| 去年十一月二十三日，即 在举世瞩目的哥本哈根气候峰会的前两周，网络黑客 侵入 英国东英吉利大学气象研究单元(University of East Anglia, Climate Research Unit)的计算机网络，非法窃取了 该气象研究单元的 1000多份电子信件、2000多件文件 以及 用于气象研究的计算机源程序。黑客 宣称 这些文件和电子信件 事关重大，所以 随机地挑了 一部分电子信件 在互联网上 公布于众。 黑客的行为 是 非法的，公布这些电子信件 也侵犯了 版权，可能 已经构成了 事实上的犯罪。可是信件的内容 却让 世人 感到震惊。东英吉利大学气象研究单元 涉及 人为地修改、删除和藏匿气象数据，使之有利于 全球暖化论。反对全球暖化论的 怀疑论者 则 兴奋不已，似乎 终于找到了 一个 击破全球变暖论的 突破口。 全球暖化论的倡导者 认为：由于 煤炭和石油等的工业燃烧，排放 大量的二氧化碳气体。这些气体 产生了 一种温室效应，使 全球的气温 升高；如果 这种情况 继续下去，将会 给 人类 带来 毁灭性的灾难，包括：海面 上升，海水 淹没 沿海城市 和 极端的自然灾害等。因此 有必要制订 一个全球规划 来控制 全世界的 工业二氧化碳排放量。 瑞典化学家 斯凡特·阿伦尼乌斯（Svante Arrhenius）于十九世纪 提出 增加二氧化碳的含量会引起 温度的增加。阿伦尼乌斯 研究 温度对化学反应速率的影响，建立了 著名的 阿伦尼乌斯方程，因此 荣获 1903年诺贝尔化学奖。二十世纪四、五十年代，光谱技术的发展 证实了 二氧化碳的红外吸收作用。我们所说的全球暖化论 形成于 上世纪七十年代，经过 八十年代的发展，于九十年代得到了 广泛的普及。现在，全球暖化论 已经是 家喻户晓，深入人心。它 似乎是 科学界的共识。近几十年来 各种媒体 进行了 无数的报道；《京都议定书》、 哥本哈根气候峰会、联合国，世界政要乃至各国首脑都在 为 自己国家的二氧化碳减排计划寸土必争地讨价还价。全球暖化论的科学基础 还有 什么值得怀疑的 么？ 然而，全球暖化论的怀疑论者 认为：全球暖化论 非但不是 什么科学结论，而且是 一场 骗局，一场 地地道道的骗局，一场 人类历史上的最大骗局！ 究竟 谁是谁非 呢？为了 帮助 读者 了解 这场空前绝后的大争论，使之 每个人 都可以作出自己的判断，我们 有必要 对 三个最核心最本质的科学技术问题 进行 一个简明的讨论。这三个科学问题 是： 一．全球暖化 的 福与祸 二．二氧化碳 的 功与过 三．究竟是 都市暖化 还是 全球暖化 我们 只要也只有 把 这三个问题 搞清楚了，才能充分把握 这场绝无仅有的科学争论的 谁是谁非。 一、全球暖化 的 福与祸 全球暖化论的倡导者 告诉 人们 全球暖化 将给 人类 带来 种种的灾难，如 极端的气候灾难等等。其中最令人惧怕、最具有威慑力的 也许是 海面升高，海水淹没 城市。就像 好莱坞电影《后天》 所描写的 那样，汹涌澎湃的滔滔海水 无情地涌入 纽约，吞噬着 夹在摩天大楼之间的 大街小巷的一切。惊慌失措的男女老少争先恐后地竞相逃命。美国前副总统戈尔 在他的记录影片《一个不便的真相》(An Inconvenient Truth)里 告诉 大家：如果 处于北极的 格陵兰冰原(Greenland Ice Sheet) 融解，海面将上升 六米；大部分沿海城市 例如 旧金山、纽约（当然 也包括 中国的上海）将淹没于 海水 之中。 全球暖化论的怀疑论者 指出：这 是 戈尔的 吓人战术。