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第十七章 进入对流层
谢天谢地，我们有了大气。它使我们有了个温暖的环境。没有大气，地球会是个没有生气的冰球，平均温度只有零下50摄氏度。而且，大气吸收或挡开大盘射来的宇宙射线、带电粒子、紫外线等等。总的来说，厚厚的大气相当于4.5米厚的保护性混凝土，没有它，来自太空的这些无形访客会像小小的匕首那样捅进我们的身体。没有大气的牵制作用，连雨点也会把我们打昏在地。
最引人注目的是，我们的大气并不很多。它往上伸展至大约190公里处，从地面上看，它也许显得很多，但如果把地球缩小到书桌上地球仪的大小，大气不过是大约一两层漆的厚度。
科学上为了方便起见，把大气分成4个厚度不等的层次：对流层、平流层、中间层和电离层(现在往往又称热层)。对流层对我们来说是个十分宝贵的部分。仅对流层包含的热量和氧气就足以使我们活下去，虽然你往上穿越对流层的时候，它很快会变成一个对生命来说是不合意的地方。从地面到最高点，对流层(亦称“对流圈”)在赤道位置上大约为16公里厚，在我们大多数人居住的温带位置上还不足10—11公里厚，80%的大气质量，实际际上所有叫变化，都包含在这又薄又稀的一层里。你和苍穹之间其实没有多少东西。
对流层的上面是平流层。当你看到一片雷雨云的顶端扩展成典型的砧形，你是在看着对流层和平疏层的交界之处。这个看不见的天花板被称之为对流层顶，是一位法国人于1902年乘气球发现的。他的名字叫莱昂-菲利普·恭瑟朗·德·傅尔特。“顶”在这里的意恩不是“暂停”，而是“封顶”，它与“绝经”源自同一希腊语词根。即使在对流层最高的地方，对流层顶离我们并不遥远。现代摩天大楼使用的快速电梯只要用20分钟左右就能把你送到那里，但是我劝你还是别做那种施行。在没有密封的条件下这佯快速上升，少说你也会得严重的脑水肿和肺水肿，组织里的体液会增加到危险的程度。当观景台的门打开的时候，里面的任何人几乎肯定会呜呼哀哉或奄奄一息。即使攀升的速度比较缓慢，你也会觉得很不舒服。10公里高空的温度会降至零下57摄氏度，你需要补充氧气，至少很希望这么做。
离开对流层以后，由于臭氧层的吸收作用(这是博尔特在1902年那次勇敢的攀升中的又一发现)，温度很快又会上升到大约4摄氏度。到了中间层，温度又聚降到苓下90摄氏度，然后到了那个顾名思义的热层又一下子上升到1500摄氏度以上，而且热层的日夜温差可达500摄氏度以上──必须指出。在这样高度的温度多少已经成了个理论概念。温度其实只是盘度分子活动程度的一个标准。在海平面高度，空气分子密度很大，一个分子只要运动极小的距离一说得确切一点，大约百万分之一厘米一就会砰地撞上另一个分子。由于几万亿个分子在不停撞击，大量的热量得到交换。但是，在热层的高度，即在80公里以上的高度，空气那么稀薄，两个分子相隔数公里，几乎没有接触的机会。因此，虽然每个分子的动能都很高，但彼此之间几乎没有影响，因此没有多少热量传递。这对卫星和宇宙飞船来说是个好消息。这是因为，要是热量交换的频率较高，在那个高度运行的任何人造物体都会熊熊起火。
即使这样，宇宙飞船在外层大气也不得不小心翼翼，尤其是在重返地球的过程中。2003年2月发生的“哥伦比亚”号航天飞机的悲剧就说明了这一点。虽然大气很薄，但要是飞船进入大气层的角度太大──大约6度以上—或者速度太快，它就会撞击大量分子，产生极易引起燃烧的拉力。反之，如果返程的飞行器进入大气层的角度太小，它很可能会弹回空间，就像掠过水面的卵石那样。
