从“核冬天”到“全球变暖”

古话说“六十年风水轮流转”，如果这句话指的是气候，可能还真的有点道理。20世纪从 60年代到 80年代是个冷期，全世界气候偏冷（图 2.8），北冰洋的冰盖面积也最大，从1960年到现在的极端寒冷事件，80%都发生在这段时间里。今天的茶余饭后，人们谈论的是全球变暖；那时候可不同，谈论的都是全球变冷。除了天气冷之外，还有两个原因：一是“冷战”时期担心核战争会引来“核冬天”；二是地球每十万年发生一次冰期，按照计算，一次新的冰期即将降临。

先说“核冬天”。上了年岁的读者都还记得，在1991年苏联解体前，美苏之间可能发生的核战争是人类面临的最大威胁。核爆炸不仅会在当地造成大量的伤亡和破坏，爆炸产生的大量烟尘进入大气层，还会在全球造成异常寒冷的天气，这就是“核冬天”。当核武器在空中爆炸后，火球一触及地面，就会将地面上的岩石、土块汽化，它们将随着蘑菇云被带上天空，同时抽吸周围的空气，进一步将尘埃卷入烟云之中。腾升高空的浓重烟雾数月不散，将遮住阳光，使得白天暗若黄昏。这和火山爆发产生的效果相似，数以万吨计的火山灰升入高空，悬浮于空气之中经久不散，曾经使许多地方出现异常的“冬天”（图2.9）。

1983年，5位美国专家在《科学》杂志上发表研究报告，正式提出了“核冬天效应”的理论。他们用数学模型论证：假定美苏两国使用核武库 40%的核武器（50亿吨当量）在北半球进行核战争，可以将 9.6亿吨微尘和 2.25亿吨黑烟掀入空中，黑色微粒还将被推向 30 千米高空，破坏臭氧层，使整个地球变成暗无天日的灰色世界，丧失宜居性。近年来的研究又进一步表明：即使是小型核战争也可能带来类似的全球性灾难。例如在南亚次大陆的城市工业区投放 100 枚核弹（不到全球总数的1%），就会产生足够的烟尘，导致全球农业瘫痪。

当时的另一种担心是新冰期即将降临。回顾 20 世纪的气候变化，在 1970年代之前，已经经历了30年的缓慢降温（图2.8）。而1970年代古气候学的重大进展，就是取得了冰期旋回的确证，科学家们认识到受地球运行轨道变化的推动，气候变化有着10万年的冰期旋回。冰期之后有一段变暖的时期，称为间冰期。间冰期一般延续一万年，而这次的间冰期已经过了一万年。因此按照冰期旋回学说，新的冰期可能正在降临。当时大家本来面对的就是“核冬天”的威胁，冰期降临的信息更是雪上加霜。1972年，在美国布朗大学举办了国际学术讨论会，题目就是“当前的间冰期：如何以及何时结束？”会后两位主席给尼克松总统写信，说“目前变冷的趋势如果继续下去，冰期时的温度有可能会在百年内降临”，建议总统赶紧设法应对。各大媒体和学报也纷纷响应，“如何应对冰期来临”在20世纪中晚期警钟长鸣。

和现在相比，当时关于气候变化的知识十分有限，但已经提出了人类活动影响气候的认识：矿物燃料放出CO ₂ 会使气候变暖，放出黑炭等气溶胶颗粒会使气候变冷。也有人推测：气溶胶屏蔽辐射量，可能就是当时全球变冷的原因。然而和现在最大的不同，在于对温室气体的态度：直到 20世纪 80年代，人们尚不认为温室效应会对人类社会构成威胁，相反，以为这是保护温暖环境、提高农业产量的好事情。著名的美国化学家布朗（Harrison Brown）在 1954 年出版的《人类未来的挑战》专著中写道：“如果大气CO ₂ 增加到 3倍，全球食品生产就会翻番。”因此他主张“以全球规模大量生产CO ₂ ，并泵入大气”。为此“至少要烧掉5000亿吨煤，超过人类历史上烧掉的6倍。煤不够了，可以烧石灰来增加CO ₂ ”。1956年，苏联学者建议在白令海峡建坝，将太平洋水泵入北冰洋，去融化北冰洋的海冰。

