2018-10-21 11:03:14
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温室效应

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花房效应

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温室效应(英文:Greenhouse Effect),又称“花房效应”,是大气保温效应的俗称。

大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收,这样就使地表与低层大气温作用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。

工业革命以来,人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加,大气的温室效应也随之增强,已引起全球气候变暖等一系列极其严重问题,引起了全世界各国的关注。

1824年,Jean-Baptiste Joseph Fourier(法国学者)第一个提出温室效应。

基本信息

  • 中文名

    温室效应

  • 外文名

    Greenhouse effect

  • 别名

    花房效应

  • 危害

    全球气候变暖,海平面上升,气候反常,土地沙漠化,缺氧

折叠 编辑本段 基本介绍

温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应,就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面,而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收,从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个大暖房。据估计,如果没有大气,地表平均温度就会下降到-23℃,而实际地表平均温度为15℃,这就是说温室效应使地表温度提高至38℃。

大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表向外放出的长波热辐天然气燃烧产生的二氧化碳,远远超过了过去的水平。而另一方面,由于对森林乱砍乱伐,大量农田建成城市和工厂,破坏了植被,减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小,降水量大大降低,减少了吸收溶解二氧化碳的条件,破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡,就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长,就使地球气温发生了改变。但是有乐观派科学家声称,人类活动所排放的二氧化碳远不及火山等地质活动释放的二氧化碳多。他们认为,最近地球处于活跃状态,诸如喀拉喀托火山和圣海伦斯火山接连大爆发就是例证。地球正在把它腹内的二氧化碳释放出来。所以温室效应并不全是人类的过错。这种看法有一定道理,但是无法解释工业革命之后二氧化碳含量的直线上升,难道全是火山喷出的吗?

在空气中,氮和氧所占的比例是最高的,它们都可以透过可见光与红外辐射。但是二氧化碳就不行,它不能透过红外辐射。所以二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中,具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳,地球的年平均气温会比目前降低20 ℃。但是,二氧化碳含量过高,就会使地球仿佛捂在一口锅里,温度逐渐升高,就形成“温室效应”。形成温室效应的气体,除二氧化碳外,还有其他气体。其中二氧化碳约占75%、氯氟代烷约占15%~20%,此外还有甲烷、一氧化氮等30多种。

如果二氧化碳含量比现在增加一倍,全球气温将升高3 ℃~5 ℃,两极地区可能升高10 ℃,气候将明显变暖。气温升高,将导致某些地区雨量增加,某些地区出现干旱,飓风力量增强,出现频率也将提高,自然灾害加剧。更令人担忧的是,由于气温升高,将使两极地区冰川融化,海平面升高,许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁,甚至被海水吞没。20世纪60年代末,非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草,牲畜被宰杀,饥饿致死者超过150万人。

这是“温室效应” 给人类带来灾害的典型事例。因此,必须有效地控制二氧化碳含量增加,控制人口增长,科学使用燃料,加强植树造林,绿化大地,防止温室效应给全球带来的巨大灾难。

科学家预测,今后大气中二氧化碳每增加1倍,全球平均气温将上升1.5~4.5℃,而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右。因此,气温升高不可避免地使极地冰层部分融解,引起海平面上升。海平面上升对人类社会的影响是十分严重的。如果海平面升高1 m,直接受影响的土地约5×106 km2,人口约10亿,耕地约占世界耕地总量的1/3。如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入,沿海海拔5 m以下地区都将受到影响,这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2。一部分沿海城市可能要迁入内地,大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化,不适于粮食生产。同时,对江河中下游地带也将造成灾害。当海水入侵后,会造成江水水位抬高,泥沙淤积加速,洪水威胁加剧,使江河下游的环境急剧恶化。温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注,目前正在推进制订国际气候变化公约,减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋。

科学家预测,如果我现在开始有节制的对树木进行采伐,到2040年,全球暖化会降低5%。

折叠 编辑本段 主要特点

温室有两个特点:1.温度室内高,2.不散热。生活中我们可以见到的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的温室。使用玻璃或透明塑料薄膜来做温室,是让太阳光能够直接照射进温室,加热室内空气,而玻璃或透明塑料薄膜又可以不让室内的热空气向外散发,使室内的温度保持高于外界的状态,以提供有利于植物快速生长的条件。之所以称这一效应为温室效应,亦与此原理有关。

折叠 编辑本段 基本简介

折叠 名称

温室效应(来自IPCC术语表中对温室效应所做出的定义的中文版。)

地球表面变热的现象是由环境污染引起的温室效应。

折叠 形成原因

温室效应加剧主要是由于现代化工业社会燃烧过多煤炭、石油和天然气,这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间反射,其结果是地球表面变热起来。因此,二氧化碳也被称为温室气体

