环境

两位局外人科学家如何看待气候变化

尤妮斯·富特和盖伊·卡伦德展示了一氧化碳的暖化效应2在大气中。

通过西德尼伯寇维兹2021年9月21日
工厂图纸与人眼照片叠加
粘土煤炭/科学历史研究所beplay sport官网

我们生活在气候变化的阴影下——不断上升的气温、猛烈的风暴和不断上升的海平面。为了应对这些迫在眉睫的灾难,我们需要气候科学,这个研究领域的起源可以追溯到19世纪初。包括诺贝尔奖得主在内的杰出科学家参与了这项长期的科学努力,但两位相对不知名的研究人员也参与了这项工作,他们对了解影响气候的过程做出了重大贡献。

1856年,美国业余气象学家尤妮斯·富特首次确定了大气二氧化碳(CO2)可以改变气候;1938年,英国蒸汽工程师盖伊·卡伦德证明了人类活动会影响大气中的CO含量2和全球气温。但作为外人对科学建立的,都面临偏见,这些偏差限制了他们的工作的影响,并剥夺了应得的信誉。


富特的早年生活使她不太可能成为科学发现的先驱。1819年,她出生在康涅狄格州的尤妮斯·牛顿(Eunice Newton),是艾萨克·牛顿(Isaac Newton)和蒂扎·牛顿(Thirza Newton)两个农民家庭的十一个孩子之一。然而,值得注意的是,从17岁到19岁,她接受了优越的教育特洛伊女性神奇在纽约州的特洛伊市,这是美国第一所教授女性大学预科课程而不是“女性主题”的学校。据研究过Foote一生的科学作家John Perlin说,她接受的教育包括在学生化学实验室进行实践训练,这在当时是一个几乎独一无二的机会。

由于女性科学家很少,富特还需要一个entrée进入一个由男性主导的世界,许多男性认为女性缺乏在科学领域进行创造性思维的智力。在1841年与以利沙·富特结婚时,她选择了一个接受女性的智力并能帮助她扩展科学视野的伴侣。以利沙·富特接受过统计学和专利法方面的培训,并在一个收集全美气象数据的网络中担任志愿者。这将富特夫妇与史密森学会的创始人联系了起来约瑟夫亨利是美国领先的科学家。

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文本页的名单的名字

纪念塞内加瀑布大会六十周年纪念卡。《感伤宣言》的最初签名者被列出,包括尤妮斯和以利沙·富特,1908年。(目前已知尤妮斯·富特(Eunice Foote)的照片并不存在。)

美国国会图书馆

Foote感到有助于在许多女性当时做的方式做科学。她是一个参加历史性的妇女权利活动家1848年塞内卡瀑布公约,这帮助激发了选举权运动。她共同编辑了大会的会议记录,她和伊莱沙在宣言上签名:“我们认为这些真理是不言而喻的:所有的男人和女人都是生而平等的。”

对于科学而言,富特的决心最重要的成果是一个优雅简单的家庭实验,正如她在1856年所写的那样,这是确定“来自太阳的光线的热作用”的第一次努力。她将一对玻璃圆筒装满普通空气,然后将一个圆筒放在阳光下,另一个放在阴凉处作为对照,测量气体的温度。然后,她对空气中的几种成分——水蒸气、氢气、氧气和一氧化碳——做了同样的处理2.结果是明确的:一氧化碳2是最有效的吸收太阳能热量。从这个发现,脚步预测了大气的CO2会使地球更热,现在是现在被认为是气候变化的主要原因。

富特的结论是在1856年美国科学促进会(AAAS)的会议上提出的,但不是她自己提出的。虽然以利沙·富特阅读了自己的研究论文,但约瑟夫·亨利发表了她的论文,这可能是因为她在美国科学促进会只拥有业余地位,而该协会青睐全职男性科学家。她的研究没有发表在美国科学促进会上诉讼开会吧。除了在一些不那么有影响力的媒体上发表就好像富特的发现从未存在过一样。

三年后,爱尔兰物理学家约翰•廷德尔报告了一氧化碳红外吸收的首次实验室测量2.这种现象是温室效应的核心,阳光使地球表面变暖,导致热量以红外波的形式上升,然后被大气中的CO捕获2.然而,Tyndall并没有引用足够的工作,并且错误地归功于发现CO的作用2.出现错误直到2011年,当在一个令人惊讶的扭曲值得好莱坞的令人惊讶的扭曲时,退休的石油地质学家Raymond Sorenson宣布他在对科学研究的旧审查中遇到了足够的工作。这种重新发现最终在揭示了大气合作的重要性方面的优先事项2