若要知道自己是如何离不开地面，你不必冒险去大气层的边缘，在任何地势很高的城市里生活过的人都会知道，你无须登上海拔几百米的高处，你的身体就会开始觉得不舒服。即使是有经验的登山运动员，虽然他们身体健壮、受过训练、带着氧气瓶，也很快会有商原反应：头脑不清呀，恶心呀，疲劳呀，冻伤呀，体温过低呀，没有胃口呀，以及许多别的机能障碍。人体会以各种强有力的方式提醒它的主人，它不适于在海拔太高的地方运转。
“即使在最有利的情况下，”登山运动员彼得·晗伯勒在写到珠穆朗玛峰顶上的情况时说，“在那个高度，每走一步都需要极大的意志力。你必须强迫自己往前走，抓住能抓住的地方。你永远有一种极度的按劳感。”在《珠穆朗玛峰的另一侧》中，英国登山家兼电影制片人马特·迪金森记录下了霍华德·萨默维尔的情况。1924年，萨默维尔随一 个英国远征队攀登珠穆朗玛峰，“发现自己一块发炎的肉掉下来，堵住了气管，差一点窒息而死”。萨默维尔费了好大的劲儿才把肉屑咳出来。结果发现，他咳出来的是“喉部的整个蒙古膜”。
到了7500米以上的高度—即登山运动员所谓的“死亡地带”──身体就会很不舒服；但是，许多人到不了4500米左右的高度就会极度虚弱，甚至病危。敏感程度与身体是否健壮几乎没有关系。有时候，老奶奶在高处生龙活虎，而她们身强力壮的后辈们反而哼哼哈哈，已经吃不消，不得不被送往低处。
就人类连续生活的耐受能力而言，极限大约为5500米，但连习惯于生活在高处的人也无法长期忍耐这种高度。弗朗西斯·阿什克罗夫特在《极端条件下的生命》一书中说，安第斯山脉在5800米的高处有硫矿，但矿工们宁可每天晚上往下走460米，第二天再爬上去，也不愿意连续生活在那个高度。生活在高处的人往往要经过几千年才渐渐拥有特别大的胸腔和肺部，使携带氧气的红细胞浓度增加差不多三分之一。可是，血浓所能承受的红细腹浓度是有限度的，要是浓度太大，血液流动就无法顺畅。而且，在5500米以上的高度，连已经完全适应的妇女也无法为发育中的胎儿提供足够的氧气，不到足月就会把他(她)生下来。
18世纪80年代，欧洲有人开始乘气球做攀升试验。他们吃惊地发现，他们升得越高，上面的温度越低。每爬高1000米，温度下降大约1.6摄氏度。从逻辑上说，离热热源越近，似乎应当越觉得暖和。部分解释是，你其实并没有接近太阳多少。太阳在1.5亿公里以外。朝它移近几百米，就如站在俄亥俄州，朝澳大利亚的丛林大火走近一步，指望闻到烟味。若要回答这个问题，我们又得回到大气里分子密度的问题。阳光激活原子，它增加了原子的运动速度；原子在激活的状态之下互相撞击，释放热量。夏日里背上感到太阳是暖烘烘的，你感到的其实是阳光在激活原子。你爬得越高，那里的原子越少，因此它们的撞击次数就越少。空气是一种很会骗人的东西。即使在海平面的高度，我们往往会认为空气很轻，几乎没有分量。实际上，空气质量很大，还往往表现出来。海洋科学家怀维尔·汤姆森在一个多世纪以前写道：“早上起床的时候，我们有时候发现气压计升高了2.5厘米，说明夜间有将近半吨的分量一直悄悄地压在我们身上，而我们并没有觉得什么不方便，倒是有一种精力充沛的感觉，因为在密度较大的气体旦我们移动身体只需要较小的力。”你在增加半吨重的压力之下不会产生被压垮的感觉，与你的身体在大海深处不会被压垮的原因是一样的：你的身体主要是由无法压缩的液体组成的；液体会产生推力，使体内和体外的压力保持平衡。