折叠 影响

温室气体有效地吸收地球表面、大气本身相同气体和云所发射出的红外辐射。大气辐射向所有方向发射,包括向下方的地球表面的放射。温室气体则将热量捕获于地面- - 对流层系统之内。这被称为“自然温室效应”。大气辐射与其气体排放的温度水平强烈耦合。在对流层中,温度一般随高度的增加而降低。从某一高度射向空间的红外辐射一般产生于平均温度在-19℃的高度,并通过太阳辐射的收入来平衡,从而使地球表面的温度能保持在平均1 4 ℃。温室气体浓度的增加导致大气对红外辐射不透明性能力的增强,从而引起由温度较低、高度较高处向空间发射有效辐射。这就造成了一种辐射强迫,这种不平衡只能通过地面 对流层系统温度的升高来补偿。这就是“增强的温室效应”。如果大气不存在这种效应,那么地表温度将会下降约3度或更多。反之,若温室效应不断加剧,全球温度也必将逐年持续升高。

在2006年公布的气候变化经济学报告中显示,如果我们继续现在的生活方式,到2100年全球气温将有50%的可能会上升4摄氏度多。同时,英国《卫报》表示,气温如果这样升高就会打乱全球数百万人的生活,甚至全球的生态平衡,最终导致全球发生大规模的迁移和冲突。

折叠 编辑本段 发生原因

折叠 一般原因

温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油天然气,大量排放尾气,这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,对紫外线进行反射,其结果是地球表面变热起来。因此,二氧化碳也被称为温室气体

人类活动和大自然还排放其他温室气体,它们是:氟氯烃(CFC〕、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林,尤其是热带雨林

折叠 解决方法

为减少大气中过多的二氧化碳,一方面需要人们尽量节约用电(因为发电烧煤〕,少开汽车。另一方面保护好森林和海洋,比如不乱砍滥伐森林,不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林,减少使用一次性方便木筷,节约纸张(造纸用木材〕,不践踏草坪等等行动来保护绿色植物,使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。

折叠 新说

自1975年以来,地球表面的平均温度已经上升了0.9华氏度(0.5摄氏度 ),由温室效应导致的全球变暖已成了引起世人关注的焦点问题。学术界一直被公认的学说认为由于燃烧石油天然气等产生的二氧化碳是导致全球变暖的罪魁祸首。然而经过几十年的观察研究,来自美国Goddard空间研究所的詹姆斯·汉森博士提出新观点,认为温室气体主要不是二氧化碳,而是碳粒粉尘等物质。

碳粒粉尘是一种固体颗粒状物质,主要是由于燃烧煤和柴油等高碳量的燃料时碳利用率太低而造成的,它不仅浪费资源,更引起了环境的污染。众多的碳粒聚集在对流层中导致了云的堆积,而云的堆积便是温室效应的开始,因为40%至90%的地面热量来自由云层所产生的大气 逆辐射,云层越厚,热量越是不能向外扩散,地球也就越裹越热了。

汉森博士对于各种温室气体的含量变化都做了整理记录,发现在1950至1970年间,二氧化碳 的含量增长了近两倍,而从70年代到90年代后期,二氧化碳含量则有所减少。用目前流行的理论很难解释仍在恶化的全球变暖的现象。

汉森博士认为,除了碳粒粉尘以外,还有一些气体物质能导致温室效应,如对流层中的臭氧 (正常的臭氧应集中在平流层中)、甲烷,还有巨毒无比的氟氯烃。但这些污染源的治理就相对困难些了。可喜的是,近几十年来非二氧化碳的温室气体含量已经有了一定的下降,如若 甲烷和对流层中的臭氧含量也能逐年下降趋势,那么再过50年,地球表面平均温度的变化将近乎零!

折叠 解决方略

碳粒粉尘并不是不可避免的东西,随着内燃机品质的不断提高,甚或不使用内燃机的交通工 具的问世,不能烧尽而剩余的碳粒是可以减少的。汉森博士的学说能够成立,则给地球带来了降温的新希望,但愿地球早日退烧。

工业革命前大气中二氧化碳含量是280ppm,如按目前增长的速度,到2100年二氧化碳含量将增加到550ppm,即几乎增加一倍。全世界的许多气象学家都在努力研究,CO2含量增加一倍以后,到2100年全球的平均气温会增高多少?