格陵兰冰原 是 覆盖在冰岛上的 巨大冰片，大约长 二千二百多公里，宽 一千一百多公里，平均厚度 2-3公里。如果 格陵兰冰原 全部融解，毫无疑问 其水 必然流入大海，海面确实要升高6米。联合国跨政府气候变化委员会（IPCC） 在 它的第四次报告《气候变化2007 – 物理科学基础》 为决策者做的摘要的 表5.3 中 提到：1993-2003十年间 海面的总升高速率 是 每一百年0.31米；而 格陵兰冰原融解所导致的 海面升高速率是 每一百年0.21米；也就是说 升高6米 要 大约三千年的时间。 戈尔 只是 从 冰和水的体积的角度 计算了 海面升高。格陵兰冰原 已经存在了 十一万年，必然有它的热力学上的稳定性。它 处于 一个动态的稳定结构。冰 融解成 水 时，吸收 热量，使得 气温 下降；水 结成 冰 时，放出 热量 使得 气温 上升。格陵兰冰原的表层冰一直处于 融解-结冰、结冰-融解的动态平衡 之中。全新世温暖期（Holocene Warming Period）持续了 三千年，也没有融解 格陵兰冰原。格陵兰海岸的气象记录 表明，格陵兰 从1880年开始 变暖，但是 从1955年开始 变冷。1995-2005十年间 又变暖，但 其变暖速率 跟 1920-1930十年间的变暖速度 相比 要小50%。没有 证据 可以表明 格陵兰冰原 已经进入了 全面的融解过程。 全球暖化论者 还认为：暖化 将导致 极端的自然灾害，瘟疫蔓延 等。这些观点 多停留在 猜测或者假设的基础之上，没有给出 必然的逻辑关系，也没有 实例证明。事实上，2009年 是 近三十年来 全球自然灾害最少的一年。 如果 全球暖化 不引起 海面 发生 灾难性的升高，那么 全球暖化 是 祸 还是福？温暖的环境更适合于 人类居住，更有利于 植物的生长，对 农业 有 极大的好处。对 哮喘病患者 来说，则是 不可多得的福音。上世纪七十年代，人们 曾经担心过 全球变冷。我们何必 谈暖色变 呢。 二、二氧化碳 的功与过 红外光谱 显示 二氧化碳 在2.7mm、4.3mm、15mm处 有 三个吸收峰。红外吸收 将 红外辐射 转变为 热能。所以 二氧化碳被称为 温室气体。其他有红外吸收的气体 如 水蒸气、甲烷等 也属于 温室气体。水蒸气 有 众多的吸收峰；在15mm处 没有 吸收峰；但 其吸收系数 从10mm处开始 就逐渐上升，至20mm处 达到100%，一直延伸到更长的微波波段，所以 我们 用 微波 来 加热食物。因此 水蒸气 在15mm处 依然有 一定的吸收。相反，二氧化碳 对 20mm以上的辐射波，吸收系数 几乎为 零。 全球暖化论的倡导者 认为：二氧化碳气体 就像 温室的玻璃屋顶，一方面 吸收 太阳辐射，使太阳能 转化为 热能，一方面 通过 吸收 地表向空间的辐射 来阻止 热能 离开 温室，使之保持 温室的温度。二氧化碳 又像是 一条裹在地球身上的毛毯。因此 二氧化碳是 全球暖化的根本原因。 联合国跨政府气候变化委员会（IPCC）的报告 说 整个20世纪 全世界地表气温 升高了 0.74度；夏威夷 毛那楼观察站（Mauna Loa Observatory） 报告 二氧化碳含量 自1850年以来 增加了 38%，从 万分之2.80 （280ppm） 增加到了万分之3.85（385ppm）。联合国 二氧化碳情报分析中心（Carbon Dioxide Information Analysis Center，CDIAC） 报告 2006年 全世界 共排放了 285 亿吨二氧化碳。联合国跨政府气候变化委员会的 大量的物理化学模型以及计算机模拟 都肯定 是 二氧化碳 导致了 全球暖化。