天文学和气候变暖——詹姆斯·汉森的故事

作者|周已皓

审核|郑成卓

编辑|史玲玲

在刚刚过去的2023年12月1日，迪拜举行了“联合国气候变化迪拜大会”（COP28）。COP是一场几乎所有国家都会参加的年度气候大会，各国代表一起就应对气候变暖的全球目标进行磋商。但很多人不知道的是，关于气候变暖的一些重要研究，最初其实是由一群天文学家提出的。

水手10号探测器拍摄的金星|图源：NASA

故事还要从二十世纪五六十年代说起，当时美国天文学家康奈尔·梅耶（Cornell Mayer）等人发现金星是一个强射电源，这意味着它非常热，这出乎人们的意料，但当时没有人能很好的解释这一现象。后来，一些天文学家认识到行星大气的化学成分对行星气候有着决定性影响，美国天文学家卡尔·萨根（Carl Sagan）则提出金星大气中浓密的二氧化碳造成了失控温室效应，使其表面温度高达460摄氏度。

对于金星异常酷热的表面和强烈的射电亮度，当时在NASA戈达德太空研究所工作的科学家詹姆斯·汉森（James Hansen）博士，不仅认同温室气体在维持金星表面炽热温度中所起的作用，更大胆假设，这股热量的真正来源可能是金星内部深处的热能，而非太阳光。

詹姆斯·汉森|图源：scicolloq.gsfc.nasa.gov

1978年5月和8月，NASA先后发射了先驱者12号和先驱者13号两个金星探测器。同年12月4日，先驱者12号进入环绕金星运行的轨道；同年11月，先驱者13号释放了4个探测器，12月9日这4个探测器进入金星大气。汉森与其他科学家合作，利用这些探测器获得的数据，向我们揭示了金星上失控的温室效应是如何形成的：太阳的热量被金星表面吸收，而后被大气中的温室气体锁定，从而形成了持续且强大的温室效应。与此同时，这个发现让汉森的目光重新看向我们的家园——地球。

先驱者-金星探测器

右为先驱者12号，左为先驱者13号

图源：NASA

汉森建立了一套计算机气候模型，并用它来预测，如果温室气体继续聚积，地球气候会有什么变化。他将这些模型与地球古代的气候记录相对照，发现在上次冰河时期，大量的二氧化碳和甲烷排放与气温的显著升高有着不可忽视的联系。他还收集了20世纪和19世纪的大量气候资料，以了解全球温度的变化情况，然后与计算机模型预测的情况进行比对，两者在误差范围之内非常吻合。1991年菲律宾皮纳图博火山爆发导致地球气温暂时下降，他也进行了准确的预测。由于这些研究，他成为了试图说服世界各国认真对待全球变暖的主要人物。

《环境风暴：气候灾变与人类的机会》

中文版封面|图源：Amazon

汉森凭借丰硕的研究成果与广泛的公众影响，获颁美国物理学会、美国气象学会、美国地球物理学联合会的一系列重要奖项，并于1996年当选为美国国家科学院院士。在2009年哥本哈根气候会议期间，汉森更是出版了新书《环境风暴：气候灾变与人类的机会》，全面展示了全球气候变暖的危害，呼吁人类珍惜自我拯救的最后机会。

参考文献

[1]陈乐,张少兵,余金霏. 金星：认识早期地球的窗口 [J]. 地球与行星物理论评, 2022, 53 (01): 66-84.

[2]7亿年前金星仍宜居：星球上的温度介于20-50摄氏度 [J]. 华东科技, 2019, (10): 76-77.

[3]尹怀勤. 金星高温与地球变暖 [J]. 知识就是力量, 2013, (07): 50-53.

[4]Bullock A M ,Grinspoon H D . Global Climate Change on Venus [J]. Scientific American, 2003, 13 20-27.

[5]G R P . Planetary science. Climate change on Venus. [J]. Nature, 2001, 412 (6842): 36-7.

[6]Pioneer Venus project，wikipedia，https://en.m.wikipedia.org/wiki/Pioneer_Venus_project