目前采用的具体办法是,根据大气运动规律和物理状态变化规律,设计成数值模式进行计算。不过,由于人们对大气运动变化规律认识得还不够完善,采取的简化计算办法不同,各个模式的计算结果常相差很大。为此,80年代美国科学院组织了评估委员会,对这些模式的结果进行研究和综合评估,最终得出CO2倍增后全球平均气温将上升3℃土1.5℃,即1.5℃-4.5℃。这就是对本问题最有权威的组织--联合国IPCC第一次《报告》中采用的数字。

折叠 亟待解决

近年来,气候模式的模拟能力有了重大改进,这主要是考虑了大气中气溶胶(空气中悬浮的微小颗粒)的作用。因为在燃烧化石燃料放出CO2的同时也释放出了巨量的硫化物等气溶胶。这种气溶胶会遮挡部分阳光到达地面,因此使地面气温降低,起到冷却作用。其数值据IPCC估计可达-0.5瓦/米2。即相当于CO2增温效应(1.56瓦/米2)的1/3,比甲烷的增温效应(+0.47瓦/米2)还略大。主要根据这个改进,IPCC在l996年公布的第二个《报告》中,把2100年CO2倍增后全球平均气温的升温值从1.5℃-4.5℃,修改为1.0℃-3.5℃。评估报告中还指出,由于海洋的巨大热惯性,到2100年这个增温值中大约只有50%-90%得以实现。

然而,模式计算结果还说明,全球平均增温1.0℃-3.5℃不均匀分布于世界各地,而是赤道和热带地区不升温或几乎不升温,升温主要集中在高纬度地区,数量可达6℃-8℃甚至更大。这一来便引起另一严重后果,即两极和格陵兰的冰盖会发生融化,引起海平面上升。北半球高纬度大陆的冻土带也会融化或变薄,引起大范围地区沼泽化。还有,海洋变暖后体积膨胀也会引起海平面升高。

折叠 海水

IPCC的第一次评估报告中预计海平面上升70-140厘米(相应升温1.5℃-4.5℃),第二次评估报告中比第一次评估结果降低了约25% (相应升温1.0℃一3.5℃),最可能值为50厘米。IPCC的第二次评估报告还指出,从19世纪末以来的百年间,由于全球平均气温上升了0.3℃-0.6℃,因而全球海平面相应也上升了10-25厘米。

全球海平面的上升将直接淹没人口密集、工农业发达的大陆沿海低地地区,因此后果十分严重。1995年11月在柏林召开的联合国《气候变化框架公约》缔约方第二次会议上,44个小岛国组成了小岛国联盟,为他们的生存权而呼吁。

此外,研究结果还指出,CO2增加不仅使全球变暖,还将造成全球大气环流调整和气候带向极地扩展。包括中国北方在内的中纬度地区降水将减少,加上升温使蒸发加大,因此气候将趋干旱化。大气环流的调整,除了中纬度干旱化之外,还可能造成世界其他地区气候异常和灾害。例如,低纬度台风强度将增强,台风源地将向北扩展等。气温升高还会引起和加剧传染病流行等。以疟疾为例,过去5年中世界疟疾发病率已翻了两番,现在全世界每年约有5亿人得疟疾,其中200多万人死亡。

但是,温室效应也并非全是坏事。因为最寒冷的高纬度地区增温最大,因而农业区将向极地大幅度推进。CO2增加也有利于植物光合作用而直接提高有机物产量。还有论文指出,在中国和世界历史时期中温暖期多是降水较多、干旱区退缩的繁荣时期,等等。

当然,在大气温室效应这个问题上,也有不同意见。例如,过去有些科学家认为目前数值模式还不成熟,计算结果过于夸大;百年升高0.3℃-0.6℃属于正常气候变化,不能证明是大气温室效应所造成,等等。当然这是少数人的意见。

尽管如此,但对于目前大气中CO2浓度和全球温度正迅速增加,以及温室气体增加会造成全球变暖的原理,都是没有争论的事实。我们如果等到问题发展到了人类可以明显感知的水平,这时候往往已经难以逆转,那么就为时已晚。因此现在就必须引起高度重视,以便采取对策,保护好人类赖以生存的大气环境

折叠 编辑本段 环境影响

折叠 全球变暖

温室气体浓度的增加会减少红外线辐射放射到太空外,地球的气候因此需要转变来使吸取和释放辐射的份量达至新的平衡。这转变可包括‘全球性’的地球表面及大气低层变暖,因为这样可以将过剩的辐射排放出外。虽然如此,地球表面温度的少许 上升可能会引发其他的变动,例如:大气层云量及环流的转变。当中某些转变可使地面变暖加剧(正反馈),某些则可令变暖过程减慢(负反馈)。利用复杂的气候模式,‘政府间气候变化专门委员会’在第三份评估报告估计全球的地面平均气温会在2100年上升1.4至5.8℃。这预计已考虑到大气 层中悬浮粒子倾于对地球气候降温的效应与及海洋吸收热能的作用 (海洋有较大的热容量)。但是,还有很多未确定的因素会影响 这个推算结果,例如:未来温室气体排放量的预计、对气候转变的各种反馈过程和海洋吸热的幅度等等。