我们 似乎 完全有理由 相信 二氧化碳 确实是 全球暖化的罪魁祸首。 二氧化碳的干空气比 只是 万分之3.85，这 跟 氧气的21%，氮气的78% 相比简直是 微乎其微。有 很多理由 质疑 二氧化碳和全球暖化的必然联系。我们 先讨论 二氧化碳的发热作用： 1）太阳的分光辐射照度（Spectral irradiance） 基本上 和 摄氏5770度的黑体辐射谱 相吻合。在二氧化碳的红外吸收峰的2.7mm、4.3mm、15mm处，太阳的分光辐射照度 已经很低。二氧化碳 在2.7mm，4.3mm、15mm 处的 吸收峰的宽度 很窄，所以 能吸收的太阳红外辐射 很小，远远比不上 水蒸气的红外吸收效应。 2）因为 二氧化碳的浓度 只有 万分之3.85，它的光学密度 低，太阳 穿过 大气层 时，不会被吸收掉 很多； 3）设想 如果 没有 二氧化碳 吸收 太阳光中的2.7mm 、4.3mm、15mm的红外辐射，这些辐射波 必然要继续前进，照射到 地球上 被 地表 所吸收。使得 地表 有 更高的温度。地表 然后 和 大气 进行 热交换，将多吸收的太阳热能 交还给 大气。因此，太阳光中的2.7mm 、4.3mm、15mm红外辐射 是 被二氧化碳在空气中吸收 还是 被地球表面吸收 对全球气温来说 并不会造成 太大的影响。 将 上述的分析 进行 定量的表述，概括成 一个物理模型，就可以进行 计算机模拟 了。不过这 需要 大量的技术性处理，不在 本文要叙述的范围 之内。 我们 再讨论 二氧化碳的保温作用：地球 通过 辐射 向 空间 散热。它的辐射波的大部分被 水蒸气 所吸收，在15mm处的 辐射波 既被 二氧化碳所吸收，也被 水蒸气 所吸收。虽然 水蒸气 在15mm处的 吸收系数 比 二氧化碳 低，但 水蒸气 在大气中的浓度 却比二氧化碳 高 好几十倍，所以 总的吸收效应 并不比 二氧化碳 低。Heinz Huq 进行了 二氧化碳气体 在15mm处的 辐射吸收实验， 表明：更高的二氧化碳的含量 并不吸收 更多的地球辐射，只是 改变了 吸收的深度。换言之，当 二氧化碳的含量 为 万分之3.75 时，吸收深度 为 10米，即 从地表至10米高的空间的空气 将 地球辐射的15mm辐射波 吸收完毕；当 二氧化碳的含量 为 万分之7.50 时，吸收深度 为 5米，即 从地表至5米高的空间的空气 将 地球辐射的15mm辐射波 吸收完毕。空气 通过 对流 来 互相混合。 我们 再看 二氧化碳的保温性能。如 下表 所示，二氧化碳的比热 比 氧气，氮气 都低，没有特殊的保温性能。有报道 称：理论计算 表明 如果 其他条件 不变，即便 二氧化碳的含量 增加一倍，全球气温 也不会超过1度。 | 气体 | 干空气的百分比 | 比热 (kJ/kgK) | | 二氧化碳，CO2 | 0.0385% | 0.819 | | 氧气， O2 | 21% | 0.915 | | 氮气， N2 | 78% | 1.039 | | 水蒸气， H2O | - | 1.859 | 还有 很多其他的理由 质疑 二氧化碳和全球温暖的必然联系。例如：有的 说 全球变暖 是由 太阳黑子的活动 引起的，有的 说 是 海洋 引起的，还有的 说 这 是 大自然的自身循环；大自然 一直都在变，一会儿 冷，一会儿 热。几十年 对 人 来说很长，对 大自然 来说 只是 一瞬间 而已。 大自然要的 是 生态平衡。动物 吸入 氧气 而排出 二氧化碳，植物 则需要 二氧化碳 来进行光合成 而生成 氧气。