氣候變暖與二氧化碳

1、 二氧化碳含量的增加與全球變暖的關系密不可分 首先，大氣中溫室效應氣體CO2 所引起的溫室效應早已存在。在地球大氣層中有一些微量氣體,它們的作用相當于給整個地球建造了一個巨大的溫室,所以稱它們?yōu)闇厥覛怏w。地球大氣中溫室氣體主要有水汽、二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、臭氧、氫代氯氟烴類化合物等。它們在太陽短波輻射段很少具有強輻射吸收帶,而在長波段則具有強烈的輻射吸收帶。這樣造成太陽短波輻射可以透過大氣使地球表面升溫,而地球向宇宙空間發(fā)射的長波輻射則被大氣吸收,使大氣升溫,而大氣則向地面輻射能量從而保持地面溫度。如果不存在溫室效應, 據(jù)科學家計算, 地球表面的溫度大約在- 18 左右, 而地球表面的實際

2、年平均溫度為15 。自工業(yè)革命以來, 大氣中溫室氣體量增加，溫室效應已增強。 第二，二氧化碳是一種無毒的氣體，對人體無顯著危害作用，但它卻能改變大氣的熱平衡。大氣中二氧化碳含量的增加不影響太陽輻射穿過大氣層。但由于二氧化碳能吸收地球的紅外輻射，會引起近地面大氣溫度的增高。近地面大氣變暖會使地面蒸發(fā)增強，造成大氣中的水汽增多。大氣中的水汽增多又會使近地面大氣對地球紅外輻射的吸收進一步增強。如此相互作用，由于大氣中二氧化碳的增加改變了原有的大氣熱平衡，造成了全球氣候變暖。 第三，有文獻和數(shù)據(jù)表明，二氧化碳含量的增加與全球變暖的趨勢的相關性不容小覷?，F(xiàn)在全球每年排入大氣中的溫室氣體CO2 總量估計為

3、100- 200 億噸, 幾乎全部來自礦物燃的燃燒, 天然來源和CO 的光化學氧化產生的CO2 所占比例很少。大氣中CO2 濃度不斷上升。1750 年時, 全球大氣中的二氧化碳濃度為280ppm。1896 年約為296ppm, 1960 年約為320ppm。自1958 年以來, 在美國夏威夷的昌納羅亞氣象站連續(xù)監(jiān)測了大氣中的二氧化碳濃度變化。結果表明: 1950 - 1984 年, 大氣中的二氧化碳濃度增加了23%, 這主要是燃燒礦物燃料所致, 大量的森林破壞也是造成二氧化碳上升的原因之一。 自從1958年開始對大氣中CO2 的含量精確測量以來，每年的大氣中CO2 含量的平均值是不斷上升的，其

4、變化幾乎是一個直線趨勢（參見圖1 ），趨勢明顯。52年來，大氣中CO2 含量的年平均值是347.28ppm ，標準差是22.23，近年來的數(shù)值明顯高于平均值，2010年達到創(chuàng)紀錄的389.78ppm ，為歷史之最。50年來，大氣中CO2 含量以0.4%的增速增加，近年來有加速之勢，過去 10年（20012010年）每年的平均增加2.04ppm ，增速為0.54% ，明顯高于平均值，形勢令人堪憂。 聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署、世界氣象組織和國際科學同盟提出的報告認為, 到2050 年, 二氧化碳的年排放量可能為100- 200 億噸。一個全球性碳循環(huán)的模型預測值大氣中的二氧化碳濃度是367- 531ppm

5、。雖然沒有直接的證據(jù)證明大氣中二氧化碳含量的增加就是全球變暖的原因，但在統(tǒng)計上二者有很強的關聯(lián)性。首先，比較二者的變化趨勢，將19592010年期間二者的數(shù)據(jù)顯示在兩軸的線圖上（參見圖2 ），可以看出，二者的長期趨勢基本一致，都有一個線性趨勢，只不過大氣中二氧化碳含量的趨勢更加明顯，全球平均氣溫的波動大一些。經計算，19592010年二者的變化趨勢一致性較差，1990年以來，大氣二氧化碳含量持續(xù)增加，但全球平均氣溫卻有反復，其變化趨勢不如大氣中二氧化碳含量的大，一致性不如以前，經計算二者的相關系數(shù)為0.839 9，比整個樣本期間有所降低。 第四，爾出現(xiàn)的冰川I期在地球發(fā)展史上只占了整個地球歷史

6、的十分之一，而絕大部分時問是處于溫暖期。不過，在地球的歷史中也曾存在過比現(xiàn)在更炎熱的時期。而如今讓人感到驚奇的是太陽變得越來越熱了。和40億年前比起來，它所釋放的能量多了三分之一。如果地球的氣候全部取決于太陽，地球也應該是變得越來越熱。不過，賓夕法尼亞州州立大學的吉姆·卡斯汀在1981年提出，地球的氣候保持相對的穩(wěn)定原因要歸于_二氧化碳地球的溫度調節(jié)器。地球存在一個漫長的碳循環(huán)：一些有機物或碳酸鹽巖形式的氧化碳被埋在地表的深處，后來通過火山爆發(fā)被釋放到大氣中。而碳循環(huán)的第一步是碳酸鹽巖石的形成，當二氧化碳和硅酸鹽巖石發(fā)生反應時，碳酸鹽巖石就形成了，這個過程被稱為侵蝕或風化?？ㄋ雇≈赋?/p>

7、，風化的進度取決于溫度。當這個星球變得很炎熱時，風化的速度也加快，大氣中的二氧化碳會轉移到地表深處，大氣中的二氧化碳含量下降，地球的溫度也就隨之下降。當整個地球陷入嚴寒時，風化變慢，但是火山會將埋在地表的二氧化碳釋放到大氣中，所以二氧化碳的含量最終還是在上升。當然，二氧化碳這個溫度調節(jié)器并不會像家里的空調或是冰箱，能在一夜之問將液態(tài)水變成冰塊，它需要數(shù)十年才能起到重要的影響。所以地球的氣候還是會在炎熱和寒冷的兩極搖擺。當然，它還是有助于我們解釋為什么地球的溫度始終能維持在保持有液態(tài)水的溫度。 第五，塵埃能夠有效降低太陽輻射，減少到達地面的熱量的同時，它也會有效阻止地表輻射的熱量，從而也達到了是地表溫度升高的現(xiàn)象。 第六，哲學上講究，有因才