《2036，气候或将灾变》

小编就读于兰州大学大气科学学院，这学期也选修过一门课叫“气候变化科学概论”，深知气候变化是全人类的挑战需要人类共同携起手来共同面对，虽然如今美国退出了巴黎协定，但我们相信终有一日美国会重返协定，承担起他应有的责任。而由于碳排放居高不下而饱受诟病的中国，在未来我们也会为了控制碳排放而贡献自己的力量。

下面小编就分享一本书科学美国人杂志集《2036，气候或将灾变》，一起走进全球面临的环境和能源问题。

《2036，气候或将灾变》

大家或许都以为人类在自然界中的尺度很小，在茫茫天地间不值一提，但是大家请看下面这张图

《2036，气候或将灾变》

人类自工业革命以来将在地质历史时期积累了上千万年的碳储量在近百年内排放到了大气中，显著的改变了大气的碳循环，已经改变了近千年来原来气候的基本状况，全球变暖危机已经迫在眉睫。

而这个气候变化只是人类所面临的诸多挑战之一。虽然美国退出了巴黎协定，中国也因为碳排放居高不下也保守诟病，但我相信为了全人类的共同利益，所有发达大国和发展中小国都会携起手来为了全人类的未来共同面对气候危机。

下面我们简述一下气候带来的不良影响，首先是两极冰川融化的问题。首先是南极冰架的崩解，冰川受重力作用自然滑向海洋，但是冰川的冰架浮在海面上，大大减缓了滑动速度。然而随着气温的升高，在融化和再冻结将使冰架表面硬化，直到它能支撑起巨大的融水洼。这些水洼中的水将流入暴露的裂缝。随着水在裂隙中累计起来，重量会使裂隙越来越深。直到到达冰川底部，切出细长的冰山。一个裂隙洞穿冰架就会产生冲击波，把更接近陆地边缘的裂隙震开。整个冰架在几天之内就会崩解――也许只需要几个小时。一旦冰架崩解到了基线，就没有任何物质留下来支撑冰川，冰川会加速滑向海洋。而冰融化速度加快，冰川下部缩小，坡面变陡，大块冰从前沿崩解。

然后介绍一下北极快速增温现象（北极放大），由于北极海冰减少，当海水大面积暴露时，可在夏季吸收大量的太阳辐射，然后在冬季释放，使得极圈环流中温度的增加速度比费雷尔环流中温度增加的更快，要比全球平均温度升高两倍多，从而使北极冰川融化加速。

而在南北半球的高纬度地区，存在两支急流。当极锋急流的弯曲程度增大时，异常的暖空气和或冷空气会在大陆多个地区产生几天甚至几周的影响。而急流除了收到大气中自然的共振（厄尔尼诺/南方涛动，北极涛动，北大西洋涛动）外。两个三圈环流之间的温度的差异驱动北极涛动产生负面的影响，增大了急流产生的可能性。而异常的急流（如发生弯曲）会导致异常的天气，使极端天气成为常态，而且引发超级寒冬，使北美和欧洲更易出现频繁、持久的严冬。

而由于两极冰川融化造成的海平面上升和海水入侵，土地和淡水都在消失，而目前的全球变暖至少升高0.5℃，都将导致破坏性的气候变化。

而且通过新的计算显示（平衡气候敏感度（ECS五条实线）的估值输入气候能量平衡模型），如果人类仍以当前的速率使用化石燃料，全球温度的升高幅度将在2036达到2℃。而如果北半球地表温度较工业革命前（参考线）升高2℃，人类文明就有可能被破坏。为避免达到阀值，国际社会必须将二氧化碳浓度控制到405ppm以下。

而更让人不安的是由于全球变暖而带来的一系列反馈机制，首先是洋流。如果大量的淡水（坍塌的冰川或增加的降水）倾入北半球海域，暖流就会减缓或者停滞，推动全球洋流的“引擎”也就停止了，会导致格陵兰岛由冷变暖。

而另一个是永久冻土带，其中的有机碳分布深达3米（苔原富冰黄土），冻土解冻越多，就会有越多的微生物把有机碳分解成二氧化碳和甲烷，造成气温升高，进一步使更多的冻土解冻。

这两个原因将会加快全球变暖，由此可能造成富庶地区农产品产量越来越高，而贫穷地区产量越来越低。而由于温室效应造成的变暖，上升中的空气越来越热。因而这样的空气需要更多的时间才能降回地面，因此沙漠带北移。

