地球一直在接受太阳的辐射,同时通过红外辐射向Tai 空辐射热量,几乎等于维持了地球稳定的气候环境。当我们燃烧额外的化石能源时,大气中温室气体的浓度会增加,这将拦截向外辐射的红外能量,并停留在地球表面附近,导致地球温度升高。
这样,地球就变成了一个烤箱。说内部温度升高会向周围的厨房释放更多的热量是合理的,地球也应该向Tai 空释放更多的热量——之前的研究表明,两者之间存在简单的线性关系。研究人员建立了一个计算机模型,在大气中加入了对流、湿度、水蒸气等效应,通过调整它们和地表温度来观测地球的红外辐射效应。
结果表明,随着地球表面温度的升高,更多的热量本应辐射到大气中,但更多的水蒸气会到达大气,吸收并捕获一定波长的辐射,从而产生温室效应,阻止热量的逸出。就像一个窗口,辐射通过这个窗口流向Tai 空。当房间越来越热时,辐射会越来越快,但同时窗户也会越来越小。温室效应吸收了大量的热量,防止热量散失。
同时,研究人员发现,如果地球表面的平均温度远远超过27摄氏度,这种线性关系就会失效,全球变暖的速度会超过散热的速度。目前这个值在14.6度左右,说明情况还不错。但如果地球变热,可能会进入非线性世界,情况会变得极其复杂,比如我们的邻居金星。金星曾经有过暖期,但是气温升高导致大量水分蒸发到大气中,导致温室效应失控,以至于连辐射窗都关闭了,没有热量逸出,从而成为现在的地狱模式。
但这在地球上可能不会发生。科学家的计算表明,只有当地球的平均温度达到67摄氏度时,才能导致温室效应完全失控,而目前的气候变暖不足以导致这种失控。更有可能的是,当太阳进入最后的生命周期,膨胀成红巨星时,地球将成为金星的炼狱世界。
科学家似乎给了我们一个保证,但这并不意味着我们可以为环境做任何我们想做的事情。如果地球平均温度上升几度,南北两极的冰原将完全融化,大面积陆地将被淹没,极端天气将更加频繁。我们将在6000万年前来到地球,在那个炎热而陌生的气候环境中。谁知道这个世界会变成什么样?