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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。自工业革命以来,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。 法国学者Jean-Baptiste Joseph Fourier(1768~1830)于1824年第一个提出温室效应。

定义

温室效应简略图

温室效应简略图

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。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38℃。大气中的二氧化碳浓度增加,阻止地球热量的散失,使地球发生可感觉到的气温升高,这就是有名的“温室效应”。
破坏大气层与地面间红外线辐射正常关系,吸收地球释放出来的红外线辐射,就像“温室”一样,促使地球气温升高的气体称为“温室气体”。二氧化碳是数量最多的温室气体,约占大气总容量的0.03%,许多其它痕量气体也会产生温室效应,其中有的温室效应比二氧化碳还强。
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射线却被大气吸收,这样就使地表与低层大气温度增高,因其作用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。如果大气不存在这种效应,那么地表温度将会下降约330C或更多。反之,若温室效应不断加强,全球温度也必将逐年持续升高。
自工业革命以来,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严重问题,引起了全世界各国的关注。 除二氧化碳以外,对产生温室效应有重要作用的气体还有甲烷、臭氧、氯氟烃以及水气等。随着人口的急剧增加,工业的迅速发展,排入大气中的二氧化碳相应增多;又由于森林被大量砍伐,大气中应被森林吸收的二氧化碳没有被吸收,由于二氧化碳逐渐增加,温室效应也不断增强。
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。
冰川融化

冰川融化

如果二氧化碳含量增加一倍,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。
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%,故能减轻全球变暖、冰川融化等现象。

原理

温室效应

温室效应

太阳辐射主要是短波辐射,而地面辐射和大气辐射则是长波辐射。大气对长波辐射的吸收力较强,对短波辐射的吸收力较弱。
白天:太阳光照射到地球上,部分能量被大气吸收,部分被反射回宇宙,大约47%的能量被地球表面吸收
夜晚:晚上地球表面以红外线的方式向宇宙散发白天吸收的热量,其中也有部分被大气吸收
大气层如同覆盖玻璃的温室一样,保存了一定的热量,使得地球不至于像没有大气层的月球一样,被太阳照射时温度急剧升高,不受太阳照射时温度急剧下降。一些理论认为,由于温室气体的增加,使地球整体所保留的热能增加,导致全球暖化。

由来

关系

关系

温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气,产生的和大量排放的汽车尾气中含有的二氧化碳气体进入大气造成的。
人类活动和大自然还排放其他温室气体,它们是:氯氟烃(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。

相关特点

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。

主要影响

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
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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,如果我们仅以2006年的生活方式,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。

环境影响

①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
全球各地区温室气体排放量分布图

全球各地区温室气体排放量分布图

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。
②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。
温室效应的危害

温室效应的危害

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(Tomato Masaic Virus 番茄花叶病毒纽)。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,人类对这些原始病毒尚无抵抗能力,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。
③海平面上升
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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,海平面上升对岛屿国家和沿海低洼地区带来的灾害是显而易见的,突出的是:淹没土地,侵蚀海岸。全世界岛屿国家有40多个,大多分布在太平洋和加勒比海地区,地理面积总和约为77万平方公里,人口总和约为4300万,依据《联合国海洋法公约》有关规定,这些岛国将负责管理占地球表面1/5的海洋环境,其重要战略地位是不言而喻的。尽管这些岛国人均国民产值普遍较高,但极易遭受海洋灾害毁灭性的打击,特别是全球气候变暖海平面上升的威胁最为严重,很多岛国的国土仅在海平面上几米,有的甚至在海平面以下,靠海堤围护国土,海平面上升将使这些国家面临淹没的危险。

  沿海区域是各国经济社会发展最迅速的地区,也是世界人口最集中的地区,约占全世界60%以上的人口生活在这里。各洲的海岸线约有35万公里,其中近万公里为城镇海岸线,海平面上升这些地区将是首当其冲的重灾区。据有关研究结果表明,当海平面上升1米以上,一些世界级大城市,如纽约、伦敦、威尼斯、曼谷、悉尼、上海等将面临浸没的灾难;而一些人口集中的河口三角洲地区更是最大的受害者,特别是印度和孟加拉间的恒河三角洲、越南和柬埔寨间的湄公河三角洲,以及我国的长江三角洲、珠江三角洲和黄河三角洲等。据估算当海平面上升1米时,我国沿海将有12万平方公里土地被淹,7千万人口需要内迁;在孟加拉国将失去现有土地的12%,占人口总量的1/10将出走;占世界海岸线15%的印度尼西亚,将有40%的国土受灾;而工业比较集中的北美和欧洲一些沿海城市也难幸免。
④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.
⑤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。之前我们提出,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。中国科学家对罗布泊的科学考察提供了不可辩驳的证据。
⑥缺氧
温室气体的摩尔质量总之都大于氧气,世界各国尽管放心地把地球内部所有的能量都开采出来使用了,然后地球上最终的环境的状态是跟地球在10亿年以前的情况差不多,到时候不光是野生动物呼吸不到氧气,甚至连到人类也是无法生存的。

