全书网科学家在南极钻取了时代久远的冰芯，通过对冰芯的研究分析，算出了过去65万年间大气中二氧化碳的平均含量在160—280ppm，而且从未超过280ppm。
这是一个相当稳定的二氧化碳浓度时期。
但是，工业革命改变了这一切。工业革命后的二百几十年间，大气中二氧化碳浓度以前所未有的速度攀升。
位于夏威夷的莫纳罗亚观测站是全世界最早观测二氧化碳浓度的观测站，也是世界上连续观测时间最长的观测站。1958年3月，美国斯克里普斯海洋研究所的科学家查尔斯·戴维·基林在夏威夷火山上记录下第一个读数，当时的二氧化碳浓度为316ppm（百万分之316）。从那时起，这种二氧化碳的测量工作一直延续至今。
从1958年至今的60多年里，大气中二氧化碳浓度的上升速度令人吃惊。
以下是美国斯克里普斯海洋研究所提供的监测数据：
1958年3月29日 316.19ppm
1965年2月8日 320.16ppm
1975年8月8日 330.70ppm
1979年7月27日 336.84ppm
1982年4月1日 342.96ppm
1988年6月23日 353.19ppm
1991年6月15日 358.22ppm
1992年6月2日 359.48ppm
1997年7月25日 363.8ppm
1997年12月10日 363.95ppm
2003年9月23日 373.03ppm
2007年4月2日 385.49ppm
2009年12月8日 388.04ppm
2011年10月31日 389.64ppm
2014年11月12日 397.34ppm
2015年11月6日 399.0ppm
2014年5月26日，世界气象组织发布新闻公告称，2014年4月北半球大气中月均二氧化碳浓度首次超过400ppm。
2016年5月23日，地球上最后一个二氧化碳浓度没有达到400ppm的地方——南极，也首次突破了这一数值。
2020年5月，夏威夷岛上探测到大气中二氧化碳浓度达到417.1ppm。这一数据创造了有史以来的最高纪录。这不仅是有记录以来的第一次，也不仅是一万年前农业文明出现后的第一次，而是数百万年前人类出现后的第一次。人类从未见识过这样的地球。大气中二氧化碳浓度上次达到如此高的水平是在300多万年前，当时全球海平面比现在高数公尺。
令人失望的是，可能在未来的若干年内都不会下降到这个数字以下。
如今，二氧化碳的排放速度远大于地球的净化速度，地球自身的净化能力已显得力不从心。目前，大气中二氧化碳浓度正以每年2—3ppm的速度增长，而且这个速度似乎正在加快，在一切照旧的情况下，年均增幅或将高达3ppm、4ppm，甚至更高。这就像定时炸弹上那根嘀嗒走动的时针，正在慢慢地走向气候变化的引爆点。
地球作为太阳系碳基生命最理想的家园，为所有生命体提供了最为舒适的自然条件。然而，伴随着人口的增长、对资源能源消耗量的不断增加，排放到自然环境中的各种污染物以及温室气体也在持续增加，特别是工业革命之后，这种趋势愈发明显，地球的自然环境受到如此强烈、持续的影响，引发了一系列全球性的“生态变化”，而全球气候变暖则是最明显的写照。
温室气体以及温室效应产生的原理
地球是一个被厚厚的大气层所包裹起来的星球，地球的大气层中的主要气体物质为氮气、氧气，另外还含有少量的惰性气体、二氧化碳、水蒸气等，这些气体物质主要集中在距离地表12公里以内的对流层中。
地球之所以能够“保温”，一方面来源于太阳的辐射能量，不同波长的光线大部分都可以穿透大气层，为大气层以及地球表面进行加温。另一方面，被加温的大气层以及地表，也会无时无刻不在散发着热量，有一部分能量通过地球大气层辐射到宇宙空间中去。
作为大气层中主要组分的氮气和氧气，对于无论来自太阳的长波辐射，还是来自地表的短波辐射，吸收的能力较低，这些能量都可以从它们中间“穿透过去”。但是，二氧化碳这种气体就不行了，它对于波长较短的红外辐射吸收能力较强，所以，太阳辐射可以穿透它来到地表，而从地表发出的短波辐射就穿不过去，从而阻挡了地球热量的向外散失。这种作用的方式，就像给地球盖上了一个玻璃罩。
