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一提起冰河時代，人們首先想到的是溫度非常低，地球上的水都結冰。那麼，冰河時代的地球平均溫度到底低到哪種程度呢？一組科學家已經算出了最後一個冰河時代的溫度了，它出現在2萬年前，平均溫度大約為7。8攝氏度。

我們知道，地球會吸收來自太陽的熱量，也會向太空輻射熱量。當這兩者達到平衡的時候，我們就可以算出地球的平均溫度。地球對太陽能的吸收基本上是固定的，我們只要知道地球向太空散失的熱量就可以計算溫度了。

根據黑體輻射定律，我們知道地球每時每刻都在向太空輻射紅外能量。地球溫度越高，輻射的紅外能量越強。當我們不考慮二氧化碳等溫室氣體對紅外線的吸收時，我們可以算出地球的平均溫度為零下21攝氏度。但現實是，二氧化碳吸收了部分本應輻射向太空的熱量，相當於給地球蓋了一層被子，因此地球的溫度逐漸上升。

溫室效應不是一個貶義詞，適當的溫室效應給地球帶來了適合生命生存的環境。但是，過量的二氧化碳排放導致了溫室效應過分增強，使地球溫度越來越高，已經快要達到生命生存的極限了。因此，如果我們知道了地球的平均溫度，我們就能反演出二氧化碳在大氣中的水平。

知道冰河時代的溫度很重要，因為它用於計算氣候敏感性，這意味著全球溫度響應大氣中的碳而變化了多少。根據科學家的估算，全球大氣每增加一倍的二氧化碳，平均溫度就要增加3。4攝氏度。由於冰河時代沒有溫度計，因此科學家開發了一種方法，將從海洋浮游生物化石中收集的資料轉換為海面溫度。然後，他們使用稱為資料同化的技術將化石資料與氣候模型模擬相結合，得到了冰河時代的平均溫度。

根據這一溫度，科學家可以反演出當時的二氧化碳水平。在冰河時期，大氣中的二氧化碳含量約為百萬分之180，這非常低。在工業革命之前，該水平上升到了約百萬分之280，而今天已經達到了百萬分之415。

如今，人類工業化的水平越來越高，向大氣中排放的二氧化碳也越來越多。如果我們能夠重建過去的溫暖氣候，那麼我們就可以開始回答有關地球如何對非常高的二氧化碳水平做出反應的重要問題，並加深我們對未來氣候變化可能發生的理解。