经济影响

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。
①农业
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’的结果可能会影响大气环
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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、加拿大及墨西哥的农产品,在全球气温上升之中,自1980年到2011年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2011年为止上升了20%。
②海洋生态
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。
③水循环
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
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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:如果地球表面温度继续升高,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
④男女比例失调
高温环境容易创造男宝宝,低温环境容易创造女宝宝。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。
⑤农地积水疟疾肆虐
穿着传统服饰向来乐天知命的卡特瑞岛人,几百年来遗世独立,始终保持着传统生活模式,但他们却因人类对环境的破坏造成全球暖化,令他们将面临被海水淹没的命运。卡特瑞岛环保人士保罗塔巴锡说:‘他们已经持续被海洋力量攻击,还有持续不断的洪水,原有的地区都被改变了,被破坏殆尽,几乎所有的地方都被海水淹没了。’
不堪的是,招致蚊子苍蝇丛生,疟疾肆虐。
⑥亚马逊雨林逐渐消失
而位于南美洲、全世界面积最大的热带雨林——亚马逊雨林正渐渐消失,让全球暖化危机雪上加霜。
号称地球之肺的亚马逊雨林涵盖了地球表面5%的面积,制造了全世界20%的氧气及30%的生物物种,由于遭到盗伐和滥垦,亚马逊雨林正以每年7700平方英里的面积消退, 相当于一个新泽西州的大小,雨林的消退除了会让全球暖化加剧之外,更让许多只能够生存在雨林内的生物,面临灭种的危机,在过去的40年, 雨林已经消失了两成
⑦新的冰川期来临
全球暖化还有个非常严重的后果,就是导致冰川期来临。
南极冰盖的融化导致大量淡水注入海洋,海水浓度降低。“大洋输送带”因此而逐渐停止:暖流不能到达寒冷海域;寒流不能到达温暖海域。全球温度降低,另一个冰河时代来临。北半球大部被冰封,一阵接着一阵的 暴风雪和龙卷风将横扫大陆。
最终危害: 可能会造成恐龙时代的再次降临!
⑧温室气体排放达临界值
据国际能源机构估计,2010年有将近306亿吨二氧化碳被“灌入”大气中,在2009年时二氧化碳的含量就已经达到另人担忧的1.6Gt,按照2010年的二氧化碳生产率,不久将会达到“危险气候变化”临界值,到时候全球气温将会上升2摄氏度,从现在看来,这种趋势是不可避免的了。据国际能源署( IEA)的权威经济学者表示,保持温度上升低于2摄氏度已经成为一个十分具有挑战性的事情,而且前景非常令人担忧。

主要对策

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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。
因此我们竭尽所能采取对策,尽量抑制上升的趋势。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。

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。

保护森林的对策方案

今日以热带雨林为主的全球森林,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。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。

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。

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。

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。
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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。

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。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。
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,这可以对到2050年为止的温暖化,分担2%左右的抑制效果。