折叠 地球上的病虫害增加

温室效应可使史前致命病毒威胁人类

美国科学家近日发出警告,由于全球气温上升令北极冰层溶化,被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日,导致全球陷入疫症恐慌,人类生命受到严重威胁。纽约锡拉丘兹大学的科学家在最新一期《科学家杂志》中指出,早前他们发现一种植物病毒TOMV,由于该病毒在大气中广泛扩散,推断在北极冰层也有其踪迹。于是研究员从格陵兰抽取 4块年龄由 500至14万年的冰块,结果在冰层中发现TOMV病毒。研究员指该病毒表层被坚固的蛋白质包围,因此可在逆境生存。

这项新发现令研究员相信,一系列的流行性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能藏在冰块深处,目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力,当全球气温上升令冰层溶化时,这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活,形成疫症。科学家表示,虽然他们不知道这些病毒的生存希望,或者其再次适应地面环境的机会,但肯定不能抹煞病毒卷土重来的可能性。

折叠 海平面上升

假若‘全球变暖’正在发生,有两种过程会导致海平面升高。第一种是海水受热膨胀令水平面上升。第二种是冰川和格陵兰及南 极洲上的冰块溶解使海洋水份增加。预期由1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.09米至0.88米之间。

全球暖化南太小岛即将没顶

全球暖化使南北极的冰层迅速融化,海平面不断上升,世界银行的一份报告显示,即使海平面只小幅上升1米,也足以导致5600万发展中国家人民沦为难民。而全球第一个被海水淹没的有人居住岛屿即将产生——位于南太平洋国家巴布亚新几内亚的岛屿卡特瑞岛,目下岛上主要道路水深及腰,农地也全变成烂泥巴地。

折叠 气候反常

气候反常,极端天气多是因为全球性温室效应,即二氧化碳这种温室气体浓度增加,使热量不能发散到外太空,使地球变成一个保温瓶,而且还是不断加温的保温瓶.全球温度升高,使得南北极冰川大量融化,海平面上升,导致海啸,台风,夏天非常热,冬天非常冷的气候反常,极端天气多.

折叠 土地沙漠化

土地沙漠化是一个全球性的环境问题。有历史记载以来,中国已有1200万公顷的土地变成了沙漠,特别是近50年来形成的“现代沙漠化土地”就有500万公顷。据联合国环境规划署(UNEP)调查,在撒哈拉沙漠的南部,沙漠每年大约向外扩展150万公顷。全世界每年有600万公顷的土地发生沙漠化。每年给农业生产造成的损失达260亿美元[1,2,3]。从1968年到1984年,非洲撒哈拉沙漠的南缘地区发生了震惊世界的持续17年的大旱,给这些国家造成了巨大经济损失和灾难,死亡人数达200多万[3]。沙漠化使生物界的生存空间不断缩小,已引起科学界和各国政府的高度重视。5年前我们提出,气候变冷和构造活动变弱是沙漠化的主要原因,人类活动加速了沙漠化的进程[4]。近期中国科学家对罗布泊的科学考察提供了不可辩驳的证据

折叠 编辑本段 影响

折叠 经济的影响

全球有超过一半人口居住在沿海100公里的范围以内,其中大部分住在海港 附近的城市区域。所以,海平面的显著上升对沿岸低洼地区及海岛会造成严重的经济损害,例如:加速沿岸沙滩被海水的冲蚀、 地下淡水被上升的海水推向更远的内陆地方。

折叠 农业的影响

实验证明在CO2高浓度的环境下,植物会生长得更快速和高大。但是,‘全球变暖’的结果可会影响大气环流,继 而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解‘全球变暖’对各地区性气候的影响,以致对植物生态所 产生的转变亦未能确定。

2011年5月,美国史丹福大学(Stanford University)发表由洛克菲勒基金会(RockefellerFoundation)赞助的温室效应(GlobalWarming)研究指出,美国、加拿大墨西哥的农产品,在最近30年的全球气温上升之中,到目前为止所受到影响不大。这是美国首次发表大气温度对农作物生产相关的研究报告。报告刊登在最新一Science Express杂志。

史丹福大学地球环境系统助教罗贝尔(David Lobell)表示,研究从1980年开始监看温室效应与农作物生产之间的关系。研究指出,自1980年以来,全球小麦生产下降了5.5%,玉米生产下降4%,全球稻米和黄豆则没有受到太大影响。