但是。要是空气处于流动状态，比如飓风，甚至是一阵强风，你很快会想到空气的质量还真不小。我们身边大约有5200万亿吨空气──本行星的每平方公里上有900多万吨—这是个不小的数量。当几百万吨空气以每小时五六十公里的速度流动的时候，树枝折断，屋顶瓦片飞走这是不足为怪的。正如安东尼·史密斯所说，一次典型的天气前锋，可能由10亿吨热空气加上压在底下的7.5亿吨冷空气组成。难怪气象部门有时候会很兴奋。
当然，我们头顶的世界里不乏能量。据测，一次大雷雨可以包含相当于全美国4天用电量的能量。在合适的条件下，雷雨云可以升到10—15公里高度，包含l以每小时150多公里的速度上升的气流和下沉的气流。两者往往并排出现，因此飞行员不愿意从中飞过。在内部一团混乱之中，云团里面的粒子获取电荷。由于不完全了解的原因，较轻的粒子往往带上了正电荷，被气流刮到了云团顶部。较重的粒子留在基部，积累负电荷。这些带负电荷的粒子有着强烈的愿望，希望冲向带正电荷的地球，但愿夹在中间的东西走运!闪电以每小时435000公里的速度移动，可以把周围的空气加热到28000摄氏度，比太阳表面的温度还要高出几倍。在任何一个时刻，全球有1800场大雷雨正在发生──平均每天40000场左右。闪电日日夜夜划过这颗行屋，每秒钟大约有100道闪电击中大地。天空真是个生气勃勃的地方。
我们对上面情况的了解，许多是最近的事，真是不可思议。急流通常位于大约9O0O—10000米高空，能以每小时将近300公里的速度动，极大地影响着所有大陆的天气系统。然而，直到第二次世界大战期间飞行员开始飞进里面，我们才发现它的存在。即使到了现在，还有大量的空气现象我们知道得很少。有一种波动通常被称之为“晴空端流”，它偶尔会造成飞机剧烈颠簸。每年大约有20次这样的事故严重到了需要报道的程度。它们与云团结构或其他任何可以用肉眼或雷达测到的现象没有关系。它们是晴空中小范围的端流。举个典型的例子，一架从新加坡飞往悉尼的飞机正在平静的条件下飞越澳大利亚中部，突然间下降了90米──足以把没有系安全带的人甩到天花板上。12个人受了伤，有一个伤势还很严重。谁也不清楚怎么会有这种制造混乱的小气流。
空气在大气层里到挫流动的过程，与地球内部机器转动的过程，二者是一样的，即对流。潮湿的热空气从赤道地区升起，碰着了对流层顶就向外扩展。随着远离赤道，它渐渐冷却，渐渐下沉。碰到底都以后，有一部分下沉的空气向低压地方流动，掉头返回赤道，完成了那个环流。
在赤道地区，对流过程一般比较稳定，天气总是不错，而在温带地区，季节变化、地区差异要明显得多，缺乏规律性。结果，高气压体系与低气压体系之间展开了永无穷尽的搏斗。低气压体系是由上升的空气创建的，把水分子送到天空，形成了云团，最终形成了雨。热空气比冷空气更能携带水气，这是热带和反季下暴雨最多的原因。因此，低的地方往往与云雨关系密切，高的地方一般阳光灿烂，天气不错。当两个这样的体系相遇的时候，往往从云团的样子看得出来。比如，要是携带水汽的上升气流无法突破上面比较稳定的一层空气，就会像烟碰到了天花板那样向外展开，于是就形成了层云一那种不大讨人喜欢，毫无特色，弄得天空阴沉沉的云层。事实上，要是你观察一个人抽烟，望着烟雾怎样从一变香烟在无凤的屋子里袅袅上升，你就会有个很好的概念，知道这到底是怎么回事。起先，烟雾笔直上升(这被称之为“层流”要是你想在别人面前卖弄一下学问的话)，然后向外展开，扩散成波形的一层。连用在精密受控环境里进行测量的世界上最大的超级计算机，也无法准确预测这类波形烟雾会成什么形状，而气象学家却要在一个不停自转、大而多风的世界里预测这种运动，你可以想像他们面对的困难有多大。