60年过去了，这些旧话听起来简直难以置信。现在学术界和媒体说的全都是“全球变暖”，决没有人还会唠叨“下次冰期来临”的威胁。与此相反，2002年《科学》杂志发表权威文章，说是天文计算的结果，本次间冰期比过去哪一次都长，不是一万年而是长达五万年，所以下次冰期该是四万年以后的事。学术界的这种基调变化，也会引起一些旁观者的不满。2001年，英美两国地质学会在爱丁堡联合举办“地球系统过程”国际大会，请英国皇家名誉教授布尔顿（Geoffrey Boulton）致开幕词。这位老先生说话很不客气：“你们 30 年前喊‘冰期降临’，如今又说‘全球变暖’，这让人们如何建立对科学家的信任？”

其实，气候为何变暖、新冰期何时来临，这类问题至今仍然争论不休。一种关于新冰期的振聋发聩之说，来自美国教授拉迪曼（William Ruddiman）。依他的主张，地球气候自然周期的新冰期，在几千年前早已降临，只是因为人类活动排放温室气体，才使得间冰期能够延续至今（图2.10）。核心问题在于人类活动对地球表层产生影响从何时开始。他认为人类开始破坏森林、排放温室气体，不是现在而是在几千年前，在史前就已经开始。农耕开始的时候人少，但产生的影响不小，不能用今天的人均耕地面积去衡量几千年前土地利用的环境效应，否则结果当然就会低估早期人类活动的影响。

拉迪曼假说的根据来自极地的冰芯。冰芯里的气泡保留着结冰时候的古大气，可以说是大气的“化石”。从大气成分的变化看，进入新石器时代之后，随着农作物的种植和家畜的饲养，焚林和农作释放温室气体，造成大气CO ₂ 和CH ₄ 的浓度上升，两者分别在 7000年前和 5000年前就已经偏离了自然变化的趋势而开始上升（图 2.10A、B）。拉迪曼认为，按照地球轨道驱动的气候周期，5000年前，甚至8000年前，地球就应该进入冰期了，之所以现在还停留在间冰期，正是人为排放温室气体的结果。人类活动早已影响大气，而且随着社会发展而逐渐增强，绝不是从工业化时期方才开始，只是到现在才引起我们注意。人类活动影响的不仅是大气。我们现在呼吁“保护生物多样性”，其实史前人类早就造成了生物灭绝事件，这在热带岛屿最为明显。太平洋岛屿上考古遗迹的骨骼表明，当地演化产生的许多鸟类在人类上岛以后即行灭绝，尤其是热带树林里不能飞的鸟类。澳大利亚的巨鸟——一种重量超过 100千克的走禽，在 5万年前已经灭绝，看来就是史前人类到达澳大利亚后带来的恶果。

回顾60年来学术界主流观点的反复变化，令人唏嘘不已。科学家也是人，也有七情六欲，在科学判断中，也会出现赶时髦、随大溜的现象。可贵的是科学家的远见卓识，可以超越“主流”，提出事后才会得到证明的不同认识。这在我们眼前就不乏先例，60年前在一片“全球变冷”声中，就有过不同的声音。当时在格陵兰冰盖钻探的冰芯里，发现有几十年的天然气候周期。于是美国的布鲁克（Wally Broecker）教授就一反当时的主流声音，1975年在《科学》上发文问道：“我们是不是在明显变暖的边缘？”他推测，20 世纪 40 年代以来的变冷行将结束，不久就会出现几十年的增暖。果不其然，就在 1975 年之后出现了快速增温，80 年代成为至当时为止测量记录中温度最高的 10 年（图 2.8）。科学研究之所以有价值，就在于能够预见；而科学争论之所以有意义，就在于有人不跟风、不盲从。 fixHi4hFq/GYdjoZj4Fey5kYZibLUfgYtI5SqSLmjJR8iiOvoHcpm9ABbOEnbv4t