1896年诺贝尔劳特的初步工作Svante Arrhenius暗示化石燃料的燃烧可能会增加有限公司2足以提高全球气温.但正是盖伊·卡伦德用令人信服的量化细节证明了这种情况已经发生了。

出生于1898年的卡伦德从他父亲那里接受了卓越的科学教育,休·卡是一个备受尊重的实验物理学家,具有各种兴趣。在他的传记中,历史学家詹姆斯弗莱明涉及,在许多书籍和迷人的小工具中,尤其是汽车和摩托车(父子激情),Guy Callendar被提升。17岁时,Callendar开始在伦敦帝国学院父亲的实验室工作。他在那里获得了一份科学证书,继续与他的父亲合作,直到后者于1930年去世。凯伦德成为一名成功的蒸汽工程师,并将气候行为作为缺席者学习,后来稍后变得更多。

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一个男人的照片肖像

卡,1934。

东安格利亚大学

卡伦德分析了过去的温度和大气中的CO2来自世界各地的记录,并研究了其他全球因素,如煤炭使用量和转移和储存CO的自然过程2.这种广泛的努力在气象,热物理和红外光谱等领域吸引了他的背景,后者他用于研究大气中分子的热吸收。(Callendar的兴趣之宽是气候科学跨学科性质的早期例子,必须掌握不同气候过程背后的多样化科学,例如人类的CO2而不是被海洋吸收。)

卡伦德在1938年发表了他的研究结果。他在没有使用计算机的情况下进行的计算显示,全球气温在过去50年里一直在上升,而这种上升与大气中CO含量的增加相对应2.这一增加的是,如果人道的燃料燃烧,Calendar估计的燃料燃烧已经达到了150亿吨2进入大气层。这是第一个基本上是现代气候变化理论的最强大证据:全球变暖是由于大气的增加2是人类活动的结果。

卡伦德的观点在发表时受到怀疑,影响也很小。一些观察者无法想象人类活动会影响整个星球,这种态度在某些地区依然存在。专家们也反对卡伦德进入他们的特定领域阐述他的全面观点,认为他缺乏专业知识。皇家气象学会的一位杰出成员指责卡伦德不是气象学家,他不了解大气过程,并宣称CO之间的联系2而温度“只能被视为一种巧合。”卡伦德的奇怪立场——一个工作的工程师独自在家从事科学研究,而不是在知名大学或研究所做学术研究——也激发不了多少信心。

Undetledar,Callendar在1938年和1939年出版的六篇论文中回应了他的批评者,但大多数科学家都继续驳回这项工作。虽然Callendar被描述为一个不起眼的人,但这种拒绝的苦涩显然徘徊。1960年,他写道,有些人不接受上升全球气温和人类生产的公司之间的联系2排放“因为他们本身并没有想到它。”今天他被证明了。虽然他的研究有错误和差距,但2013年和2016年的评论显示其主要结果升起。1938年的纸张现在被认为是经典的。


我们可以从这些早期气候研究人员被边缘化的方式中学到东西。富特遭遇了系统性的性别歧视,被当作业余爱好者而被解雇。惩罚是严厉的——从历史上抹去。然而,卡伦德却遇到了一些困难,这些困难都是由于他新颖的想法和不同寻常的资历造成的;但与富特不同的是,他的作品仍在出版,并被同行们讨论。当一个相对不知名的科学家提出新的或不同的观点时,最初的拒绝可能是不可避免的,但也许有能力的局外人是科学需要的不同观点的最佳来源。

这些外来者的经历突显出,当有才能的人因为不灵活的标准或纯粹的歧视而被拒绝时,社会将失去什么。富特的案例表明,与欧洲的努力一起发展一个强大的、基于美国的气候科学的早期机会已经丧失。如果情况有所不同,也许今天的美国会比以往更坚定地致力于应对气候变化。

这两个人的生活也表明,早期干预可以塑造一个有创造力的科学家。卡伦德与父亲的各种各样的工作给了他研究错综复杂的气候所必需的科学广度。Foote从她自己早期的科学教育中受益,并与她的丈夫,以利沙,传递了她对科学的兴趣。他们的女儿奥古斯塔足硕阿诺德写道退潮时的海滩(1901年),沿海植物群和动物群的研究。这本书,仍在印刷,影响瑞秋卡森他是1962年出版的环保经典著作的作者寂静的春天等生态学家和博士学生。通过这种方式,足硕简单但重要的实验,了解气候变化的第一步,来满是提醒我们,这一变化威胁着自然世界和自己。