1.2 热量运转方式

我们所做的一切都以全新世气候为前提，包括人类文明的最基本的基础设施。  

举个例子，一条黎明前的公路。 这是条柏油路，铺路的材料是一种混合了沙、石和沥青的混合物，沥青来自石油或煤炭提炼后的残渣，质地粘稠，在其中起粘合作用。 这条路是五年前建成的，路面仍然平整，颜色也比较黑。 

如果你能看到路的内部，你会发现它是由分子组成的，这些分子在振动。 拍油路的温度正是这些振动的平均速度的表示。 经过了一个黑夜，路面和路面上方空气的温度是相同的。

太阳即将升起。 当阳光照射到这条路时，会发生什么？

阳光给地球带来光明和辐射热量。 它穿过地球的大气层，并在途中失去一部分能量。 在多云的日子里，大量的阳光会被白云反射到太空，但今天天气晴朗，阳光直接照到了路上。 

因为路是深色的，它吸收了几乎所有的光线。 阳光猛烈撞击路面分子，加速了它们的运动。 路很快变得比周围的空气更热。

随着时间的推移，路和附近的泥土、植物、动物和建筑物在太阳的能量下继续升温。 热会从较热的物体流向较冷的物体。 这些物体表面的热量在加热周围空气的同时，也向天空发出了辐射。 

这种来自表面的辐射与太阳光的光谱不同，因此不会流向太空，大部分的地球热量会被大气层捕获，就像大衣或毯子会捕获从你身体散发出的热量一样。 与过去相比，进入大气层的能量不变，但逸出的能量更少了。  

在大气分子中，辐射捕获能力最强的是水蒸气（H₂O）、甲烷（CH₄）、一氧化二氮（N2O）和二氧化碳（CO₂）。 这一天很潮湿，空气中充满了水蒸气，因此保留了大量来自地表的热量。 此外，大气中的二氧化碳、甲烷和一氧化二氮含量和五年前刚修路时相比升高了，与当地制定道路建设标准时相比更是高得多。 这可能会对这条路造成问题。

沥青能使柏油路表面平整，一部分是因为沥青实际上不是固体。 即使在低温下，它也会保持粘性状态，也就是几乎不流动的液体，但它还有一点延展性甚至是弹性。 在像沥青这样的液体中，分子不是固定不动的，它们有更多的运动空间。 随着道路继续吸收阳光的能量，路面面分子移动得越来越剧烈。 

曾经稳固的半固体沥青变得质地更稀疏、更有延展性、更像液体。 现在，当汽车和卡车在拍油路上行驶时，道路会出现裂缝、挤压和沟纹。 这一天的温度继续升高，打破了记录。 随着温度的上升，道路变质，变得更软、更黏糊、更易变形。 在设计这条路时，没有考虑到这些条件。

极端的热度所带来的，不仅仅是对道路的考验。 附近的建筑物在建造时，所采用的设计、材料和系统能够承受某个特定范围的天气条件，而今天的高温超出了这个范围。 

如果温度超出了设计范围，相关系统会提高运行功率，建筑材料也会面临压力，问题随之产生。 与此类似，所有的生命形式，包括人，都面临着新的甚至是生死攸关的挑战。 这里的生物是在一个相对凉爽、稳定的气候下进化的。 在一个温度大大升高的未来，它们该何去何从？