二氧化碳 是 生物链的一个链节；像 我们 要吃饭 一样，植物 需要吃 二氧化碳。因此，增加二氧化碳的含量 可能并不是 什么坏事，反而有利于植物生长；当 二氧化碳含量 达到 千分之一（1000ppm） 时，植物生长 将加快50%。如果 我们 不考虑 二氧化碳 是否导致 全球暖化 的话，在 全球 还有10亿饥民 的 今天，增加农业生产依然是 人命关天的头等大事；二氧化碳 说不定 还能立下 救世救民的丰功伟绩 呢。 我们 再 对 二氧化碳 做一个 简明的计算。地球的整个大气层 有 五千万 亿吨大气，二氧化碳的浓度是 万分之3.85，也就是说 有19250 亿吨 二氧化碳气体；2006年 全世界的工业排放 是 285亿吨。这些 听起来 好像是 很大的数字。但是 植物界 是巨大的，它 每年 要消费 1000亿吨二氧化碳 来进行 光合成。也就是说，假如 没有 其他的二氧化碳的来源，现有的和 工业排放的 二氧化碳 只够 植物界 消费 二、三十年 便得告罄。自然界 必然有 它自己的生财之道。 植物腐烂 释放 大量的二氧化碳。植物界 如果 缺乏 二氧化碳，就会增加 植物的死亡。死亡的植物在细菌的作用下 分解，大量释放 二氧化碳 来平衡 生态。这一百年来 二氧化碳含量的增加，可能只是 大自然的自我调节的一部分。其他的二氧化碳来源 有 火山和海洋。 光合成 是 一个吸热反应，它 是 植物界的空调，所以 植物 在烈日下 暴晒而不热、暴晒而不焦。假如没有了 二氧化碳，没有了 光合成的吸热反应，地球 可能真的要变成 一个大蒸笼。那时，人 要不 饿死 要不 热死。 工业 排放 二氧化碳 时，常常伴随着 其他有害气体和大量尘埃，污染 环境，有害 健康，因此二氧化碳 不讨人喜欢。让 二氧化碳 蒙冤 当然 也就轻而易举了。说不定 有朝一日 我们 要为 二氧化碳 平反昭雪。 三、究竟是 都市暖化还是 全球暖化 温度计的发明 大约是 十七世纪 伽利略的那个时代的事。由 气象站 来记录 气温 则是 最近100-150年的事。世界各地 不断地建立 气象站，至二十世纪七十年代，全世界的气象站 达到了 3万之多。但是七十年代以后，世界各地 大量地关闭 气象站，也许是 因为 气象站 过于昂贵的 缘故。目前，全世界 大约有 六千个气象站。 这六千个气象站 测定的 气象数据 分别汇入 世界气象数据库 进行 统计和演算。主要的世界气象数据库有：英国东英吉利大学 气象研究单元（Climate Research Unit of the University of East Anglia, UEA/CRU），美国 国家海洋和大气管理局的 全球历史性气象网络（National Oceanic and Atmospheric Administration，Global Historical Climate Network, NOAA/GHCN）, 以及 美国 国家航空航天局的 戈达德太空研究所（National Aeronautics and Space Administration，Goddard Institute for Space Studies，NASA/GISS）等。 百叶箱 是 气象站 测定 气温 的 工具。它 由 英国都市工程师 史蒂文生（Stevenson）发明于 十九世纪，所以 又称 史蒂文生箱（Stevenson Screen）。中型的百叶箱 长宽 各65厘米，高 75厘米，双层木箱，外表 油漆成 白色，用 木架 支持在 高度约1.25-2米的空间。温度计 就放在 百叶箱 中，所测定的 是 百叶箱中的平均温度。 