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第一个国家公园——也是世界上第一个国家公园，自此世界各国纷纷效仿这一举措。不过最伟大的模仿者不是别人，正是西奥多·罗斯福总统，他是一位提倡保护资源的总统，共建立了17个国家公园和文物保护地，为国家公园管理局的成立奠定了基础。他的远房亲属富兰克林·罗斯福总统步他的后尘，在大萧条时期成立了地方资源保护队，通过修建环境保护的基础设施来提供工作机会，而这些设施让我们至今仍受益匪浅。
1962年，雷切尔·卡森和她的重量级畅销书《寂静的春天》砰然面世。这本书被称为环保运动“让全世界震耳发聩的一炮”。该书无可辩驳地阐明，我们将其视为进步的现代生活方式之基础的化学制剂，实际上正在毒害着食物链中包括人类在内的大部分生物。卡森特别追溯了滴滴涕的破坏性轨迹，从为控制病虫害而向榆树喷洒开始，到鸟类的死亡、鱼类的恶性病变，再到对人类肝脏和中枢神经系统造成的损害。卡森1964年因癌症去世时，她开创的事业已像滚雪球一样不断发展壮大，以致理查德·尼克松总统于1970年设立了世界上第一个环境保护局。
类似的例子不胜枚举，但我想说的主要是，在过去一百多年的时间里，美国一直是环境问题方面的先驱。开始它只是关注国内的问题，但在臭氧空洞这一重大的全球性问题上，美国后来也逐渐担当起了领头的角色。
天空有个洞
1974年6月份的《自然》杂志登载了F·舍伍德·罗兰和马里奥·J·莫尼纳合写的一篇文章。前者是加利福尼亚大学欧文分校的化学教授，后者是罗兰实验室的博士后研究员。文章是关于一组叫作含氟氯烃的化学物质的，研究对象是20世纪30年代发明的用于冷藏及空气温度调节的气态物质，文章的题目为《平流层中氯代氟氯甲烷原子对臭氧层的催化性破坏》。由于该文的研究对象和它那拗口的题目，大多数人没有注意到它并不奇怪。文章开头很平淡，陈述了每个人都明白的事实：这些化合物的主要优点在于它们的化学性质几乎为惰性的，因而无毒，但它们排入空气的数量一直在不断增加；它们的极端稳定性意味着这些气体会在空气中存留60到100年。作者指出，这些物质惟一能被破坏的方式，是一旦它们漂浮到大气层的上部就会被紫外线分解掉，这一分解被称为光离解过程。接着，作者抛出了他们的重磅炸弹：“在平流层中对含氟氯烃的光离解能产生大量的氯原子，从而导致大气层中的臭氧遭到破坏。”
遭到破坏又怎么样呢？臭氧是氧元素的一种非常不稳定的形式，淡蓝色，有刺激性气味，而且有毒性，那时人们很少关心它。在地面上，它被用于许多像漂白剂、消毒剂、去污剂之类的产品。在30英里高空的平流层，通过氧气和阳光中紫外线的反应也可形成臭氧。尽管臭氧层密度极小，又很薄，但不管怎么说，它对大多数的生命都至关重要，因为阳光中对植物、昆虫、鸟类有害且能导致人类患上皮肤癌的紫外线的一大部分都被它所阻挡。罗兰和莫尼纳在文章中要阐明的是，这层对于地球上的生命也算是必不可少的物质，正由于含氟氯烃和紫外线在平流层的反应而被侵蚀殆尽。
但这纯属理论推测，谁也没有亲眼见过这种糟糕的事情发生。工业界、公众和政治领导人的倾向性意见是，如果臭氧层没有破损就不要急着修复。而且似乎它也不会破损。
这就到了1985年。这年的5月16日，《自然》杂志又刊出了一篇关于臭氧层的论文，这篇文章的作者是约瑟夫·法曼，他是英国南极考察队的一员，也是剑桥大学的教师。从1957年到1984年这27年间，法曼每年都要到南极去，而任务之一就是测量那里空气中臭氧的含量。尽管他了解罗兰和莫尼纳的文章，但对他们的结论还是持怀疑态度。直到1981年南半球的春季，他所测得的数据显示南极洲上空的臭氧层大幅度减少，这才发生变化。开始他认为也许是仪器没有校准，于是便重新调校了仪器。但1982年和1983年所测得的数据仍然显示了同样的问题。到1984年，所测数据显示臭氧层比平均水平减少了40％，而且“臭氧空洞”已经扩大到了南美洲南端的火地岛。法曼重新翻阅了过去记录的数据，发现臭氧层的减少实际上大约在1977年就开始了。