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。

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。

设法挖掘海洋吸收碳的潜力

作为地球上最大的碳吸收剂载体,海洋大约吸收了人类碳排放量的三分之一,减少了大气中的含量,延缓了气候变化。其能力很大,潜力也很大。海洋中还存在大面积的“荒漠化”区域,区域内海水中生物量很少,在这些区域,可设法,如利用海水温差、风能或波浪能发电,将富含营养的低温深层海水抽到海面,可大大促进浮游生物的繁殖,人为营造大量的海洋牧场,进而提高鱼、虾、贝类等的产出,它们死后,部分尸体会沉入海底,这就相当于增加了海洋吸收碳的能力。这是非常困难问题。总之那些化学能是出自太阳能非常有限无法满足人类社会向前进步的需要。
彻底、简单、最佳方案
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地球表面的C循环:
从大气中的CO 2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CO 2,重新返回大气。等于说每人为地从地下挖出一摩尔c如果不是人为地处理的话就会毫无疑问地会增加1摩尔的CO 2。因为地球上地壳运动频繁的时期已经过去了,我们不必再指望地球会帮助我们再把c原子在埋到地下了。
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 2、SO 2 ...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,S从地球表面上消失,把过多的C,S埋到地下,比如把城市垃圾都搬运到煤炭坑去埋,有可能几万年以后会再次演变成汽油,或者让c原子发生核反应,创造出我们需要的物质。这是人类所必须做的。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CO 2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,地球表面的气体情况,就会跟几亿年以前的地球差不多了,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!!根据能量守恒定律的错误,宇宙万物都是被创造的,只要我们给予其所需要的创造条件,发明能量发生装置,人工创造能量。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!!
此外,温室气体源,进行分类,煤炭,石油,天然气,...都是地球表面上的植物把他们固定的固态形状以后,再被大规模地壳运动带到地下去经过长期埋藏以后演变的。其中的煤炭极有可能是植物的尸体,石油极有可能是动物的尸体。
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。
‘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是-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.)地球孕育了人类,人类也在不断地改造地球。人类的发展史,归根结底是人类艰苦奋斗的创业史。在创业过程中,人们利用各种能源赖以生存,同时也给他们带来了不同程度的破坏。有人预言,人类最终是毁灭在自己创造的文明中。“资源短缺”已成为广大群众一个十分关注的问题。总有一天能源会被我们用尽,人类就无法生存。如今,许多人们不懂得如何珍惜仅有的能源。大量用水、用电,许多破坏臭氧层的物品也消耗飞速,排放的废气已经多得难以让人想象……造成这一切后果的是谁?就是我们人类。要做到节能减排,就要从小事做起,人人动起手来,创建美好的家园。我提出以下几点可行的建议:一、节约电能。要注意随手关灯,可以使用高效节能灯泡。据美国的能源部门估计,使用高效节能灯泡代替传统电灯泡,就能避免四亿吨二氧化碳被释放。除了电灯,在使用其它电器方面也要注意,尽量选择低消耗节能产品,不用电器时要切断或关掉电源,冰箱则让它处于无霜状态。夏季天气不算十分炎热时,最好用扇子或电风扇代替空调。使用空调时,不要把温度调得太低,26℃左右就行了。二、节约水资源。许多废水都可以循环使用。洗脸、洗手、洗菜、洗澡、洗衣服的水都可以收集起来擦地板、冲厕所、浇花等。淘米水则是很好的去污剂,可以留下来洗碗筷。沾了油的锅和盘子要先用用过的餐巾纸擦干净,洗起来节水有方便,还可以少用洗洁精,减少水污染。三、节约用纸。纸张的循环再利用,可以避免从垃圾填埋地释放出来的沼气,还能少砍伐树木。据统计,回收一吨废纸能产生800千克的再生纸,可以少砍17棵大树,节约用纸就是保护森林资源,保护环境。四、减少废气排放。交通废气和工业废气是生活废气的主要来源。我们出门尽量乘坐公共汽车或出租车,还可以骑自行车,尽量少乘坐私家车。工厂里的燃烧垃圾、生产商品等而产生的大量滚滚的浓烟弥漫在城市里。他们应该把废气经过加工和过滤,再排放出来就可以减少污染。植物可以吸收二氧化碳,然后释放出氧气,所以我们要大量的种树,尤其是在公路旁。五、垃圾分类处理。垃圾分类可以回收宝贵的资源,同时减少填埋和焚烧垃圾所消耗的能源。例如:废纸被直接送到造纸厂,用以生产再生纸;饮料瓶、罐子和塑料等一次性物品也可以送到相关的工厂,成为再生资源;家用电器可以送到专门的厂家进行分解回收。家里可以准备不同的垃圾袋,分别收集废纸、塑料、包装盒等,每天进行垃圾分类和回收,尽量做到“变废为宝”。全球变暖给我们敲响了警钟,地球正面临着巨大的挑战。保护地球,就是保护我们的家。让我们行动起来,节能减排,挽救地球家园的命运,维护人类的一个继续生存的未来。

温室气体种类

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(CO 2),甲烷(CH 4),一氧化二氮(N 2O),氯氟碳 化合物(CFCs)及臭氧(O 3)。大气层中的水气(H 2O)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CO 2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CO 2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。
温室气体浓度的转变
i)二氧化碳(CO 2
夏威夷的冒纳罗亚观象台在1958年已开始对大气层中的CO 2浓度作仔细测量。表二显示CO 2在大气层中平均浓度由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 2浓度在秋、冬季时增加而在春、夏季时减少。与北半球相比,这种随着植物生长及凋萎的CO 2浓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。
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(N 2O)
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。
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

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中科院大气物理研究所王庚辰研究员: 鼓励大胆设想 推动科技创新
21世纪大家都在提倡低碳生活、低碳经济,但说起来容易做起来难,它需要科学技术的支持。减少温室效应的增加量,最重要的就是减少温室气体排放。但是总的来说,减少温室气体排放是一个涉及到方方面面的复杂问题,它涉及到全世界的各个国家。减少温室气体排放除了一些科学技术上的问题以外,还涉及到国家的发展等国家利益问题。目前我国飞速发展,有很大的能源需求。而能源从哪里来?无疑是煤、油、天然气等。本世纪,像核能等其他清洁能源的使用程度及范围还是很小的,绝大部分还是靠化石燃料的燃烧。
我国一直在提倡产业结构的变化,从科学的角度来说这是很正确的方针,依靠产业结构的优化来减少温室气体的排放,特别是减少二氧化碳的排放,是一条减缓温室效应增加的有效途径。与此同时,建议政府部门应当逐步出台相应的激励和约束政策,要把提倡低碳生活方式,鼓励大家绿色出行等等落到实处。此外,政府部门也应当鼓励专家和社会各界人士积极建言献策,其中包括鼓励类似“建立大气屏蔽层”这样的大胆的设想,随着科学技术的不断发展,人们对客观世界的认识也会不断深化,人们总是会不断创新,不断提出新的设想,以推动科学技术的发展,造福人类。
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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,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,有些科学家认为数值模式还不成熟,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
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