最初 气象站 都是 为了测定当地的气温 而不是 为了测定全球的气温 而建立的。早期的气象数据由于 温度计的校正等技术原因 误差 可达2-3度。为了 使 这些气象数据 可以 和 现在的气象数据 相比较，有些数据需要进行 所谓的调整（Adjustment），即 某些温度数据 加上 几度，另一些数据 减去 几度，然后 再进行统计演算，得出 全球年平均温度。根据 什么理论，应该是这样还是那样调整 也常常是 一个争议点。即便 是 现在的气温数据，也有这样的一个调整过程。公开给大家看的只是 调整以后的 全球年平均气温。 新西兰的一名气象工作者 格雷（Vincent Gray）于2000年十一月 给 新西兰皇家科学协会（Royal Society of New Zealand） 做了 一场专题讲演。他 演示了 卫星和气象气球所测的气温并不显示 逐年变暖的趋向。只有 设在地面上的气象站 所测的 气温 显示 逐年变暖的趋向。如果 我们 把 气象站 分成 两类，一类 是 身处城市(或者靠近城市)的气象站，另一类 是 人烟稀少的偏僻乡村的气象站 的话，我们 发现 只是 前一类的气象站所测的气温在 逐年增加，后一类的气象站所检测到的气温 并没有 逐年增高的趋势。后一类的气象站的例子 有：新西兰的Chatham岛，澳大利亚西部的Geraldton，南极，加拿大北领地的Clyde，西伯利亚的Turahansk，和 冰岛格林兰的Godthaab 等。 大多数的气象站 建立在 靠近城市的区域。由于 城市的人口、汽车、建筑物 及 其他各类发热器具比 农村 高得多，所以 毫不奇怪 城市的气温 比 农村 高。随着 城市化进程的 不断发展，越来越多的气象站 进入 城市的范畴。加之 人口 和 汽车等发热器具 在城市的密度越来越高，引起了 所记录的平均温度 呈现 上升的趋势，使 人 误以为 全球在变暖。 美国 一位 有二十五年经验的 资深气象工作者 安东尼·瓦茨（Anthony Watts）在650名志愿者的帮助下，对 美国国家海洋和大气管理局（NOAA）所属的1221个气象站中的860个气象站 进行了 考察。他 发现，有的气象站 在百叶箱附近 建立了 停车场，有的 给 气象站的办公室 安装空调 时，将 排放热气的排气口指向了 百叶箱，还有的 在百叶箱的附近 树立了 反射率极强的金属电线杆，直接影响了 百叶箱的温度。让人感到惊讶的 是：860个被考察的气象站中，多达89%的气象站的百叶箱 有 诸如此类 这样那样 的 问题。这些数据汇入 气象数据库 进行 统计演算，平均温度 逐年上升 就不足为奇了。在澳大利亚，多达四分之三的气象站 被建立在 飞机场。 地球大气层的 五千万 亿吨 空气（5x1018 kg），环绕 整个地球，一直伸展至 130公里的高空。大气层的垂直结构 大致分为对流层（6-20公里） 平流层（20-50公里） 和 中间层（50-85公里）等。气象站所测的大气温度 是 紧贴地表的 极薄的一层大气的 温度。因此 有必要看一看 卫星所测的气温记录。 利用 人造卫星 检测 大气温度 是 1979年以来的事。跟 百叶箱 不同，卫星 检测 大气的辐射辉度（Radiance），根据 辐射理论来换算 温度。卫星 可以分别测定 对流层温度 平流层温度 和 中间层温度 等。但是 高处 不胜寒，检测 低温辐射 要比 检测 高温辐射 难度大得多；加之 很多其他的技术原因，例如卫星轨道的变化，聚焦 等，被检测到的辐射辉度 要经过 很多技术处理 才能换算成 温度，尤其是 我们所需要的 是 精确到0.1 的 大气温度。 