大约在法曼发表这篇论文的同时，国家科学院也发表了一篇论文。文章估计，下个世纪，臭氧层即使真地减少，也只是小幅度的。但紧接着国家航空和航天局也介入了此事。其光轮7号卫星每一个半小时就从两极上空绕地球一周，同时也用来监控臭氧层。起初该局没有发现任何问题，但法曼的文章发表后，它检查了一下卫星设备，发现凡是某一程度下的任何数据均按照指令被忽略掉了，这自然是错误的。该局重新编制了卫星的程序后，证实那些“错误的”数据其实准确无误，甚至比法曼测得的数据更加糟糕。当然，对这个重要发现，起初有些人漠然置之。里根总统的内务部长建议人们只要带上遮阳帽、墨镜，涂些防晒霜就足够了。但当医生们估计，除其他科学家预测的损害之外，仅皮肤癌的病例就会增加13亿例时，就再难乐观得起来了。
事实上，天上的确破了个洞，需要修补——而且要快。在联合国环境规划署的领导下，关于臭氧层枯竭的国际研讨早在1976年就开始了。为了就分阶段停止使用破坏臭氧层的物质达成一致，各国政府1981年就已经开始谈判。谈判在1985年告一段落，通过了《维也纳公约》，鼓励各国政府在臭氧层的研究、观察和信息交换等方面进行合作。但其实也不外乎是达成了外交上典型的一纸空文，没有目标，没有抑制手段，也没有任何有约束力的义务。作为当时里根政府的一员，我记得与会者对形势的严重性甚为担心。许多人认为该届政府不会采取任何补救措施，至少会打个折扣，因为它总体上是反对政府出面实行管制的，而且又与工业界渊源颇深。但环境保护局长李·M·托马斯坚持认为，在这种事情上美国应该带头站出来。他给美国主要的含氟氯烃生产商做了大量细致的工作，最终杜邦公司首先承诺开发替代产品，并逐步停止生产含氟氯烃。与此同时，1987年夏天，理查德·E·本尼迪克大使被派往蒙特利尔，率领美国代表团去进行谈判，以期就削减并最终停止含氟氯烃的使用和生产达成一个有约束力的国际协定。9月16日，代表们就《蒙特利尔协议》达成一致意见，协议要求到1999年含氟氯烃的消耗量要在1986年的水平上减少50％。本来这份协议要在全球范围内实行，但发展中国家被允许推迟十年执行其规定，因为其含氟氯烃消耗量相对较少，而且对于它们而言，转用替代品的技术难度较大。实际上，协议的遵从速度比人们预计得更快。2003年，大部分专家预测，到下世纪中叶之前臭氧层就会恢复原状。
当大气层二次出现问题，而且警告声越来越响、越来越频繁时，许多人都期望这次能和解决臭氧层问题时一样，在美国的领导下达成一个明确有效而又得到广泛国际支持的协议，使之得到解决，至少他们看不出来为什么不能这样。但如同不少全球性问题一样，臭氧空洞问题在很多方面都有其独特性：原因单一，致害源不多且容易确定；不采取行动的后果显而易见；含氟氯烃已有完全足够的替代品。然而，由于全球的气候在发生变化，再加上二氧化碳在使全球气温升高中所起的作用，上述哪一条都不成立了。致害源数不胜数：你呼出二氧化碳，同样，你的狗，狗身上的跳蚤以及洗澡间下水道里的细菌也呼出二氧化碳，更不要说你的汽车和暖气炉了。而且，所有的主要问题——全球气候变暖的后果，全球气候变暖在多大程度上是人类行为所导致的，甚至于全球是否在变暖——都没有一个明确的答案。
从臭氧到温室效应气体
