境保护”联系起来。可是实际上，两者是几乎不想干的话题。海鸟肚子里吃进去塑料物件，是环境保护的问题。而“气候变迁”，却恐怕是我们人类所不可控制的。我绝对地支持要对环境进行严格的保护。

              结论：

         二氧化碳并非“温室效应”的主要来源。地球气温的变化，可能有着非常复杂的，而且是人为不可控的因素。

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_effect
2. http://www3.epa.gov/climatechange/ghgemissions/gases/ch4.html
3. http://climate.virginia.edu/vca/vca22_2/c0222_2.html
4. http://www3.epa.gov/climatechange/kids/basics/past.html
5. https://en.wikipedia.org/wiki/Temperature_record
6. http://www3.epa.gov/climatechange/kids/scientists/ruled-out.html
7. http://adsabs.harvard.edu/full/2005ESASP.560...19U
8. http://www.nasa.gov/vision/earth/lookingatearth/29dec_magneticfield.html
9. http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/The_Living_Planet_Programme/Earth_Explorers/Swarm/Overview
10. http://esamultimedia.esa.int/docs/SP_1279_6_Swarm.pdf
11. http://ireport.cnn.com/docs/DOC-1079023