我们知道的是，太阳的热量分布不匀，形成了本行星上的不同气压。空气无法容忍这种状态，于是就横冲直撞，想要实现处处平衡。风就是空气想要实现这样的平衡的一种办法。空气总是从高压地带向低压地带流动(你会料到这-点。想像一个含有压缩空气的任何东西──一个气球，或一个气罐，或-架没有窗户的飞机，想像一下压缩空气如何老是想去别处)。压力相差越大，风的速度就越快。
顺便说一句，风速像大多数累积的东西一样，是以指数来增长的，因此以每小时300公里的速度刮的风，不是比以每小时30公里的速度刮的风强10倍，而是强100倍──因此它的破坏性也要大得多。要是将几百万吨空气加速到这种程度，就能产生极其巨大的能量。一场热带飓风在24小时里所释放的能量。相当于像英国或法国这样一个富裕的中等国家一年所使用的能量。
大气寻求平衡的干劲，是由埃德蒙·哈雷首先发现的一他是个无处不在的人物，并由他的英国同胞乔治·哈德利在18世纪加以阐述。哈德利注意到，上升和下降的气柱往往会产生“环流”(自那以后一直被称之为哈德利环流)。哈德利是一名职业律师，但对天气怀有浓厚的兴趣(他毕竟是英国人)。他还提出了环流、地球自转和空气明显转向之间的关系。空气转向产生了信风。然而，是巴黎高等工科学校的工程教授宙斯塔夫-加斯帕尔·德·科里奥利于1835年解决了这些相互作用的细节问题，因此我们称其为科里奥利效应。(科里奥利在学校的另一项贡献是友明了水冷却器，至今依然被称为科里奥利冷却器。）地球在赤道以每小时1675公里左右的速度转动，要是你朝极地移动，这个速度会大大慢下去，慢到比如伦敦或巴黎的每小时900公里左右。你只要仔细想一想，其原因是不言自明的。要是你在赤道第区，地球不得不带着你转过相当远的路程一一大约40000公里一一才能把你送回原地。而要是你在北极，你只要走几米就可以转完一圈。然而，无论哪种情况，你都必须花24个小时才能回到始发地。于是，你离赤道越近，你的转动速度必然越快。
为什么在空中以与地球自转方向相横做直线运动的物体，只要距离相当，在北半球似乎向右做弧线运动，在南半球似乎向左做弧线运动?科里奥利效应认为那是因为地球在下面转动。若要了解这一点，一般的办法是想像自己立在一个大体育场的中央，把一个球抛给站在边缘的人。等球抵达边缘的时候，那个人已经向前移动，球从他的背后飞了过去。从他的角度看来，那个球似乎以弧线运动绕开了他。这就是科里奥利效应；那种效应使得天气体系发生卷曲，使飓风像陀螺那样打着转儿移动。科里奥利效应还说明为什么海军在发射炮弹的过程中不得不向左或向右调整方向。要不然，一发射向25公里远处的炮弹会偏离目标夫约90米，掉在海里打不中目标。
考虑到天气在实际上和心理上几乎对每个人的重要性，气象学到19世纪前夕才开始成为一门科学(虽然气象学这个名字自1626年以来一直就有。它是由一个名叫T·格兰杰的人在一本逻辑学的书里创造的)，这真是令人不可思议。
