《从过去到遥远的未来
人类在地球气候历史中的作用可分为四个阶段(图17.1)。
第一阶段(8000年前)
直到八千年前，大自然仍在掌控一切。尽管我们遥远的前人类祖先已经在地球上存在了数百万年，但自然本身推动了气候变化。raybet雷竞技最新即使我们的完整人类祖先出现在15万年前的某个时候，我们对全球景观的影响仍然微不足道。人们用“火棒”来燃烧草地或森林区域，以驱赶猎物或提供开放的区域来吸引猎物，并允许浆果和其他植物的生长天然来源食物。这些早期的文化可能会将小树枝插入潮湿的热带地区的潮湿土壤中，在那里，果实或坚果的树木会自然发芽。
然而，人类的数量和我们在这片土地上的足迹都很小，而且在规模上高度局限。人类火灾的影响在很大程度上与自然雷击的影响是分不开的，自然雷击会引起不同强度的随机火灾。人类在一个地区放火，然后转移到另一个地区，这是他们狩猎采集生活的一部分，模仿自然事件。人类纵火的数量还不足以超过自然发生火灾的背景水平。
更接近现在，在接近11000年前的几千年里，由于自然原因，地球气候正在发生巨大变化。raybet雷竞技最新夏季北半球强烈的太阳辐射正在融化北美的巨大冰盖，以及斯堪的纳维亚半岛和欧亚大陆北部的较小冰盖。夏季强烈的太阳为这一巨大的努力提供了基本的动力，而两种主要温室气体的高(自然)值则起到了辅助作用:二氧化碳和甲烷。太阳和这两种温室气体一起在一万年的时间里融化了北半球的大冰原。但这些自然过程与北半球数百万年的冰期周期是一样的。自然仍然完全控制着气候。raybet雷竞技最新
多年前的未来
多年前的未来
17.1.农业排放的温室气体抵消了8000多年前自然降温的部分影响，并可能阻止了新的冰川期。现代工业化导致的快速变化最终将达到地球数百万年都未达到的温暖水平。一旦供应化石燃料在几个世纪内耗尽，气候将逐渐冷却到自然水平。raybet雷竞技最新
冰原对任何推动变化的力量自然反应迟缓:“冰川”一词就是“缓慢”的同义词。因此，尽管冰盖融化的最大推力发生在近11000年前，但冰盖直到6000年前才真正融化完毕。在这中间的5000年里，北半球气候的控制变成了两大对立力量之间的竞争:(1)冰盖，它以前使气候raybet雷竞技最新保持寒冷，但现在正在迅速融化;(2)太阳辐射和温室气体，它们在近11000年前达到了峰值(温暖)，但现在开始向现代较低的值下降。这种力量竞争的结果是一种妥协:最高温度是在大约8000年前达到的，当时冰盖已经足够小，几乎没有冷却作用，但太阳辐射值仍然足够高，足以使气候变暖。raybet雷竞技最新
第二阶段(8000至200年前)
大约在8000年前，随着北美大冰盖最后的遗迹融化，人类开始砍伐欧洲南部和中国北部的森林，为农业让路，在接下来的几千年里，森林砍伐逐渐蔓延到欧亚大陆南部的其他地区。焚烧树木向大气中添加二氧化碳的速度最初很小，但随着时间的推移稳步增加。这些碳排放逆转了先前间冰期早期二氧化碳水平的自然下降。通过砍伐森林为农场，人类开始控制地球的温室气体，并通过这种方式对地球气候产生虽小但越来越大的影响。raybet雷竞技最新
5000年前，人类也开始灌溉东南亚的低地地区。另一方面，低洼地区因种植水稻而被洪水淹没，增加了甲烷重要的温室气体到大气中。因此,甲烷值被推翻,自然下降和大气CH4的趋势开始上升,而不是下降,因为它也受到人类的控制。
在青铜时代(开始于近6000年前)和铁器时代(开始于近3000年前)，森林砍伐和用于水稻的灌溉都稳步增加。当马和牛被驯化并拴在金属犁上时，每个农民都可以清理和耕种更多的土地。早在工业时代开始之前，欧亚大陆南部的大部分可耕地已经被砍伐一空，亚洲的大部分低地三角洲地区都种上了水稻。
到工业时代开始时，人类排放的CO2和CH4导致大气中这两种气体浓度增加，相当于以前自然变化范围的一半左右。大气中的温室气体浓度保持在自然变化范围内，但其水平正在接近这个范围的顶部。人类活动导致的气温上升产生了温室效应，抵消了高纬度地区正在进行的大部分自然降温。在过去的几千年里，这种变暖效应可能阻止了加拿大东北部冰盖的增长。人类还没有控制气候(全球温度)，但我们对全球气候的影响现在几乎与大自然的raybet雷竞技最新影响相当。
第三阶段(200年前至200-300年后)
工业时代在18世纪末和19世纪中期到来，它开启了人类对气候影响的第三个阶段。raybet雷竞技最新森林砍伐的速度加快，为磨坊和采矿作业提供燃料，并为迅速增长的人口开辟新的农田热带地区．从19世纪后期开始，化石燃料的使用(最初是煤，后来是石油和石油天然气)迅速增加，最终取代森林砍伐成为人类排放二氧化碳的主要来源。
