温室效应是什么？
你从地球的天气记录察觉出一个模式吗？美国太空总署（NASA,美国太空与航空管理局）辖下的研究中心，戈达德太空研究院院长汉森(James E. Hansen)博士就有这样的看法。1988年6月，汉森博士声称，全球天气的酷热并不是统计学所玩的把戏而已。他在美国参议院作过戏剧化的证供之后，说：“时候已到，我们不再能够转弯抹角地说话了；我们不得不直言，有不少确凿证据表明，温室效应已经开始了。”
温室效应。也许你时常听见别人提及这个名词。不，它所指的并不是花园里的温室。它所描述的是大气层的温度的增高；许多科学家害怕这件事已经影响到整个地球。不过，在汉森博士作证之前，专家们都不愿意作这样公开的声言。大气科学家奥本海默(Michael Oppenheimer)评论汉森博士的证言说：“政府在一场旱灾和热浪袭击的时候举行研讨会，然后有一位科学家胆敢说，‘是的，看来它［温室效应］已经开始，我们已经察觉到了。’别人只在私下诉说的事，他却放胆清楚大声地说出来。”
全球的温室
你曾试过在夏天的骄阳下泊车，同时把所有车窗都紧密关闭吗？这样，你回到车里时就尝到温室效应的滋味了。日光可以透射车窗的玻璃，因此很快就把车内弄暖。但车里的热空气却不能逸出，热力本身也不能消散。何以不能呢？因为热力以红外线的方式发出，而红外线是眼所不能看见，但皮肤却感受得到。你站近火旁的感觉可以为例。同一块玻璃可以让看得见的光线透入，却阻止大部分看不见的红外线射线返回外面，因此车里的温度越来越高。
地球的大气层也和你汽车的窗子类似。它很易让看得见的光线透过，但却阻挡大部分看不见的射线进入，包括红外线、紫外线和X射线在内。在大体上，这种阻挡是件好事，因为紫外线和X射线相当危险，据称可以致癌。但为什么阻挡红外线呢？
大气层在吸收红外线的辐射时，它发挥的作用好像一张毯子盖着地球。有时我们忘记了地球的外围是寒冷、空虚的太空。虽然太阳使地球温暖，不过，若没有温室的“毯子”，热力很快就会溜走，于是地面的气温会降到比现时低华氏70度。海洋将会冷至结冰！
温室效应的难题是，一件好东西可以成为过多。失去控制的温室效应可能意味到大规模的饥荒，因为粮食种植地带变成了沙漠。它也可能意味到产生巨大的飓风，由于受额外温暖的海洋所影响而成为超级杀手，海水在沿岸泛滥成灾，臭氧层被侵蚀而导致皮肤癌流行等，以及其他数不胜数的人类苦难。
调高全球恒温器的温度
你也许在学校获知，大气层中的氧和氮约占百分之99。可是，这些气体并不阻挡红外线。其余的百分之1包括其他几种气体，水蒸气是其中之一。矛盾之处是，这些气体一方面保护地球不致变成冰冷，但却同时威胁使地球成为过热。
大多数科学家均同意，空气中的温室气体增加可以调高全球的气温，虽然没有人确知这件事会怎样发生。你可以把这些气体比作一个全球的恒温器。在过去百多年来，人一直逐渐调高这个全球的恒温器。世界资源研究所的明茨泽(Irving M. Mintzer)指出，“大约自1860年以来，化石燃料的燃烧（以及其他工业和农业的活动）已使大气层所含的二氧化碳增加了百分之25左右。研究者相信，自1860年以来，大气层的二氧化碳和其他温室气体的增加，已使地球表面的全球气温比工业时代之前大约加暖了摄氏0.5至1.5度。”
诚然，增加一两度似乎算不了什么；但事实上，这项增加代表大量的热力。明茨泽补充说：“以影响来说，全球平均气温只增加摄氏1度便相当于北美和欧洲目前的气候与13至17世纪小冰河时期气候的分别。”此外，我们没有理由认为额外的热力会平均分布。在一年中，额外的一度可以在夏季最热的几个月内提高气温许多度而造成灾祸性的后果。
多伦多会议
当1988年夏季的酷热气候继续使北美炎热不堪之际，有来自48个国家的300名代表出席在加拿大多伦多召开的关注大气层改变国际会议。《曼彻斯特前卫周刊》对会议所作的一项报道就全球气温增加的结果提出以下令人胆寒的预言：
“全球温度不是均匀地上升的。高纬度的地方会比赤道温暖得更快。这意味到在北半球的中纬度地区会失去土壤的水分，而这些地区却是世界谷物产量最高的地方。”换言之，这是可以造成全球饥荒的因素之一。
预告全球水灾
温度较高对海洋水位的效应是令人深感关注的另一因素。大多数人认为海洋水位升高与冰河和冰峰的融解有关，但其实即使地极没有任何冰雪融解，海洋水位也可以大为升高。怎会如此呢？由于热力膨胀——与温度计水银柱在热天升高同一现象。据美国劳伦斯·利弗莫尔国立实验室科学家巴顿美尔(Robert Buddemeier)所称，“如果我们竭尽全力去减缓温度上升的趋势，我们也许可以使海洋水位升势止于三尺至六尺，但这已是最高的期望了。”
海洋水位以这种程度上升已引起了全球的关注。《联合国纪事报》报道说：“水位升高不及二尺已可能淹没孟加拉百分之27的面积，使2500万人流离失所。埃及可能失去百分之20的沃土，美国会失去百分之50至80的沿岸沼泽地带。高涨6尺就会淹没由1190个岛组成的马尔代夫群岛。”