罗贝尔指出,美国是全球最大的玉米及黄豆生产国,约占全球生产的40%,过去30年间并没有受到太大的温室效应影响。罗贝尔强调,「到目前为止没受到影响,未来十年则很难说。」

罗贝尔表示,美国之外的地区如俄罗斯、法国、印度等国家的小麦;中国和巴西的玉米产量,在过去30年间的生产都下降。美国生产玉米及黄豆地区没有受到温室效果的影响,引起气候学家高度的兴趣,研究为何会不受到影响。「科学家重新检讨温室效应在全世界不同地区造成的影响,探讨是否有其它原因造成温室效应。」

罗贝尔指出,根据「全球政府互联气候研究」(IPCC)自1950年开始的研究,地球气温平均每十年上升摄氏0.13度。IPCC预测未来20到30年间,气温上升的更快,「如果这项预测属实,美加地区的农作物生产也将受到影响。」

报告同时指出,因温室效应影响而减少的生产,使全球农作物价格自1980年到现在上升了20%。

折叠 海洋生态的影响

沿岸沼泽地区消失肯定会令鱼类,尤其是贝壳类的数量减少。河口水质变咸可会减少淡水鱼的品种数目,相反该地区海洋鱼类的 品种也可能相对增多。至于整体海洋生态所受的影响仍未能清楚知道。

折叠 水循环的影响

全球降雨量可能会增加。但是,地区性降雨量的改变则仍未知道。某些地区可有更多雨量,但有些地区的雨量可能会减少。此外 ,温度的提高会增加水份的蒸发,这对地面上水源的运用带来压力。

科学家预测:如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展,到2050年全球温度将上升2-4℃,南北极地冰山将大幅度融化,导致海平面大大上升,一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中,其中包括几个著名的国际大城市:纽约上海东京悉尼

折叠 对男女比例平衡的影响

研究人员比较担心的是,在全球温度日益增高的温室效应下,男宝宝出生的机率会越来越高,可能会造成男女比例的失衡

过去的研究早就发现,小老鼠和小蝙蝠的性别、出生时间、与环境温度有相当密切的关连性。为了找出人类宝宝的性别与环境温度的关系,德国研究人员则是针对1946-1995年间的出生记录进行追踪,并且对照当地的温度变化。结果发现,当地的四月到六月是男宝宝出生最多的月份,十月则是男宝宝出生最少的月份。

进一步的分析显示,受精卵结合前一个月的环境温度,也就是男生与女生在性行为发生前的一个月所处环境的温度,是影响宝宝性别的重要因素。高温环境容易创造男宝宝,低温环境容易创造女宝宝。

温度之所以会影响宝宝性别,研究人员的假设是:高温会影响精子的X染色体,让女宝宝不容易出生;低温会影响精子的Y染色体,让男宝宝不容易出生。

另一个假设则是:温度越高、做爱的欲望越强。高温的环境会刺激男女性行为频率的增加,也使得女性更容易受孕。

其它的研究则是认为,带有Y染色体的精子,游得比较快;但是带有X染色体的精子,比较强壮。所以在性行为频繁的状况下,带有Y染色体的精子比较容易与卵子结合,生出男宝宝。但是在性行为减少的状况下,带有X染色体的精子比较容易等到与卵子结合的机会,更容易生出女宝宝。

折叠 编辑本段 基本对策

迄今为止,我们无法提出有效的解决对策,但是退而求其次,至少应该想尽办法努力抑制排放量的增长,不可听天由命任凭发展。

首先,暂订2050年作为目标。如果按照目前这种情势发展下去,综合各种温室效应气体的影响,预计地球的平均气温届时将要提升两度以上。一旦气温发生如此大幅提升,地球的气候将会引起重大变化。

因此为今之计,莫过于竭尽所能采取对策,尽量抑制上升的趋势。目前国际舆论也在朝此方向不断进行呼吁,而各国的研究机构亦已提出各种具体的对策方案。

可惜仔细检视各种方案之后,迄今尚未发现任何一项对策足以独挑大梁解决问题。因此,吾人遂有必要寻求一切可能性,全面考量这些对策方案究竟具有何等效果。

折叠 全面禁用氟氯碳化物

实际上全球正在朝此方向推动努力,是以此案最具实现可能性。倘若此案能够实现,对于2050年为止的地球温暖化,根据估计可以发挥3%左右的抑制效果。

折叠 保护森林的对策方案

今日以热带雨林为生的全球森林,正在遭到人为持续不断的急剧破坏。有效的因应对策,便是赶快停止这种毫无节制的森林破坏,另一方面实施大规模的造林工作,努力促进森林再生。目前由于森林破坏而被释放到大气中的二氧化碳,根据估计每年约在1~2gt.碳量左右。倘若各国认真推动节制砍伐与森林再生计划,到了2050年,可能会使整个生物圈每年吸收相当于0.7gt.碳量的二氧化碳。具结果得以降低7%左右的温室效应。

