气候变化科学 史
气候变化
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从广义上讲,
20世 纪之前
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区域 变化,从远古 到 19世 纪
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古 气候变化及归因 理 论 - 19世 纪
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从17
1815
让-
人 类社会 的 建立 和 进步,加 上 自然 力 的 作用 ,可 在 广大地区 显著把 地表 状 态、水 的 分布 以及巨 大空 气运动改变。经历过许多 世 纪后,这种影 响能够导致平均 气温变化,因 为解析 表 达式包 含有 与 地表 状 态相关的系 数 ,这系数 会 在 温度 上 产生很大的 影 响。
1856
首 次 计算温室 效 应,1896年
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此外,
以前 提 倡的大 气假说 - 冰河时期可能 是 由 于大气中二氧化碳含量变化引起的一般学说 - 并不新 鲜。约翰·丁 达尔在 半 个世纪前就曾倡导这个概念 ,此后其他人 也持续在倡导。而最近 阿 瑞 尼 斯博士 更 是 有效 的 提 倡这一 点 ,比 他 的 前 辈更迈出一 大 步 ,将 其结论简化 为由观察数 据 中 推导出来 的 确定数字 项目。 ..二 氧化碳的作用 。经由丁 德 尔、Lecher博士 及其同 事 Pretner、J.S. Keller、Roentgen教授 和 阿 瑞 尼 斯的研究 显示大 气中的 二 氧化碳和水 蒸 气具有 显著的 吸收 和 暂时保留 热射线的能力 ,而氧气、氮气和大 气中的 氩气仅具有 微弱 的 能力 。因 此,二氧化碳和水蒸气的作用是吸收热量并覆盖地球。 ..大 气中二 氧化碳和水 的 数量 大幅 增加 或 减少的 一般结果可归纳如下:
- a.
增加 后 会 导致吸收 更 多 太 阳辐射 能 量 ,升 高 平均 温度 ,而减少 后 则会降 低 平均 温度 。阿 瑞 尼 斯博士 根 据 兰利教授 观察结果而作详尽数学 讨论,得 出 的 估计是 二氧化碳含量增加为目前含量的两倍或三倍,就会让地表 平均 温度 升 高 8°C或 9°C,并会带来类似于第 三 纪中期 盛行 的 温和 气候。另一方面 ,如果大 气中的 二氧化碳含量减少到当前含量的55%到 62%,地表 平均 温度 将 降 低 4°C或 5°C,而导致类似 更新 世 时期的 气候。
- b.
大 气中二氧化碳含量增加和减少的第二个影响是,一 方面 是 地表 温度 的 均衡 ,或 另一方面是它们的差异化均衡。地表 的 温度 随 纬度、海拔 高度 、陆地和水 的 分布 、昼夜 、季 节以及其他 一些可被忽略的因素而变化。据 推测,大 气吸收 热量增加 会 将 温度 平衡 ,并会消 除 伴 随 这些偶然 情 况的变化。相 对的,大 气吸收 热量减少,往往 会 加 剧所有 变化。温 差 加 剧的次 要 影 响是为恢复平衡而增加 大 气运动。增加 的 大 气运动(必然 是 对流)将 较暖的 空 气带到 大 气顶层,促进热量排 放 ,而将主要 影 响加剧。 ...
在 输出射 线的情 况下,会 比 在 输入射 线所吸收 的 比例 要 大 得 多 ,因 为输出 涉 及主要 是 长波射 线,阿 瑞 尼 斯制作 的 表 格 显示在高 纬度地区 ,吸收 会 随 着 碳酸含量的 增加 而增加 ,高 于在低 纬度地区 所 发生的 。例 如当前 碳酸含量增加 两倍时,在 北 纬60°和 70°之 间区域 的 温度 会 比 赤道 升 高 多 出 21.5%。现在
有 必要 指 派 能 在 某 些时候 以高于正常 增 加速度 ,从大气中去 除 二氧化碳的机制,有 时这样做会 产生冰河作用 。另一方面 ,能 在 某 些其他 时间将 其恢复到足 以产生 温和 气候的 大 气。
在 冰河时期的 后 期 ,温度 开始升 高 时,会 促进解 离,海洋 会 以更快 的 速度 释放二 氧化碳,有 助 于加速 气候改善 。对存于不
同地 质时期 的 生命 进行研究 ,显示出生 命 物 质的总质量 似 乎有非常 显著的 波 动。可 肯定 的 是 陆地和 海洋 的 生命 之 间存在 一 种相互关系 ,因 此当后 者 在 大 陆平台 上 延伸 并大幅 增加 时,前者 则会缩小,纵然如此,似 乎很清楚 的 是 陆地和 海洋 的 总和生命 活 动在各 个世代 均 有 显著的 波 动。据 信 在 总体上 ,它在海洋 扩张和 温和 气候时期的 数量 最大 ,而在发生破 坏和气候变化增强 时期最小 。然 后 ,该因素 与 先 前提 到 的 碳酸释放发生相反 的 作用 ,并且会 有 抵消其影响的倾向。
在 海洋 扩张和 陆地缩减的 时期(特 别是在 达到基 准 面 时期),居住 在 浅水 ,会 分泌 石灰 成分 生物 的 栖息 地 同 时扩大 ,让释放二氧化碳的机制加速活动,海洋 因 温度 升 高 ,进一 步 增加 离解,而降低 吸收 二 氧化碳的能力 。同 时因土地 面 积减少 ,硅酸 盐原始 分解 和 石灰石 和 白 云 石 溶液 中 的 二氧化碳消耗量都较低。导致往复
机 制 再 次 结合,而是增加 空 气中的 二 氧化碳。这些都 是重 要 及必要 的 因 素 。它们会 由 已 提 到 的 几个附属 机 制 修 改 ,但 这些机 制 的 数量 被 认为不足 以防止 大 气结构发生 甚为显著的 波 动。
因 此根据 推测,地 质史中 曾出现过截然 不同 气候事件 的 交替 ,一方面是几乎全球都是一致的气候温和、平 稳、潮 湿 的 时期。另一方面则是出现极度干旱和降水、极热和 极冷的 时期,而出现盐和 石膏 沉积物 、陆地砾岩、红色砂岩 和 页岩、长石沉积物 ,偶尔会 在 低 纬度地区 出 现冰河 。[38]