一定程度上，问题在于成功的气象学需要精确测量温度，而生产温度汁在很长时间里实在比你预料的还要困难。精确的读数取决于玻璃管的内径要非常均匀。那可是不容易做到的。解决这个问题的第一人是荷兰仪表制造商达尼埃尔·加布里埃尔·华伦海特。他于1717年制造出一支非常精确的温度计。然而，由于未知的原因，他把温度计上的冰点设在32度，把沸点设在212度。这种古怪的数值从一开始就让有些人感到很不方便。1742年，瑞典天文学家安德斯·摄尔西乌斯提出了另一种温标。为了证明发明者很少能把事情彻底弄清楚的看法，摄尔西乌斯在自己的温际上把沸点设在0度，把冰点设在100度，但那个标法很快就被颠倒过来。
最经常被认为是现代气象学之父的，是英国药剂师卢克·霍华德。他在19世纪初成了名。霍华德的主要贡献在于1803年为云的类型起了名字。他是林奈学会的一名积极而受人尊敬的成员，在他的新方案中使用的是林奈原则，但他选了不大知名的阿斯克斯学会作为宣布他新的分类方案的论坛。（你也许还记得起来，前面有一章里提到过阿斯克斯学会，它的成员潜心于笑气带来的乐趣，因此我们只能希望，霍华德的陈述应该严肃对待，受到应有的重视。关于这一点，霍华德派的学者们古怪地保持沉默。)
霍华德把云分成三类：一层一层的云被叫做层云；绒毛状的云被叫做积云(这个名字在拉丁语里是“堆积”的意思)；高处薄薄的羽毛状的结构被叫做卷云(意思是“卷曲”)。卷云一般出现在寒冷的天气到来之前。后来，他又增加了第4个名字，把一种会下雨的云叫做雨云(拉丁语的意思是“云”)。霍华德体系的妙处在于，这些基本成分可以自由组合，描述天空中飘过的每种形状、每种大小的云──一层积云、卷层云、积雨云等等。这个体系顿时取得成功，不仅仅在英国。歌德十分赞同这个体系，竟然写了4首诗献给霍华德。
在随后的岁月里，霍华德的体系又增加了许多内容，最后那部百科全书；性质的而又很少有人阅读的《国际云层图册》共有两卷。但是，有意思的是，霍华德去世以后确定的云的种类一一例如乳房状云、冠状云、雾状云、厚度云、絮状云和中度云，据说在气象学界外根本无人接受，在气象学界内接受的人也为数不多。顺便说一句，那本图册在1896年出的第一版，也是薄得多的一版，把云分成10个基本种类。其中，最丰满、最像垫子的卷叠积云排列第九（积云往往干净利落，边缘分明，而别的云层模模糊糊。这是因为积云湿润的内部与外面干燥的空气有着明确的界线。要是水分子越出该云边缘，外面干燥的空气马上会把它除掉，从而使积云的边缘保持光清。而高得多的卷云由冰和该云的边缘与外面的空气之间的区域组成，故而它的边缘往往是模模糊糊的）。“九天云霄”这个表达方式似乎是由此而来的。
偶尔出现的砧头状雷雨云尽管气势汹汹，实际上在一般情况下都是温和而不实的东西。夏天一朵绒毛状的积云，虽然每一边都伸展数百米，所含的水分却不足100-150升──“大约够注满一个浴缸”，正如詹姆斯·特雷菲尔说的。要是你想知道云是一种华而不实的东西，你可以在雾里走一走──雾只不过是一种没有决心远走高飞的云。我们再引特雷菲尔的话： “要是你在普通的雾里走91米，你只会接触到大约8立方厘米的水──还不够你好好喝一口。”因此，云不是大水库。在任何时候，地球上只有大约0.035%的淡水飘浮在我们的头顶。