实际上，地球之所以能够“保温”，具备像二氧化碳这种能力的气体，所发挥的作用居功至伟。如果没有二氧化碳的“保温”功能，据科学家们测算，地球的整体温度，可能要比现在低20摄氏度左右。但是，一旦大气层中温室气体的浓度过高，那么就会打破大气层维持地球能量平衡的状态，形成能量“进的多、出的少”这样的局面，地球的整体温度就会逐渐升高，形成温室效应。
除了二氧化碳之外，还有一些气体也具备给地球“增温”的能力，比如甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化合物、全氟碳化合物、六氟化硫、水蒸气等。其中，由于二氧化碳由于浓度最高、来源最广、与生物包括人类活动的关系最为密切，所以是造成全球气候变暖的最重要因素。
当前大气层中二氧化碳的浓度水平
美国国家海洋和大气管理局联合斯克里普斯海洋研究所，近期在夏威夷莫纳罗亚山上，通过仪器监测到了2021年5月份大气中二氧化碳的浓度值，结果显示，浓度水平达到了月平均419ppm（百万分之419）。
这个数值，是人类利用现代观测手段直接测量二氧化碳浓度以来（60多年来），所达到的最高水平。同时，科学家们将410-450万年前上新世气候最佳时期作为“本底背景”，利用间接模拟的手段，判断出目前地球大气层中二氧化碳的水平，是从“本底背景”时期以来的最高浓度。
如果我们将工业革命以来200年的时间内，大气层中二氧化碳的浓度水平做个曲线的话，可以看出总体趋势是持续上升状态的，当然中间有个别的年份会有所下降，但不影响总体趋势的发展。比如过去的2020年，全球二氧化碳的排放总量，实际上就下降了6.4%左右（约23亿吨），但是，这要归结于全球疫情的爆发以及可再生能源使用量的持续增长。进入到今年以后，全球二氧化碳的排放量又重新“复苏”，目前达到了最高水平，预计此后还将持续增长。
大气层中二氧化碳浓度水平的增加，在工业革命后持续增长，尤其是近30年来增长趋势更为明显。根据测算，工业革命后200年，浓度水平增加了25%，而最近的30年，浓度水平就增加了50%。
更为严峻的形势还在后头
现在，全球每年向大气层中排放的二氧化碳，光增量就达到了400亿吨，而形成二氧化碳的主要来源，就是那些埋藏于地球深处的石化能源，即煤炭、石油和天然气。二氧化碳排放量的增加，与全球传统能量的消耗量增长趋势，保持着非常稳定的正相关性。如果我们想要从根本上减缓和遏制全球变暖的趋势，就必须大幅度减少二氧化碳排放的增量，因此，减少化石能源的消耗成为当务之急，然而从目前来看，这将是一个非常困难和漫长的过程。
据统计，目前全球的平均气温，要比工业化革命前整整高出了近4摄氏度。在如此幅度的增温模式下，地球两极的冰川大量融化，直接造成了全球海平面的上升，200多年来全球海平面足足上升了0.6米之多，一些岛屿和大陆沿海地区被海水淹没，很多区域也受到海水侵袭的影响。
在二氧化碳浓度逐渐增高的同时，科学家们也监测到，大气中另外一种主要的温室气体－甲烷浓度，也在急速的上升，2020年大气甲烷浓度水平达到了14.7ppb，这是从1983年以来，开始对大气甲烷含量进行系统监测以来的最高值。而且更为严峻的是，随着全球温度的提升，地球上原本处于永久冻土状态的区域，开始发生大规模、不可逆的冻土消融现象，在消融的过程中，土壤中持续释放出甲烷气体，从而更进一步推动了全球变暖的进程，形成一种恶性循环。
如果我们不能在有效的时间内，有效地控制住大气中温室气体的浓度水平，那么全球变暖的趋势将会越来越严重，而一旦突破临界值，那么后果将一发不可收拾，届时再想控制已经为时晚矣。保护地球的生态环境，控制全球变暖，需要每个国家和地区，需要每个人的共同努力，没有一个局外人。
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