植物利用阳光进行光合作用，气孔打开吸收二氧化碳产生了蒸腾作用。而二氧化碳浓度浓度越高，植物稍微打开气孔，就可以获得它所需要的二氧化碳，因此蒸发量下降导致了降雨量的进一步减少。

而在海洋由于吸收大量二氧化碳而导致的酸化反应，会使海洋生物如珊瑚构建骨架（珊瑚骨架是霰石）变得困难。再加上全球变暖导致表层海水上升到罕见的温度，此时原本通过光合作用为珊瑚提供颜色与食物的共生藻将释放出大量的氧气，对珊瑚产生毒害作用。因而珊瑚不得不将这些共生藻排出，否则就会死亡。珊瑚白化事件就是由于此，而当珊瑚暴露在比它的极限温度还高2~3℃的环境中，同时太阳辐射不断增强，再加上由于人类影响导致海水富营养化和棘冠海星入侵，珊瑚已经危在旦夕。

或许金星将是地球的命运，这轮由人类引发的环境危机将会迫使人类付出更多的代价。

已故诺贝尔奖得主理查德·斯莫利在“未来50年人类的十大难题”列出了一个清单:能源，水，食品，环境，贫穷，恐怖主义和战争，疾病，教育，民主以及人口。能源、水、食品并列前三，而且与其他问题有着错综复杂的关系，首先就必须要把这三个问题解决，其它问题才能迎刃而解。

而我们如今所必须尝试的就是将这三项挑战作为一个整体，可能的解决方案包括：减少的食品浪费可以节约能源和水；室内农场可以使用城市废水种植农作物，为自己所处的建筑物供电；在电站旁边养殖藻类可以将废水和碳排放转化为食品或生物燃料；沙漠地区的风力涡轮机可以把含盐地下水转化为淡水；智能供水系统可以节约水资源和能源。

说到水，在全球范围内，饮用水已经变得稀缺而昂贵，而全新的多级水净化工艺已经能将废水转化为洁净的自来水。而目前面临的一个重大障碍是，因为再生水是通过污染处理得到的，而必须说服公众克服对再生水的抵触情绪，哪怕这种处理后的污水比现在公众喝的自来水还干净。

而能源问题，除了传统的化石燃料，以及如今采用水力压裂技术开采的页岩气，科学家提出了更多的构想如首先将盐水从地层深部开采出来，然后将二氧化碳溶解在盐水中，再注入到地层。在这一过程中可以同时获得地热能和甲烷。还有饱受诟病的油砂开采以及基石XL输液管项目需要在环境与利益之间做出权衡。而对于如今我们由于可以廉价开采的高品质化石燃料正在逐步减少，世界各国也转向生产成本更高的能源资源，这可以通过EROI反应出来，即消耗单位能量所能获得点能量正在逐步减少。廉价能源时代已经一去不复返了。而投入同样的能量，用于发电可以使汽车行驶的距离最远，接着是传统汽油和甘蔗乙醇。这是一个能源成本比拼的过程。

而另一个希望是分布于陆地边缘近海的海床之下的可燃冰――一种规模庞大的冰晶结构束缚着的巨量甲烷气体，而开采释放出这种温室气体又会加剧气候危机，收到地震的扰动时，甲烷水合物可能会迅速膨胀并引发海啸。是福音还是灾难这是人类所需权衡的。

总的来看，全球主要能源，即从木柴到煤炭到石油分别花了50~60年，毋庸置疑，向可再生能源转型也必定是个漫长的过程。而政府也需要采取一些措施，如大范围资助新能源研究，废除不必要的补贴，确保能源价格能反应其对环境和人类健康的影响，提高全球能源利用效率等。

而另一个问题是生态，下面举人类为之努力恢复两个例子，首先是利用数学模型对生态系统中的食物网揭示其联系，在生态系统发生剧变前做出预测，让生态学家有机会改变生态系统，把它从崩溃的边缘拉回来。

而大量的湿地恢复工程都旨在尝试全面恢复湿地生态系统，往往以失败告终，而最近科学家开始调整战略，首先恢复一两个重要的生态目标，比如鱼类种群恢复或改善水文条件，其它交由大自然恢复，事实证明卓有成效。

总而言之，在人类通往未来的路上还有很多的挑战等着人类去面对，关键是在于人类能否精诚团结，放下过去的纷争，携起手来共同面对这些调整。气候变化就是一个很好的范例，希望我们和我们的后代能面对一个更为美好的未来，而不是抱怨我们在关键时候没有为了危机挺身而出。