折叠 汽车燃料的改善

日本汽车在此方面已获技术提升,大幅改善昔日那种耗油状况。但在美国等地,或许是因油藏丰富,对于省油设计方面,至今未见有何明显改善迹象,仍旧维持过度耗油的状况。因此,该地区生产的汽车在改善燃油设计方面,具有充分发挥的余地。由于此项努力所导致的化石燃料消费削减,估计到了2050年,可使温室效应降低5%左右。

折叠 改善能源使用效率

要改善其他各种场合的能源使用效率。今日人类生活,到处都在大量使用能源,其中尤以住宅和办公室的冷暖气设备为最。因此,对于提升能源使用效率方面,仍然具有大幅改善余地,这对2050年为止的地球温暖化,预计可以达到8%左右的抑制效果。

折叠 对化石燃料的限制

如此一来,或许可以促使生产厂商及消费者在使用能源时有所警惕,避免作出无谓的浪费。而其税金收入,则可用于森林保护和替代能源的开发方面。

任何化石燃料一经燃烧,就会排放出二氧化碳来。惟其排放量会因化石燃料种类而有不同。由于天然瓦斯的主要成分为甲烷,故其二氧化碳排放量要比煤炭、石油为低。同样是要产生一千卡的热量,煤炭必须排放相当于0.098公克碳量的二氧化碳;这在石油则为0.085公克;若是换成天然瓦斯只需排放0.056公克即可。

因此,有人提案依照天然瓦斯、石油、煤炭的顺序予以加重课税。譬如生产方面,要对二氧化碳排放量较高的煤炭,以能量换算,每十亿焦耳课税0.5美元,而对天然瓦斯则只课税0.23美元。亦即二氧化碳排放量愈高的化石燃料课税愈重。至于消费方面的情形亦复加此,其课税比例在煤炭订为23%,在天然瓦斯订为13%。

当然,现今阶段只不过是有这么一个构想而已。但若果真付诸实行,可望对于2050年为止的地球温暖化,提供大约5%的抑制效果。

折叠 鼓励使用天然瓦斯

鼓励使用天然瓦斯作为主要能源。因为天然瓦斯较少排放二氧化碳。最近日本都市也都普遍改用天然瓦斯取代液化瓦斯,此案则是希望更进一步推广这种运动。惟其抑制温暖化的效果并不太大,顶多只有1%的程度左右。

折叠 汽机车的排气限制

由于汽机车的排气中,含有大量的氮氧化物与一氧化碳,因此希望减少其排放量。这种作法虽然无法达到直接削减二氧化碳的目的,但却能够产生抑制臭氧和甲烷等其他温室效应气体的效果。预计将对2050年为止的温暖化,分担2%左右的抑制效果。

折叠 鼓励使用太阳能

譬如推动所谓“阳光计划”之类。这方面的努力能使化石燃料用量相对减少,因此对于降低温室效应具备直接效果。不过,就算积极推动此项方案,对于2050年为止的温暖化,只具4%左右的抑制效果。其效果似乎未如人们的期待。

折叠 开发替代能源

利用生物能源(Biomass Energy)作为新的干净能源。亦即利用植物经由光合作用制造出来的有机物充当燃料,藉以取代石油等既有的高污染性能源。

折叠 彻底、简单、最佳方案

地球表面的C循环:

从大气中的CO2经过植物的光合作用,变成C 经过,植物的呼吸作用、 自然分解者分解、燃烧、 动物的呼吸作用等等化学|生物过程,变成CO2,重新返回大气。

本来上天已经安排好了一切,把地球表面上那些过多的对人类和地球上所有生物有害的CO、SO2 ...都以矿物质的形式埋到了地下,是人类自己把它们挖出来使用,才会造成温室效应,引起了气候变暖,酸雨也是。

最终方案:逐步停止到最后全面停止石油、煤炭、天然气、硫磺。的开采和使用,并且,通过什么途径把过多的C从地球表面上消失{把过多的C埋到地下,这应该是人类目前所必须做的。地球表面的C循环 ,那总之就是一个循环....没有人可以阻止地球表面上的C氧化的。

很显然,温室效应是在工业革命之后才有的。应该说是:人类把C挖出来使用后才出现的。很显然的,种树,对于温室效应只是暂时的,对CO2减少只是暂时的。因为发生化学反应,C原子数量不变,很显然的地球表面上的C,那就是一个循环的。连到小学生都会想明白的,不断往这个循环里面加入C 就只会使得,地球表面上的C 越来越多的。很显然的,当天然气以及那些所有的燃料都被挖出来使用后,地球表面的情况,就会跟亿万年以前的地球一样了,这样的话,不仅物种会死,人也会死的啊!!