描述这种变暖过程
20世 纪之后
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古 气候与太 阳黑子 ,1900年代 初 到 1950年代
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其他关于气候变化
日 益 受到关注,1950年代 至 1960年代
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1955
气候变化
从1938
遗留
在 大 气中的 部分 可能 会 对气候 产生重大 影 响,二氧化碳在可见光下几乎是透明的,但 它具有 强大 的 红外线辐射 吸收 力 和 反射 力 ,特 别是针对波 长在12至 18微 米 的 部分 ,因 此大气中二氧化碳的增加会像温室玻璃墙一样,有 提 高低 层空气温度 的 作用 。 [37]
诺贝尔奖
如果
地球 温度 显著升 高 ,可能 会 发生许多事件 ,包括 南 极冰盖融化 、海 平面 上 升 、海洋 变暖以及光 合作 用 增强 。 ... Roger Revelle指出 ,人 类现在 正 在 对其所 处的环境(地球 )进行大 规模的 地球 物理 实验。几乎可 肯定 到 2000年 会 发生显著的 温度 变化,而导致气候 变化。
更 多 科学 家 加入 变暖预测,1970年代
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因 此预计到本 世 纪末,二氧化碳会增加25%,相当 于世界 温度 会 增加 0.6°C - 这个数字 比 近 几个世 纪的气候变率略 大 。 –约翰·索 耶,1972年
导致灾难
(
... 如此
这种预示
而另
假 设大气中的 二氧化碳含量翻倍,且达到统计热平衡时,更 为实际的建 模 工作 所 预测的 全 球 地表 变暖程度 会 介 于2°C和 3.5°C之 间,高 纬度地区 的 增幅 更 大 。 ......我 们已尽力 ,且未发现有 被 遗漏、忽 视或是 低 估的任 何 物理 效 应,而这些物理 效 应能在 大 气二 氧化碳浓度 加 倍 后 仍能减少气候变化影 响到可 忽 略 不 计的比例 ,或 是 完全 将之 逆 转。
共 识开始 形成 ,1980-1988
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从1945
表明 人 为二 氧化碳变暖 应该在 本 世 纪末从自然 气候变率的 噪音水平 中 凸 显出来 ,并且在 1980年代 有高 概 率 的 变暖。在 21世 纪对气候的 潜在 影 响包括 在 北美 洲 和 中 亚形成 干 旱 易 发地区 (气候带转变)、南 极西部 冰盖的 侵 蚀导致全球 海 平面 上 升 ,以及传说中 的 北 极西北 航 道 中 航行 成 为可能 。[83]
1973
1985
1980
科学 家 间共识增加 :1988年 迄 今
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1988
这些发展
术语发展
编辑许多
参 见
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参考 文献
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参考 著作
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进一 步 阅读
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- Weart S. R. The Discovery of Global Warming (2nd ed 2008) excerpt
外部 链接
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存 档备份,存 于互联网档案 馆), in French and English, with annotations by William Connolley - Svante Arrhenius' April 1896 article, On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground
- James R. Fleming, ed. Climate Change and Anthropogenic Greenhouse Warming: A Selection of Key Articles, 1824–1995, with Interpretive Essays
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- Rice-Oxley, Mark; Nelsson, Richard. The climate crisis? We've been investigating it for more than 100 years. The Guardian. 2022-10-02. (
原始 内容 存 档于2022-10-05). (reproduces original clippings as far back as 1890) - Dewan, Pandora. When Was Climate Change Discovered and How Long Has It Been an Issue?. Newsweek. 2022-10-17. (
原始 内容 存 档于2022-10-18).