2020年3月27日 | 作者 Samantha Harrington | 原文链接: https://yaleclimateconnections.org/2020/03/causes-of-global-warming/
全球变暖的原因：科学家是如何知道人类是要负责任的
世界上最受敬仰的科学组织的共同结论。
Hurricane Dorian as seen from the International Space Station on Monday, September 2, 2019. (Photo credit: NASA)
您可能已经在新闻中，学校或朋友那里听说过全球气候变暖。因此，您可能会好奇是什么原因导致这种变暖？或者人类在气候变暖中扮演什么角色？以及变暖背后的科学原理是什么？
根据被广泛引用的研究，超过97％的气候学家同意，地球在过去几十年中一直在变暖，而且变暖绝大部分是由人类活动而导致的。
美国最受敬仰的科学组织，美国国家科学院以及其在世界各地的对等组织也分享了这一结论。美国国家科学院在其“气候变化证据和原因”报告的2020年更新中指出，“自然原因不足以解释近期观测到的气候变化”。报告补充：“在建模时，只有加入了人类对大气环境的影响，所计算出的温度变化才与实际观测到的变化一致。因为以上结论是基于观察到的全球温度，而不只是模拟的全球温度，所以强有力地提高了结论的可信度。
为了弄清全球气温升高的原因，科学家们首先从已知的事物开始：他们根据科学证据了解到地球正在变暖，他们也很早就知道温室气体会暖化地球的大气层。同时他们也了解到，人为燃烧化石燃料和排放由此导致的废气会在大气中排放出大量的吸热气体，其中就包括最重要的二氧化碳。
为了解释像二氧化碳之类气体如何使地球升温，气候学家和环保倡导者经常使用毯子作为比喻。当人类燃烧化石燃料时，在大气层中会积聚吸热气体。添加这些气体进入到地球大气层后的结果就如同在床上添加了好几层毯子一样。
科学家们如何知道地球正在变暖
美国国家海洋和大气管理局的气候建模师汤姆·努特森（Tom Knutson）解释说，科学家们可以通过观察地表和卫星温度数据看到地球随着时间的推移正在变暖。
例如，在美国本土，从1901年到2016年，年平均温度升高了华氏1.8度。大部分的升高是从1986年开始的。在全球范围内，温度基本同步升高。
多亏了波士顿郊外一座小山上的天文台，我们可以追溯美国地表温度数据到1885年。地球大气温度的卫星温度数据可从1970年代后期开始获取。
科学家还收集了古气候记录，这些记录提供了人类开始记录气候前的世界气候线索。 这些线索隐藏在在年轮、冰川、珊瑚以及海洋和湖泊沉积物中。 例如，通过分析隐藏在在冰川冰核中的灰尘颗粒和气泡，科学家可以绘制出过去气候的图像。 古气候数据显示，对美国而言，最近几十年是过去1500年中最热的一段时期。
科学家们知道，大气中存在吸热气体。
地球大气中的吸热气体阻止了一些能量或热量逸出到太空中。这种有利的“温室效应”使地球成为人类和地球上所有生命的宜居之地。
1820年代，科学家们第一次意识到某些气体可能会积聚热量，并发展出大气层会保留热量，从而使地球保持温暖的理论。 1856年，美国科学家尤妮丝·富特（Eunice Foote）发表了一项实验结果，描述了二氧化碳如何捕获太阳的热量。三年后，爱尔兰科学家约翰·廷德尔（John Tyndall）发现某些气体，包括二氧化碳，可以保留和传递热量。
19世纪末，瑞典科学家Svante August Arrhenius提出，化石燃料的燃烧可能成为二氧化碳排放的主要来源。在后来的研究中，他研究了大气中二氧化碳的增加会对全球气候产生的影响，并得出温度会升高的结论。
没有这些温室气体，地球的平均温度将低于冰点。但是，随着人们制造更多的吸热气体，地球变得比自然状况下温暖得多。随着二氧化碳和其他气体含量的增加，全球平均温度也升高。
科学家们知道大气中有更多的吸热气体
自1958年以来，夏威夷岛莫纳罗阿天文台的研究人员一直在记录大气中的二氧化碳含量。 加利福尼亚斯克里普斯海洋学研究所的查尔斯·基林（Charles Keeling）领导了这项工作，而全球二氧化碳的每日记录被称为基林曲线。
除了二氧化碳之外，吸热气体中的一氧化二氮和甲烷的浓度也有所增加。
非营利性环境倡导组织，环境保护基金会（Environmental Defense Fund）的气候科学家Ilissa Ocko指出：“吸热气体达到了近一百万年来从未见过的水平。”
科学家们知道人类活动释放出这些吸热气体
人类燃烧煤炭、天然气和石油以用于运输和发电导致了吸热气体的排放。 工业活动和农业也导致吸热气体的排放。
重要的是，二氧化碳在大气中的寿命很长，它是科学界关注的主要气体，占全球气体排放总量的大部分。 自1970年以来，二氧化碳排放量增加了约90％
纳特森说：“大气中二氧化碳浓度的上升是前所未有的。”
科学界还发现了人类活动与二氧化碳排放量增加之间相关联的铁证。 美国国家科学院成员和宾夕法尼亚州立大学的地质学家理查德·艾利（Richard Alley）在简短的视频中解释说，碳同位素显示出人类排放是排放源。
“是我们，” Alley总结道。
负责分析气候变化研究的联合国国际气候变化专门委员会（IPCC）在其《 2018年特别报告》中证实了这一观点，并表示“气候的变暖是毫无疑问的。”此外，报告指出，人类活动“极有可能是自20世纪中叶以来观测到的气候变暖的主要原因。” 选择“极有可能”的术语表示审阅者对他们的发现具有最高的科学信心。
对于环境保护基金会的奥科（Ocko）来说，这些发现某种程度上令人放心。
她说：“如果这完全是自然现象，我会更加怕。太阳正在变大，太阳正在向地球靠近，我们不得不参考惊悚的电影大片场景来拯救自己。”是的，暖化很难解决，但是至少我们知道该怎么做。知道全球变暖是人类造成的，这是一件好事，因为那意味着我们知道如何解决它。”
这篇文章最初发表在 Yale Climate Connection 上，经许可重新发布。由 Global Climate Media 翻译自英文原版。