水分子的结局差别很大，取决于它落在哪里。要是它落在肥沃的土壤里，它会被植物吸收，或在数小时或数天内再次直接蒸发。然而要是进人了地下水，它也许在好多年里──好几千年里，如果它流到确实很深的地方的话──再也见不着太阳。要是你望一眼湖水，你看到的是一大堆分子，它们在那里平均已达10年之久。据认为，水分子在海洋里逗留的时间更可能是100年。总的来说，下了一场雨以后，大约有60%的水分子在一两天内又回到了大气层。一旦蒸发，它们在天空中待 不了一个星期左右──德鲁里说是12天，然后又以雨的形式落了下来。
蒸发是个很快的过程，你很容易根据夏日里一摊水的命运来测定。要是不连续补充水的话连地中海这佯的大家伙也会在1000年里干涸。 这种情况在稍稍不到600万年以前发生过，产生了科学界所谓的“墨西拿盐度危机”，原因是大陆移动阻塞了直布罗陀海峡。随着地中海干干涸，被蒸发的水汽以淡雨的形式落在别的海里。稍稍降低了那些海的盐度──实际上，怡好稀释到能使更大区域结冰的程度。冰区的扩大把更多的太阳热量反弹回去，从而把地球推进到了冰期。至少从理论上说是这样的。
就我们所知，有一点是肯定的，只要地球的动力稍稍发生变化，就可能产生难以想像的后果。我们过一会儿将会看到，或许，连我们也就在这样的事件中诞生了。
海洋是地球表面活动的真正动力源泉。实际上，气象学家们越来越把海洋和大气看成是单一体系，因此我们在这里要多说几句。水非常善于储存和传递热量一-难以想像的大量热量。墨西哥湾暖流每天送到欧洲的热量，相当于全世界10年的煤产量。与加拿大和俄罗斯相比，为什么英国和爱尔兰冬天的气候比较温和，原因就在这里。但是，水热得很慢，因此即使在最热的日子里，湖泊和游泳池里的水也是凉的。由于这个原因，往往会有这样的情况：从天文学的角度来说，一个季节已经开始，而在实际的感觉上，还不到那个季节。因此北半球的春季始于3月，而最早要到4月，大部分地方才有春天的感觉。
海水不是一个均匀的整体。各地海水的温度、盐度、深度、密度等帮都存在差异，对海水传递热茧的方式有着巨大的影响，进而又影响到气候。比如，大西洋比太平洋的盐度要高，这还是一件好事情。海水越咸，密度越大，密度大的海水下沉。要是大西洋洋流不需要负担额外的盐量，就会一直推进到北极地区，使北极暖和起来，但欧洲会完全失去那些不可多得的热量。地球上热盘传递的主要载体是所谓的热盐对流。它源自海洋深处的缓慢洋流──这个过程是科学家、冒险家伦福德伯爵于1797年发现的。（“热盐对流”这个名称似乎对不同的人有不同的意思。2002年11月，麻省理工学院的卡尔·旺什在《科学》京志上发表了一篇题为《什么是热盐对流?》的文章。他认为，这个名称住几份主要杂志上至少表达了7种不同的现象(海底层面的对流，密度或浮力不同造成的对流，“物质在南北相反方向的对流”，等等)，都和海洋对流和热量转移有关。我在这里使用的是它的笼统的意思）。情况是这样的：表面海水抵达欧洲附近以后，密度增加，沉到深处，慢慢返回南半球。这批海水抵达南极洲，遇上了南极绕极流，被往前推入了太平洋。这个过程是很慢的──海水从北大西洋流到太平洋中部要花1500年时间──但它运送的热量和水量是相当可观的，对气候的影响也是巨大的。
(怎么有人可能计算出一滴水从一个大样到另一个大洋要花多长时间?关于这个问题，答案是：科学家们可以测定水里的混合物，比如含氯氟烃，从而计算出自它上次进入空气以来已有多长时间。通过把不同深度、不同地点的测量结果进行比较，可以比较准确地绘制出水的运动路线图。)
热盐对流不仅传送热量，而且随着洋流的起伏，也起着搅动食物的作用，使更大范围的海域适于鱼类和其他海洋动物生存。不幸的是，热盐对流对周围的变化似乎也很敏感。计算机模拟试验的结果表明，连海洋盐度稍有稀释一一比如，由于格陵兰冰原的加快融化，也会灾难性地打乱这个循环。
