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令人震撼的二氧化碳濃度地圖

我們排放的碳,巨大的數字雖令人印象深刻,但給人的感覺還是很抽像,在地圖上精確觀察大多數碳排放發生的位置,則會更加令人震撼。

基於衛星監測到的數據,國家海洋與大氣治理署的一個網站「碳跡追蹤者2011」(CarbonTracker CT2011_oi)用彩色地圖展示了全球的二氧化碳濃度。點開其中一個鏈接,你可以看到美國中部地區在夏天會變為藍色,因為糧食作物和森林從大氣中吸收了碳,到了冬天又會變為紅色,因為土壤中微生物的降解釋放了碳。點開其他鏈接,你也可以看到,隨著季節變換,植被的作用促使南北半球在藍色與紅色間交替變化。圖像展現了很多細節,你可以觀察到局部二氧化碳形成的漩渦與混沌,就像咖啡中的奶油一樣。

要想觀察複雜的人類社會如何對頭頂上的空氣造成影響,可以查閱美國能源信息管理局最近幾十年的全美二氧化碳排放圖。在2009年美國經濟陷入混亂以前,碳排放每年都在增長。數百萬資產縮水的人們縮減了旅行及消費開支,他們排放的碳也減少了。經濟學家與政治家可以很好地根據這張圖評判國家運行是否健康,就像醫生監測病人的呼吸一樣。大衰退期間碳排放的減少,就好比是經濟出現問題後的淺呼吸。在寫這本書的時候,美國CO2曲線又爬升到了之前的水平,因為經濟正在緩慢復甦。

根據上述這些觀點,局部與全球之間會無縫對接。就像基林和其他一些科學家展示的那樣,低層大氣會在一年左右完全混合,所以全世界的監測站都會觀測到CO2的類似增長。地球上的生物給這條上升的曲線增添了些許波動,這是因為生物圈大量光合作用與呼吸引起的季節脈動,夏天吸收而冬天排放。但是不管怎樣,全球二氧化碳的總量還是在持續上升,主要歸功於北半球的部分地區。

二氧化碳信息分析中心公開的地圖上,用鮮明的顏色標出了熱點地區。從上面可以看出,美國東部、歐洲北部、印度及中國就像看不到火焰的火坑。在這些熱點地區,是世界上規模最大的城市工業CO2穹頂,作為主力向大氣中排放著化石碳。因為這些碳源集中在北半球中緯度地區,北半球的空氣監測站現在測得的數據會略高於南半球。在化石能源時代以前,相對多地少海的北半球而言,海洋的上升洋流會造成南半球的二氧化碳濃度有所富集。如今這種不平衡已經發生了逆轉,僅僅是因為北半球擁有更多城市。

你可能已經知道,二氧化碳會使大氣變暖。或許你還知道,因為碳原子與氧原子的排列方式,CO2分子與紅外線的頻率之間存在共振,從而使得這種氣體具有超強的熱量獲取能力。這些信息很容易就能查到,所以如果你想溫習什麼是溫室效應以及CO2持續增長如何影響著全世界,海量信息在等著你。

全球變暖的糟糕影響或許已經令你沮喪至極,甚至想跳出城市CO2穹頂以外,不過我們在這裡更關注的還是背後的原子關聯。瞭解這些關聯,我們也就可以更深入地理解我們對地球的影響——延展開來,也是對我們自己和後代的影響——而且還會揭示一些令人振奮的事情。就碳元素而言,從原子的角度可以展示出,無論是正面還是負面,我們與地球的關係到底是何等密切。