温室气体是如何导致全球变暖的?简单来说，它们会吸收和捕获大气中的热量，因其工作原理跟温室一样，故称“温室气体”。

当你把车停到太阳底下时，你会真切地感受到另外一种迥然相异的温室效应:阳光透过挡风玻璃射入车内，车内气体会捕获一些能量，这就是车内温度远高于车外温度的原因。

但这-解释只会引发更多的问题。太阳的热量能够穿过温室气体抵达地球，怎么又被大气中的温室气体捕获了呢?二氧化碳的工作原理是不是就像一面巨大的单面镜?就此而言，如果二氧化碳和甲烷可以捕获热量，那么氧气为什么不可以呢? 这些问题的答案涉及一些化学和物理学的知识。你可能还记得曾在物理课上学到的:所有分子都是振动的;分子振动得越快，它们的温度越高。当特定类型的分子在特定波长范围内受到辐射时，它们就会屏蔽辐射，吸收辐射的能量，并加快振动速度。

但并不是所有辐射的波长都能产生这种效应。比如，阳光就可以直接穿过大多数温室气体，其热量不会被它们吸走。大多数阳光都能抵达地球，并温暖这个地球，自远古以来就是如此。

问题在于地球无法永远留存所有这些能量，如果能的话，那么我们这个星球的温度之高，早已变得无法忍受了。相反，地球会把部分能量辐射回太空，而这其中的一部分能量会在合适的波长范围内被释放出来，进而被温室气体吸收。这些未能以无害方式遁入太空的能量转而撞击温室气体分子，加快这些分子的振动速度，使得大气升温。(顺便说一句， 我们应该感谢温室效应。如果没有它，地球会变得寒冷无比，将不适于人类居住。问题是，这些额外的温室气体已经导致温室效应过度。)

为什么不是所有气体都这样呢?因为由两个相同原子组成的分子(比如氮气分子或氧气分子)会让辐射直接穿过它们，只有由不同原子组成的分子(比如二氧化碳和甲烷的组成方式)才具有吸收辐射并在辐射的作用下开始升温的结构。

为什么我们必须实现零排放的目标?这就是问题答案的第一部分:我们排放到大气中的任何点点碳都会强化温室效应。物理是绕不过去的。

这个问题答案的第二部分涉及所有温室气体对气候及对我们人类的影响。

我们知道的和不知道的

对于气候是如何变化的，以及为什么会变化，科学家还需要进行更多研究。比如，联合国政府间气候变化专门委员会在其发布的报告中表示，全球温度上升的幅度和速度仍存在一些不确定性，而升温到底会产生什么样的影响，他们至今也不完全清楚。问题之一是计算机模型远不是完美的，气候异常复杂。我们对气候还有很多不了解的地方，比如云是如何影响全球变暖的,再比如额外的热量会对生态系统产生哪些影响，等等。研究人员已经在研究这些问题，并试图找到答案。

小等目前，科学家对气候的了解已取得一定的进展，如果我们无法实现零排放的目标，他们很清楚这个世界将会发生什么。以下是几个关键点。

地球正在暖化， 这种暖化源于人类活动，并且会产生糟糕的影响，毫无疑问这种影响还会进一步 恶化。我们完全有理由相信，到某个时间点，这种影响会演变成灾难。这个时间点是30年之后还是50年之后，我们并不清楚。但考虑到解决这个问题的难度，即便最糟糕的情况发生在50年之后，我们也需要现在就行动起来。

相比于前工业化时期，全球平均温度已经因人类行为升高了至少1摄氏度。如果我们不着力减少排放，那么到21世纪中叶，全球平均温度可能会上升1.5~3摄氏度，到21世纪末将上升4-8摄氏度。

额外的热量会导致各种气候变化。在我解释接下来将会发生什么之前，我必须先提醒一下:虽然我们可以预测总体趋势，比如“炎热的天气将会增加”“海平面将会上升”，但对于某些特定事件，我们不能完全归咎于气候变化。举例来说，当热浪来袭时，我们不能完全肯定地说它是不是由气候变化引起的，但我们可以说气候变化在多大程度上增加了它的概率。就飓风而言，目前尚不清楚升温的海洋是否导致了风暴次数的增加，但越来越多的证据表明气候变化导致风暴更“潮湿”，发生强风暴的次数也在不断增加。我们也不知道这些极端事件之间会不会发生作用，或者在多大程度上发生作用，进而造成更严重的影响。

我们还知道什么?

首先，异常炎热的天数将会增加。我可以给出美国各个城市的统计数据，但在这里，我挑选的是新墨西哥州的阿尔伯克基，因为我跟这个地方有一种特殊的联系:正是在这里，保罗.艾伦和我于1975年创办了微软。(MicroSoer才是创立之初完全准确的拼写。创办微软几年之后，我们明智地去掉了中间的连字符，并将大写的字母S改成了小写s。) 20世纪70年代中期，也就是我们创业的起步阶段，阿尔伯克基平均每年约有36天温度超过90华氏度。到21 世纪中叶，该市每年温度超过90华氏度的天数将是之前的两倍。到21世纪末，这样的高温天气每年可能会达到114天。换句话说，当地居民每年经受炎热天气的时长将从1个月增加到3个月。

不是每个人都会同等程度地遭受更炎热和更潮湿的天气，比如西雅图地区(保罗和我在1979年把微软迁入该市)可能就不会遇到很多麻烦，到21世纪晚些时候，这里每年温度超过90华氏度的天数可能为14天，而在20世纪70年代，如此炎热的天气每年也就一两天。有些地方实际上可能受益于气候变暖。比如，在寒冷的地区，死于低体温症和流感的人数将会减少，家庭或企业采暖方面的支出也会减少。

但从整体趋势来看，气候变暖是弊大于利的，而且额外的热量会产生连带效应，比如风暴会越来越猛烈。风暴是否会因这些热量而变得更频繁，科学家在这方面仍存在争论，但总体而言，风暴似乎越来越强。我们知道，随着平均温度的上升，更多的水从地表蒸发到大气中。水蒸气是-一种温室气体，但与二氧化碳或甲烷不同的是，它不会在大气中存留很长时间。最终，它会以雨或雪的形式降落回地面。在冷凝成雨的过程中，水蒸气会释放大（待续）