在如何解释卫星所检测的大气温度方面 也依然是 仁者见仁、智者见智。1997年 美国阿拉巴马大学（University of Alabama）的 John Christy 和 美国国家航空航天局（NASA）的Roy Spencer 在英国的科学期刊《自然》上 发表了 1979-1997年的 卫星所测得的 大气温度，没有发现 温度 逐年升高的趋向，使得 人们 有 更充分的理由 质疑 全球变暖论。对于 1979-2008三十年的 卫星所测的 温度，Christy和Spencer的解释 是：1979-1998的平均气温 基本不变，1997-1999 有 一个 厄尔尼诺现象 的 高温峰，2003-2008基本不变，但是比1979-1997 约高 0.2-0.3度，那 是 厄尔尼诺现象 的 影响。 Christy和Spencer的解释 和 全球暖化论 格格不入，当然 要被 全球暖化论的支持者 拒绝。他们 做了 一个 线性回归分析 得出了 和 气象站所测的 地表温度极其一致的 上升趋向，肯定了 地表温度 逐年上升的 趋向。问题 是 这些温度曲线 看上去 比 股票曲线 还要 波动，还要 无规则，如果 不表明 残差 的话，所得到的线性回归并不具有 多大的说服力。地表的平均温度 大约为 15度；对流层的平均气温 低于-50度，中间层 低于-100度。让 这些大气层的气温的变化趋势 跟 地表的气温的变化趋势 相一致好像不合情理。 综合 上面的讨论，我们 可以看到：1）有没有 全球暖化，2)是不是 二氧化碳 引起 全球暖化，3)如果 全球 暖化了 又怎么了，这三个方面 都存在着 根本的意见分歧。科学追求的 是 真；共识 不是 科学的语言。怀疑论者 多次挑战 戈尔，要求进行 公开辩论；戈尔 却高挂 免战牌，说 辩论 已经结束，现在需要的 是 行动。英国的一名气象学教授 说：人类 只有 几年时间 来拯救 地球 了。美国前共和党副总统候选人 莎拉·佩林（Sarah Palin）则指责 全球暖化论 是 环境牧师 对 世人进行的 不折不扣的 世界末日式的恐吓。 全球暖化论 过早地 和 政治经济 结合 使得 这个科学命题 变成了 一个政治命题和经济命题。捍卫地球的生存环境 使之 不因 人类自己的文明生产活动 而产生 毁灭性的损害 是 人们的共同愿望。更多的人 生活在 城市，这 使得 全球暖化论 符合 大多数中老年人的生活经验。在这样强大的人气 面前，几乎 每个政治团体，各国政府 都制定了 相应的 有利于全球暖化论的 环境政策。全球暖化论 受到了 特别的宠爱；怀疑论者的声音 也就 充耳不闻，听而不见了。2007年 英国4频道电视台 播放 纪录片《全球暖化大骗局》（The Global Warming Swindle） 后，立即受到 各界的强烈抗议。 全球暖化论 即创造了 碳政治，又创造了 碳经济。它 必然引起 各国纠纷 ¾ 因为 争取排放权 就是 争取生存空间。非洲人民 认为 全球暖化论扼杀了 非洲的发展之梦。二氧化碳排放权的交易 以及 二氧化碳的替代性技术 将创造 一个 比石油市场还要大的 新经济。戈尔合伙的 银色春天网络公司（Silver Spring Networks）已经 为 这个新经济 做好了 一切准备。 他 将成为全世界第一个 碳亿万富翁（Carbon Billionaire），让 每个人 羡慕不已。戈尔 分享 诺贝尔和平奖 获名 在先，攒取 亿万美元 得利 于后。当 记者 问及 戈尔 他的银色春天网络公司 时，戈尔 笑答道：我 为此 感到自豪，感到自豪。 | 