开发新能源具有非常,沉重的历史使命。开发新能源就是拯救地球!!开发新能源就是拯救全人类!!总之,那些地下C 都是不可再生的能源,迟早都会用完的。但是树林对于生态系统的作用是很大的。树林是野生动植物的生存场所,金光集团的速生林对环境是只有破坏意义的!!

燃烧生物能源也会产生二氧化碳,这点固然是和化石燃料相同,不过生物能源系从大自然中不断吸取二氧化碳作为原料,故可成为重覆循环的再生能源,达到抑制二氧化碳浓度增长的效果。

此外也有可能是自然规律,因为古代恐龙时期地球比现在还热。

‘温室效应’是指地球大气层上的一种物理特性。假若没有大气层,地球表面的平均温度不会是现在 合宜的15℃,而是十分低的-18℃。这温度上的差别是由于一类名为温室气体所引致,这些气体吸收红外线辐射而影响到地球整 体的能量平衡。在现况中,地面和大气层在整体上吸收太阳辐射後能平衡于释放红外线辐射到太空外(图一)。但受到温室气体的 影响,大气层吸收红外线辐射的份量多过它释放出到太空外,这使地球表面温度上升,此过程可称为‘天然的温室效应’。但由 于人类活动释放出大量的温室气体,结果让更多红外线辐射被折返到地面上,加强了‘温室效应’的作用。

图一简略地说明地球大气层的长期辐射平衡情况。太阳总辐射量(240瓦每平 方米)和红外线的释放量应要均等。其中约三分之一(103瓦每平方米)的太阳辐射会被反射而馀下的会被地球表面所吸收。此外,大气 层的温室气体和云团吸收及再次释放出红外线辐射,使到地面更暖,高出约33℃。

(来源: Intergovernmental Panel on Climate Change,1994: Radiative Forcing of Climate Change and An Evaluation of the IPCC IS92 Emission Scenarios,Cambridge University Press,U.K.)

折叠 编辑本段 温室气体介绍

折叠 种类

温室气体占大气层不足1%。其总浓度需视乎各‘源’和‘汇’的平衡结果。‘源’是指某些化学或物理过程使到温室气体浓 度增加,相反‘汇’是令其减少。人类的活动可直接影响各种温室气体的‘源’和‘汇’而因此改变了其浓度。

大气层中主要的温室气体可有二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),一氧化二氮(N2O),氯氟碳 化合物(CFCs)及臭氧(O)。大气层中的水气(H2O)虽然是‘天然温室效应’的主要原因,但普遍认为它 的成份并不直接受人类活动所影响。表一显示了一些温室气体的特性。

‘全球变暖潜能’(Global Warming Potential)

各种温室气体对地球的能量平衡有不同程度的影响。为了帮助决策者能量度各种温室气体对地球变暖的影响,‘跨政府气候转变 委员会’ (Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)在1990年的报告中引入‘全球变暖潜能’的概念。‘全球变暖潜能’ 是反映温室气体的相对强度,其定义是指某一单位质量的温室气体在一定时间内相对于CO2累积辐射力*。表二列出 ‘跨政府气候转变委员会’报告内一些温室气体的‘全球变暖潜能’。对气候转变的影响来说,‘全球变暖潜能’的指数已考虑到 各温室气体在大气层中的存留时间与及其吸收辐射的能力。在计算‘全球变暖潜能’的时候,是需要明瞭各温室气体在大气层中的 演变情况(通常不太了解)和它们在大气层的馀量所产生的辐射力(比较清楚知道)。因此,‘全球变暖潜能’含有一些不确定因素, 以CO2为相对比较,一般约在±35%。

*辐射力的定义是由 于太阳或红外线辐射份量的转变而引致对流层顶部的平均辐射改变。辐射力影响了地球吸收和释放辐射的平衡。正值的辐射力会使地球 表面变暖,负值的辐射力使地球表面变凉。

折叠 浓度的转变

i) 二氧化碳(CO2)