1820年之前，没有人问过地球是如何获取热量的这一问题。正是在那一年，让…巴普蒂斯特…约瑟夫·傅里叶傅里叶（1768～1830）：法国数学家与埃及学家。——译者注开始研究地球如何保留阳光中的热量而不将其反射回太空的问题。傅里叶在参加学者团随拿破仑去打埃及战役时患上了粘液水肿——一种让人总是感觉寒冷的疾病。回到法国后，他整年披着一件大衣，将大部分时间用于对热传递的研究。他得出的结论是：尽管地球确实将大量的热量反射回太空，但大气层还是拦下了其中的一部分并将其重新反射回地球表面。他将此比作一个巨大的钟形容器，顶端由云和气体构成，能够保留足够的热量，使得生命的存在成为可能。他的论文《地球及其表层空间温度概述》发表于1824年。当时这篇论文没有被看成是他的最佳之作，直到19世纪末才被人们重新记起。
1895年，瑞典物理学家斯文特·阿列纽斯读过傅里叶的论文后，研究出了第一个用以计算二氧化碳对地球温度影响的理论模型。他得出的结果是，大气层中的二氧化碳含量减少约40％，温度就会下降4～5摄氏度（7～9华氏度），并可引发一个新的冰川期。同理，二氧化碳的含量翻番的话，温度就会上升5～6摄氏度（9～11华氏度）。他还估计，大概需要3000年的时间来燃烧矿物燃料，才能使二氧化碳的含量翻番。那时小冰川期大概已近尾声，对一个习惯了当时斯堪的纳维亚寒冷冬天的人而言，天气逐渐变暖似乎是一个令人振奋的前景。
阿列纽斯发表其计算结果后不多几年，斯平德托普油田突现于世，然后又在得克萨斯州和俄克拉何马州发现了其它储量丰富的油田。亨利·福特的T型汽车取代马匹的速度比任何人预想的都要快得多，而爱迪生发明的电灯也推动了对电力生产的需求。矿物燃料燃烧量增加的速度远远大于阿列纽斯的预测，但没有人关心这是否会对天气产生影响。当然，乔治·卡伦德除外，他于1938年发表了一篇文章，题目为《人为生成的二氧化碳及其对气温的影响》。根据1880年至1934年间从世界各地200个气象站收集来的数据，他计算出当时地球的气温已经升高了1华氏度（055摄氏度）。他预计，由于二氧化碳不断被排放到大气层，下个世纪地球的温度将会上升2华氏度（11摄氏度）。1956年，在进一步收集数据后，他公布的计算结果显示，大气层中的二氧化碳浓度从1900年的290ppm（百万分率）增加到了1956年的325ppm。这一数据和加利福尼亚理工学院的一位年轻的博士后查尔斯·基林同年公布的315ppm相当接近。次年，这些数据和曲线引出了一篇里程碑式的文章，作者是斯克里普斯海洋研究所的罗杰·雷维尔和汉斯·聚斯，他们在文中指出，“人类正在从事大规模的地球物理实验，要将几亿年来沉积在地下的有机碳在几个世纪的时间里返还到大气层中去”。基林在此后二十年里的测量结果更证明了这一点。基林曲线从1956年的315ppm稳步上升到了1997年的365ppm。
随着基林曲线的升高，它所预示的问题也越来越受关注。对环境构成威胁的水污染和杀虫剂等，人们此前已很敏感，这时又开始留心气候情况了。自20世纪60年代起，斯克里普斯海洋研究所的约翰·麦高恩就开始注意到加利福尼亚海岸附近的水温在逐渐升高。到1995年，水温已经比1960年升高了将近3华氏度。大约在1963年，肯尼亚山的冰帽开始明显变小，到1987年已经缩小了40％。二十年内，北极的夏天暖和了6度，而且从1960年到80年代初，秘鲁境内安第斯山脉的冰川融化速度加快了两倍。这些迹象引发了人们对其潜在影响及应采取何种政策性措施的广泛讨论。早在1965年，白宫一份关于环境问题的报告就提到了全球气候变暖可能会带来的后果。1971年国家大气研究委员会的威廉·凯洛格在斯德哥尔摩组织了一次会议，研究讨论他所说的“因疏忽对气候造成的影响”问题。
在接下来的二十年里，全球气候变暖的迹象及对此的分析成倍增加。在1975年的《科学》杂志上，哥伦比亚大学的华莱士·E·布勒克尔预测，在下个十年期间，全球气候变暖的趋势将会大幅度增长。两年后，国家科学院发表了一篇题为《能源与气候》的报告。报告称，对于可能存在的全球气候变暖问题，我们既不应当恐慌，也不应当无动于衷，而是要加强这方面的研究。同年，威廉·凯洛格和玛格丽特·米德