大海还帮了我们另一个大忙。它吸收大量的碳，并有办法把碳藏到安全的地方。现在太阳燃烧的旺度，要比太阳系形成之初强了大约25%，这是我们太阳系的怪事之一。因此，地球本该比现在热得多。实际上，正如英国地质学家奥布里·曼宁说的：“这个巨大的变化本地地球带来绝对灾难性的后果，然而，我们的世界好像几乎没有受到影响。”
那么，是什么使这颗行星保持稳定，保持凉快的呢?是生命。当空气里以二氧化碳形式存在的碳随着雨水落下的时候，无数万亿个小小的海洋生物将其捕捉，并利用它(与别的东西一起)来制造自己小小的壳。那些生物是我们大多数人连听都没有听说过的，什么有孔虫呀，球石呀，钙质藻呀，等等。它们把碳关在壳里，防止碳通过再次蒸发进人大气，要不然它会危险地形成一种温室气体，最后，小小的有孔虫、球在等等都死了，掉到海底。被压缩成了灰岩。要是你望一眼像英格兰多佛尔的白垩这样非凡的自然特色，想一想它几乎完全是由死去的小小的海洋生物造成的，这真令人觉得不可思议；但是，更加令人不可思议的是，你要知道，那些生物日积月累地吸收了多少碳呀。一块15立方厘米的多佛尔白垩就含有1000多升的压缩二氧化碳。要不然，这些二氧 化碳根本不会对我们有好处。总的来说，被关在地球岩石里的碳，大约相当于大气里的2000倍。那些灰岩中的很大一部分最终会成为火山的原料，破将回到大气层，以雨的形式落在地球上。因此，整个过程被称之为长时碳循环。该过程要花很长的时间才完成──对一个普通的碳原子来说，大约要花50万年，在没有别的因素干扰的情况下，这对保持气候稳定很起作用。
不幸的是，人类却随意打乱这个循环，把大量额外的碳排放到大气里，不顾有孔虫是否有了准备。据估计，自1850年以来，我们已经额外向空气里排放了大约1000亿吨碳，这个数字又以每年大约70亿吨的速度增加。总的来说，那实际上不算很多。大自然──主要通过火山喷发和树木腐烂──大约每年向大气里投放2000亿吨二氧化碳，差不多是我们的汽车和工厂排放量的30倍。但是，你只要看一眼我们雾蒙蒙的城市或者科罗拉多大峡谷，有时候甚至是多佛尔的白垩，你就会明白，我们的参与造成了多大的差别。
我们从非常古老的冰样得知，大气里二氧化碳的“自然”浓度──也就是说，在我们的工业活动开始雪上加霜之前的浓度──大约是百万分之二百八十。到1958年实验室人员开始重视这个问题的时候，那个数字已经上升到百万分之三百一十五。今天，那个数字已经是百万分之三百六十以上，而且还在以每年大约百分之零点二五的速度继续攀升。据预测，到21世纪末，这个数字会达到大约百万分之五百六十。
到目前为止，地球上的海洋和森林(森林也带走了大量的碳)成功地挽救了我们自我毁灭的命运。但是，正如英国气象局的彼得·考克斯所说：“有一条临界线。到了那个时候，大自然的生物圈已经无法缓解我们排放的二氧化碳对我们自身所产生的影响，实际上还开始起增大作用。”人们担心，全球变暖的情况将会迅速恶化。由于无法适应，许多树木和别的植物将会死去，把储存的碳释放出来，使问题变得更加严重。这种循环在遥远的过去也偶尔发生过，即使在没有人类参与的情况下。然而，即使到了那种地步，大自然还在创造奇迹，这是个好消息。几乎可以肯定，碳循环最后会东山再起，还地球一个稳定而美好的环境。上一次发生这类事，只花了6万年时间。
