主题：【原创】杂谈全球变暖 -- 快乐是什么

由于哥本哈根会议的热闹，很多人都对全球变暖这一话题有了兴趣。兄弟以前曾经在这行吃过饭，稍有了解，向河里高手作一抛砖引玉的尝试。事先声明，兄弟离开专业很久了，有点儿荒废，错误难免，另外，既是杂谈，可能就会信马由缰，说到哪里算哪里吧。

近日中国北方普降大雪，北京更是有破纪录的降雪和低温，谈全球变暖恐怕不是时候，不过这正是这个话题有意思的地方：全球变暖并不代表每个地区都变暖，也并不代表雪天变少，也许将来北京又能经常欣赏到北海晴雪的美景了。

一．气候学家

对气候学家来说，全球变暖不是一个容易回答的问题。

首先，要认识到这一问题就需要全球观测系统的建立和长期记录的积累，科学上，没有数据的支持，所有理论都只是猜想。全球温度观测并不容易，特别是一些边远地区，建立一个气象站并派驻气象人员常驻的困难不亚于设立边境哨所，而且边境哨所属于显而易见的国家重大利益，比较容易获得支持，而气象站则不那么重要。所以，在人口稠密地区的观测密度很好，至少在上世纪初就已经比较普及，而人口稀少地区的数据就比较少，质量也差，特别是极地地区基本没有数据。说到这里，应该有高手已经认识到了全球平均地表温度并不容易，特别是数据样本是有相当偏差的。卫星遥感的应用使得数据的来源得到很大缓解，现在的卫星可以很好地覆盖全球，并做到每日观测，而且数据样本比较平均，但历史数据就困难得多，而且云层覆盖的地区是无法从空中观测的，这一点不容忽视，因为云层覆盖了地表30%以上。

其次，气候学家过去几乎是类似考古学家，他们关心的是大尺度的变化，时间跨度长达百万年！最突出的气候问题当然是冰川纪和温暖纪的变迁，要知道，最极端时，北美大陆曾被厚达几英里的冰层覆盖，现在烟波浩淼，横无际涯的5大湖不过在冰川重压下地层下陷的结果，纽约市边上的长岛则是由冰川流下来的垃圾累积形成的。现在，5大湖是随着地层反弹还在逐渐缩小的，只不过咱们这辈子应该看不到它们消失了，长岛更是高档住宅区，似乎没人在意住在垃圾堆上。冰川期时，海平面比现在低100米以上，我们的先人可以直接走到印尼！冰川的影响是如此惊人，过去经常采用的另一种分法就是冰川期和间冰期，所以气候学家的主要注意力也在冰川。这些研究其实很了不起，也更能让人仰慕，李四光发现黄山/庐山经历过冰川也是当时的重大科研发现。在上世纪80年代以前，气候学家其实和天文学家一样，完全生活在象牙塔里，他们的研究更多是出于兴趣，与当前的现实关系不大。当时的主要理论是：

1. 地球的气候主要受地球轨道变化的影响，存在三个周期，分别是150万年，9万６千年和２万１千年

2. 上一个冰期在１万８千年前达到高峰，１万１千年前结束

3. 气候正在向下一个冰期挺进，即全球在变冷

第三条就是大家现在常说的全球变冷。不过，这一结论并没有考虑人类活动的影响，而大气物理学家的介入和复杂数学模型的引用开辟了新的篇章。

二．温室效应

谈全球变暖，离不开温室效应。有意思的是，这一问题的发现和提出不是气候学家，而是天体物理学家。顺便说一句，过去所谓天体物理通常指的是研究太阳系以内天体的学问，太阳系以外的是天文学，主要原因是我们的观测能力所限，在哈勃望远镜项目之前的光学望远镜以及实际探测(人类登陆或近距离观测过所有行星,部分重要卫星,小行星,甚至彗星)只能对太阳系内部的物体做详细分析。

上世纪60年代，在苏美和平竞争的背景下，人类展开激动人心的航天竞赛，月球、金星、水星都实现了实际登陆，使得我们对这些天体的表面构造和气候环境有了第一手资料，其中一个非常重要的收获就是对金星的研究取得突破。

金星，又称启明星或长庚星，是在地球上肉眼能看到最明亮星体（除日、月之外），其亮丽的色泽引起过古人很多联想，常常出现在诗词文赋中，希腊人也很喜欢它，把它作为美神维纳斯的驻地（Venus）。金星明亮的原因一直存在很多猜测，其中一个就是云层。美国宇航局戈达德空间研究所的James Hansen首先提出一个理论，即金星的大气中充斥着硫化物，云滴也是强硫酸为主，导致其云层的反光度很高，从地球上看，金星就像是一个漂亮的金属球。这一预测最终被证实，无论是美国的探测卫星还是苏联的登陆探测器都证明了金星大气的成分确实含有大量硫化物，同时二氧化碳的比例极高（95%以上），金星的地表温度高达720度（绝对温度，约摄氏450度），是名副其实的炼狱。

金星与地球大小相似，密度相似，同属内行星，起源及发展应该与地球最相像，所以金星一直是空间物理最感兴趣的星体之一。相较之下，对火星的兴趣主要是那个火星人的小说闹的，其实火星远小于地球，大气稀薄，又主要由二氧化碳组成，地表气温寒冷，还常挂沙尘暴，真的不好玩儿。

金星地表温度那么高，显然不是因为离太阳距离近就能解释的，其地表温度高于离太阳更近的水星超过400度。而且，金星云层的反射率那么高，大部分太阳光都被反弹出来了，金星云顶的温度可只有摄氏零下45度，那么，金星表面为什么还那么热呢？答案就是温室效应!

所谓温室效应已经被普及得很多，我就不多谈了，只想指出几点：

１． 金星上的温室效应主要是二氧化碳引起的

２． 金星大气中基本没有水蒸汽（地表也没有水--高温呐）

３． 金星的云层起到降温作用

４． 温室效应并不是地球变暖才有的，而是所有带大气层的行星上一直存在的

顺便说一句，金星本身也是很有意思的一个地方，它有一些非常特殊的性质：

１． 金星几乎没有自转，金星上的一天超过金星的一年。

２． 金星大气非常稠密，表面大气压超过地球９０倍。金星的质量及引力与地球相似，那么它是怎样维持这样浓密的大气的呢？

３． 金星上空云层极厚，而且伴随着大风，所以从空中观测，金星是比较均匀的，但地表却几乎没有风。

从大气物理的角度，金星是一个充满挑战的话题，也是行星探测时美苏竞争的头一站，苏联曾经遥遥领先。不过，随着冷战的结束，大家越来越实际，金星也不再是行星观测的重点了。

（也去喝水）

• 【读书笔记】IPCC究竟讲了什么？五 二氧化碳的辐射强迫
• 金星的温室效应揭示地球的二氧化碳不是全球暖化的原因
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