夏威夷的冒纳罗亚观象台在1958年已开始对大气层CO匠度作仔细量度。表二显示CO在大气层中 的每年平均浓度由1958年约315ppmv(百万份之一体积)升至1997年约363ppmv。冒纳罗亚观象台的数据亦反映了每年在北半球因为植 物呼吸作用而产生的周期变化:CO匠度在秋冬季时增加而在春夏季时减少。与北半球比较,这种随著植物生长及凋萎 的CO匠度周年变化在南半球的出现时间是刚刚相反,而且变化幅度较小,这种现象在赤度附近地区则完全看不到。

图二. 大气层CO萠每月平均混合比。(?)表示1974年5月 以前的数据,取自Scripps Institution of Oceanography。(?)表示1974年5月以後的数据,取自U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration。(— )表示每月平均值的长期趋势。

ii) 甲烷(CH4)

CH4在大气层中的增长速度已在近十年减少下来,尤其在1991至1992年间有明显的下降,但在1993年後期亦有 些增长。1980至1990的平均增长速度是每年13ppbv(十亿份之一体积)。

图三. 在夏威夷冒纳罗亚观象台收集的空气样本显示大气层中CH萠獶均混合比。蓝点表示量度数据,红线 和绿线分别表示CH混合比短期和长期的变化。

iii) 一氧化二氮(N2O)

从过往40年间,N传萀獶均升幅是每年0.25%(见图四)。现时在对 流层的N2O匀度在312到314ppbv左右。

图四. 大气层中N传萀每月平均混合比。

iv) 氯氟碳化合物(CFCs)

在各种氯氟碳化合物中,以CFC-11及CFC-12较为重要,因为其浓度比较高与及它们对平流层内的O有很大影响。在多种人造的氯氟碳化合物中,以CFC-11及CFC-12的浓度最高,分别约为0.27及0.55ppbv(量度于冒纳罗亚观象台,1997,见图五 和六)。从它们的‘全球变暖潜能’数值,显示这两种气体吸收红外线辐射的能力相当高,估计在八十年代期间除了CO以 外,CFC-11及CFC-12在所有温室气体中对辐射力的影响已占了三份之一。

图五. 大气层中CFC-11的每月平均混合比。

图六. 大气层中CFC-12的每月平均混合比。

*图二至六取自夏威夷冒纳罗亚观象台

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表一:几种主要温室气体的特性

温室气体

对气候的影响

对人类生活的影响

二氧化碳

(CO2)

1) 燃料

2) 改变土地的使用 (砍伐森林)

1) 被海洋吸收

2) 植物的光合作用

吸收红外线辐射,影响大气平流层中O3的浓度

甲烷

(CH4)

1) 生物体的燃烧

2) 肠道发酵作用

3) 水稻

1) 和OH起化学作用

2) 被土壤内的微生物吸取

吸收红外线辐射,影响对流层中O及OH的浓度,影响平流层中O谠H传萀卶度, 产生CO

一氧化二氮

(N2O)

1) 生物体的燃烧

2) 燃料

3) 化肥

1) 被土壤吸取

2) 在大气平流层中被光线 分解与及和O起化学作用

吸收红外线辐射,影响大气平流层中O萠卶度

臭氧

(O3)

光线令O3产生光化作用

与NOx,ClOx及HOx等化合物的催化反应。

吸收紫外光及红外线辐射

一氧化碳

(CO)

1) 植物排放

2) 人工排放(交通 运输和工业)

1) 被土壤吸取

2) 和OH起化学作用

影响平流层中O谠占H的循环,产生CO

氯氟碳化合物

(CFCs)

工业生产

在对流层中不易被分解,但在平流层中会被光线分解和跟O产生化学作用

吸收红外线辐射,影响平流层中O萠卶度

二氧化硫

(SO2)

1) 火山活动

2) 煤及生物体的燃烧

1) 乾和湿沉降

2) 与OH产生化学作用

形成悬浮粒子而散射太阳辐射

表二:各种温室气体的‘全球变暖潜能’

温室气体

留存期 (年)

全球变暖潜能

20年

100年

500年

二氧化碳 (CO2)

未能确定

未能确定

未能确定

未能确定

甲烷 (CH4)

12.0

62

23

7

一氧化二氮 (N2O)

114

275

296

156

氯氟碳化合物 (CFCs)

未能确定

未能确定

未能确定

未能确定

i)

CFCl (CFC-11)

45

6300

4600

1600

ii)

CFCl (CFC-12)

100

10200

10600

5200

iii)

CClF (CFC-13)

640

10000

14000

16300

iv)

CFCl (CFC-113)

85

6100

6000

2700

v)

C2F4Cl2 (CFC-114)

300

7500

9800

8700

vi)

C2F5Cl (CFC-115)

1700

4900

7200

9900

*排放1Kg该种温室气体相对于1Kg CO 所产生的温室效应。

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