阿列紐斯的復雜計算

1896年,斯德哥爾摩的科學家蘇萬特·阿列紐斯提出這樣一個問題。他說,設想大氣中二氧化碳的含量變了,比如火山的爆發(fā)可能噴出大量二氧化碳氣體,這將會導致溫度略有上升,但這種微小的上升可能帶來嚴重后果——變熱的空氣將保留更多水分。因為水蒸氣是真正強大的“溫室氣體”,所以,濕度的增加將會極大地促進暖化。反之,如果所有的火山排放恰好都停止了,二氧化碳最終會被吸收進泥土和海水。冷卻的空氣將會保留較少的水蒸氣。這個過程可能會演化成一次冰期。
冷卻減少空氣中的水蒸氣,較少的水蒸氣導致溫度進一步降低,降溫又進一步導致空氣中水蒸氣減少……這種自我加強的循環(huán),在今天被我們稱為“正反饋”。
這只是一種理論上的模型。那么能否給出一種定量的計算,也就是說,地球上的二氧化碳出現(xiàn)一定量的變化后,會給地球的溫度帶來怎樣的改變?
顯然,這種復雜的效應超過了任何人的計算能力。然而,阿列紐斯卻長年累月埋頭于枯燥的數(shù)值計算之中。他計算了地球各個緯度地區(qū)大氣濕度和輻射進出情況后宣布:如果把空氣中的二氧化碳含量增加一倍,地球溫度將大約升高5℃,后來,他又把這一結果調(diào)整為4℃。后來的人們吃驚地發(fā)現(xiàn),在沒有現(xiàn)代巨型計算機支持的條件下,他研究得到的結果,卻很好地落在了近幾年科學家們估算的增溫幅度內(nèi),這實在是一種天才的分析。
1896年,燒煤釋放的二氧化碳只能使二氧化碳水平上升千分之一。根據(jù)阿列紐斯的計算,要花費幾千年的時間才能把空氣中的二氧化碳含量增加一倍。當然,他沒有想到,后來工業(yè)化的進程會發(fā)展得那么快。