甲烷排放也在加速，部分原因是灌溉地区的持续增加，但更重要的原因是排放甲烷的垃圾填埋场的扩散、天然气的释放和其他人类活动。
自19世纪以来，大气中二氧化碳和甲烷的浓度呈指数级上升。在20世纪后期，这两种气体的浓度达到了过去几十万年在冰芯中没有记录的水平，并且被认为是在数百万年前最后一次在地球上存在。在本世纪初，二氧化碳浓度比以往自然间冰期的典型水平高出30%左右，并以每年约0.5%的速度增长。甲烷浓度现在达到了比以前间冰期高2.5倍的水平，每年增加约2%。二氧化碳和甲烷的每一次增加都将我们带入未知的温室领域。
在过去的125raybet雷竞技最新年里，全球气候变暖了0.6°C到0.7°C，这段时间内存在足够多的地面站，可以合理有效地估计全球温度。尽管温室气体水平已经上升到远远超过自然水平的水平，但到本千年开始时达到的全球温度值还没有超过过去几十万年间冰期期间达到的温度值。
对这种表面差异的解释在于前面提到的几个因素:
1.在过去的几千年里，北半球的太阳辐射值已经下降到其最低的自然水平，因为地球轨道的变化有利于重新开始冰川作用(第10章)。因此，人类造成的温室气体前所未有的增加，很大一部分被用来抵消逾期的冰川作用。
2.气候系统长达数十年的反应，在很大程度上延缓了最终由当前温室气体水平raybet雷竞技最新导致的变暖(第15章)。当气候系统对当前的raybet雷竞技最新温室气体水平做出充分反应时，地球可能会进入一个在过去数百万年里前所未有的温暖时代冰期-间冰期旋回．当然，到那时，大气中的温室气体水平将上升得更高，地球的温度将朝着更高的值移动。
3.工业时代的硫酸盐气溶胶排放很可能抵消了温室气体排放可能导致的部分变暖(第15章)。
按照目前温室气体浓度的增长速度，未来的温度很可能在不久的将来，可能在10年或20年内，被推到自然的冰期-间冰期变化范围之外。在随后的几十年里，随着温室气体浓度以前所未有的速度上升到过去几百万年来从未有过的水平，随着气候系统的反应，全球温度将随之升高。raybet雷竞技最新热带地区的森林砍伐将在二氧化碳的增加中发挥重要作用，但迄今为止最大的因素将是燃烧世界上剩余的石油、天然气和(特别是)煤炭储备。对一个多世纪后的气体浓度和全球气温进行预测是不可能的，但我们现在所知道的情况表明，气温将大幅上升。防止高二氧化碳水平的主要希望在于开发新技术，在碳离开烟囱或排气管之前将其捕获。但就目前而言，这只是一个希望;目前还没有经济上可行的大规模技术。
第四阶段:200-300年后
从现在起几个世纪以后，在经济上可开采的石油和天然气储量基本枯竭之后，随着可获得的煤炭供应也在减少，人类消费化石燃料向大气排放二氧化碳的递减速度最终将低于海洋吸收我们产生的多余碳的速度。到那时，我们将进入人类与气候关系的新阶段:大气中的二氧化碳浓度将开始下降，最终我们造成的工业时代二氧化碳过量的大部分将被消除。raybet雷竞技最新
从长远来看，海洋吸收的二氧化碳将参与一项化学实验，远远超出任何实验室的尝试。额外的二氧化碳会使海洋的酸性比现在稍微强一些，而这种酸性会溶解海底一些柔软的白垩质沉积物。这些白色的“软泥”是由浮游生物的碳酸钙(CaCO3)壳形成的浅海洋它们死后沉入海底。最深的海水大约在4000米以下，具有腐蚀性，可以溶解大部分从上面落下的贝壳。更深的海洋盆地留下了从大陆吹到海里的棕色(缺乏caco3)碎片残渣，而白色(富含caco3)沉积物只在海拔较高的地方积聚，如山峰上的雪。由于人类产生的过量二氧化碳使海水更具腐蚀性，它们将开始攻击现有的海底高地形CaCO3软泥沉积物，海洋CaCO3“雪线”将退缩到较浅的水平。通过这种方式，人类产生的二氧化碳将在一个巨大的化学实验中慢慢消耗——在海底溶解CaCO3。
与此同时，随着海洋慢慢吸收多余的二氧化碳，全球气温将逐渐下降到自然水平。如果温室气体浓度一直下降到自然水平，地球可能会冷却到足以让冰盖开始在加拿大东北部聚集，回归到早该发生的冰川作用。但这不会发生，至少在几千年内不会发生。
前工业时代和工业时代产生的一小部分二氧化碳(大约15%)将在大气中停留数千年，使全球温度高于自然值。此外，只要我们继续灌溉水稻种植，并将我们的废物储存在排放甲烷的大型垃圾填埋场，甲烷浓度就会保持在高位。这些活动每年将产生大量的甲烷，并使大气浓度远远高于自然水平。我们甚至有可能永远不会回到那个早就应该到来的冰川期。
当然，没人能看到几个世纪后的未来。
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