上述只是较保守的预测而已。请想想现在有人提出的一些较极端的预告，其中之一说：“到公元2035年，荷兰已在水下，孟加拉不再存在。倾盆大雨和海水高涨杀害了千百万人，迫使仍然生存的人要在巴基斯坦和印度的较高地带盖搭临时难民营居住。在中欧和美国中西部，数十年的干旱使一度肥沃的农田变成了干燥的沙漠。”——里夫金(Jeremy Rifkin)在《曼彻斯特前卫周刊》撰文说。
这真的是我们这颗行星的前途展望吗？
［第5页的附栏］
并非所有科学家均确信温室气体的增加是导致全球转暖的因素。美国国立大气层研究中心的气候模式拟定者施奈德(Stephen H. Schneider)提出警告说：“你不能只因为十年温暖就说这是温室效应所致。但温暖的趋势若持续二十年，就有点不寻常了。如果继续每年温度都打破纪录，我认为大部分的怀疑者都会不再表示异议而同意事实果然如此。”——科学新闻周刊，第135卷，1989年4月8日。
［第6页的附栏］
温室效应何以难于预测
地球的全面气候是一个极度复杂的系统，科学家坦率承认他们所能预测的实在十分有限。可是，有几项因素可能大大影响到目前的电脑为未来气候所拟定的模式。
冰雪的融解：冰雪反射从太阳而来的射线达百分之40至60。这可以使地球趋于清凉。可是，由于地球温度升高，促使冰雪融解，较阴暗的土地或地下水就会吸收更多热力。这样就能增强温室效应，也许达百分之10至20的程度。
云：地球较暖应该意味到全球湿度较高——云也较多。芝加哥大学的气候模式专家拉曼内森(V. Ramanathan)承认：“云的反馈作用乃是使气候变化的理论难以肯确的最大原因之一。”不过，有些人认为，较多的云可能增加对太阳能的反射，使气候趋于清凉。
另一方面，云虽然会把若干太阳能反射出去，但同时发挥毯子作用，把从地面上升的射线困住。因此很难预测一个较暖和较多云的世界会受哪一种效应所支配。
海洋：水是极佳的热力吸收者，看来海洋可以吸收足够的热力，使温室效应延迟数十年才全力发作。但延迟到什么程度却是科学家难以预计的。
火山：火山诱发的云以复杂的方式使同温层温暖，但却使地球表面清凉。在大体上，火山很可能使温室效应减少，但没有人能预告在什么时候有巨大火山爆发。
太阳周期：与许多人的想法相反，太阳的输出能量并非恒常不变的。在1979和1984年之间，太阳的光度大约减弱了百分之0.1。但全球的温度在这段期间反而增加；这种情形实在令人担忧。
［第7页的附栏或图解］
各种温室气体
水蒸气：水蒸气在空气中的含量大部分视温度而定。温暖空气比清凉空气能够储存较多水分。水蒸气在吸热方面十分有效，但是它本身并不能产生温室效应。水蒸气的作用大部分是加强其他气体的效应。
二氧化碳(CO2)：在各种积聚热力的气体中，二氧化碳最为普遍。它对地上一切生物十分重要，因为植物是赖它以生存的。二氧化碳在大气层中的含量最近以每年百分之0.5的程度增加。这个数量听来也许不算什么，但其实相当于每年为地上的每个男人、女人和小孩把一吨左右的碳气放入大气层中。这乃是燃烧矿物燃料，例如煤和石油，所造成的结果——每年50亿吨的碳气！其中约有一半的碳气为植物所用或为海洋所吸收，其余的则留在空气中。
沼气(CH4)：这是天然气的主要成分。它像二氧化碳一般含有碳的成分。它在大气层中增加得比二氧化碳快一倍，即每年大约增加百分之1。空气中的沼气含量已比工业时代之前增加了一倍之多。科学家担心，沼气含量的增加会使大气层更难分解其他温室气体，例如恶名昭彰的CFCs(氯氟化碳，chlorofluorocarbons)。
CFCs: 这些长久滞留的化学物质在升到同温层时就成为破坏臭氧层的帮凶。但它们在较低的大气层时却是强力的温室气体。事实上，以每个分子比较，它们在吸收红外线方面比二氧化碳的效果大一万倍！
一氧化二氮(N2O): 你的牙医使用这种气体时，也许称之为笑气，但它在大气层所生的效应却绝不可一笑置之。它是燃烧矿物燃料的副产品，并且性质极端稳定。它一经进入大气层，就留在其中，平均可达150年之久。这时候，它在大气层的较低部分——称为对流层——吸收热力，但升到同温层时就有分破坏臭氧层。它现时每年以百分之0.25的程度增加。
臭氧(O3)：最后却非最不重要的是臭氧。臭氧在同温层中是有益的，因为它能吸收危险的紫外线。紫外线若透入地球表面，就会造成皮肤癌。但在较低的大气层里，臭氧是危险的。臭氧是燃烧所生的副产品，尤以汽车和喷射飞机的燃料燃烧时为甚。
［图解］
（排版后的式样，见出版物）
温室效应：地球的大气层像温室的玻璃一样，将太阳的热力留住。阳光使地球温暖，但它所制造的热力——由红外线携带——却不易散发到大气层外，因为温室气体挡住射线，把一部分送回地球，以致提高了地球表面的温度
散发的射线
被困的红外线
温室气体
地球