二氧化碳與溫室效應(yīng)

二氧化碳和溫室效應(yīng)資料來(lái)源：地球大氣中CO2等微量氣體，可以讓太陽(yáng)短波輻射自由通過(guò)（吸收極少），而對(duì)地表的長(zhǎng)波輻射有強(qiáng)烈吸收作用，這些氣體有類(lèi)似花房溫室的玻璃的作用，使大氣的溫度升1850 19001953 1850 19001953 [9心全球地表溫度年平均值的變化高，故稱為溫室效應(yīng)。溫室效應(yīng)是地球上早已存在的一種現(xiàn)象，本身并不是壞事，但是它的增強(qiáng)帶來(lái)了危害?？茖W(xué)家估計(jì)，如果不存在溫室效應(yīng)，地表溫度可能是零下20^左右，而不是現(xiàn)在的實(shí)際年平均15°C（且變化不大）。這在太陽(yáng)系中是絕無(wú)僅有的，金星表面溫度為450C，火星表面溫度可能為沮：￡1故應(yīng)的足珠-10-30C.且溫度變化極大。溫室效應(yīng)可以用氣體分子光譜和分子結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行解釋。在自然界中，任何物體只要其溫度高于熱力學(xué)溫度0K（即-273°15C），就會(huì)有熱輻射而散失能量。不同溫度的物體輻射的波長(zhǎng)是不同的，溫度越高，輻射波長(zhǎng)越短。太陽(yáng)表面溫度約為6000K，輻射能量的99%左右集中在波長(zhǎng)為0.15—4um之間，其中輻射最強(qiáng)的波段為可見(jiàn)光（0.4—0.75um）部分。地表溫度為288K（15°C），地表輻射最強(qiáng)波段為紅外部分（其波長(zhǎng)主要集中在3—120um之間）。一般將前者稱為太陽(yáng)波輻射或短波輻射，后者稱為紅外輻射或長(zhǎng)波輻射。近地大氣中能選擇吸收太陽(yáng)短波輻射的組分主要有水蒸氣、二氧化碳、臭氧及顆粒物等。水蒸氣分子在0.93—2.85um之間，CO2分子在4.3um附近各有一個(gè)強(qiáng)吸收帶，均位于紅外區(qū)，而在此區(qū)域太陽(yáng)輻射很弱，故它們所吸收的太陽(yáng)輻射能不多，所以水蒸氣和CO2吸收太陽(yáng)輻射能而引起的大氣增溫并不顯著。但是CO2、CH4、氟利昂、及O3等30余種大氣中的微量氣體對(duì)地表的長(zhǎng)波輻射有強(qiáng)烈吸收作用，這些氣體在大氣中的迅速增加必將引起強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)，故稱這些氣體為溫室氣體。有人估計(jì)在產(chǎn)生溫室效應(yīng)的原因中，CO2占56%，氯氟烴占24%、CH4占11%、NO占6%。歸納近一百多年來(lái)全球氣溫變化的特點(diǎn)是：①全球氣溫上升趨勢(shì)明顯，平均約上升0.6C；②全球氣溫變化不呈直進(jìn)式，而是呈現(xiàn)冷暖交替的波動(dòng)□溫室氣體的濃度變化與地球的變暖趨勢(shì)引起氣溫變化的因素是多方面的，可分為自然因素和人為因素。自然因素包括太陽(yáng)活動(dòng)、陸地形態(tài)變化（如火山爆發(fā)）、厄爾尼諾現(xiàn)象、地表反照率變化（如冰雪層、沙漠地、植被覆蓋區(qū)和水面、地表等反照率有明顯差異）等；人為因素指人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)對(duì)氣候的影響，如城市化、森林砍伐、過(guò)度放牧、土地不合理利用，以及由于工業(yè)化與交通運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展引起的大氣中CO2和其他微量氣體濃度的變化等。氣候變化本身又可分為長(zhǎng)期氣候變化和短期氣候變化等。自然因素在短期內(nèi)的變化一般是不顯著的，而人為因素如C02和其他微量氣體濃度的持續(xù)增加，會(huì)對(duì)短期氣候尤其是區(qū)域性氣候變化帶來(lái)顯著的器響。據(jù)記載，大氣中CO2濃度，1880年為248cm3?m3，1960年為314cm3?m3，1971年為330cm3?m3，1988年為350cm3?m3。自工業(yè)革命以來(lái)上升了約25%。估計(jì)年增長(zhǎng)率為0.4%。大氣中CO2濃度急劇增加的原因有兩個(gè)：隨著工業(yè)的飛速發(fā)展和人口劇增，人類(lèi)消耗的礦物燃料激增，增大了燃燒產(chǎn)物的排放；大片森林的毀壞，一方面使森林吸收的CO2大量減少（1公頃森林每天能吸收1000kgC02），另一方面燒毀森林時(shí)又釋放大量的CO2。目前，全世界礦物能源消耗達(dá)70億TDE（噸石油當(dāng)量），占全部能源消耗的90%。19世紀(jì)60年代每年誹放到大氣中的CO2只有0.9億噸左右，而到1985年，排放的CO2已超過(guò)50億噸。其中70%是燃燒礦物燃料所產(chǎn)生的，其余為森林毀壞造成，尤其是熱帶地區(qū)，在過(guò)去的30年中熱帶森林已毀滅40%。我國(guó)森林面積的減少速度也十分驚人，如黑龍江森林覆蓋率從建國(guó)初期的52%下降到1986年的35%?？傊?，溫室氣體的濃度在迅速增加，與此間時(shí)全球氣候逐漸變暖，但兩者是否存在因果關(guān)系呢?科學(xué)界內(nèi)末觀點(diǎn)一致，不過(guò)大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為溫室氣體的增多是百年來(lái)全球變暖的主要原因。預(yù)計(jì)在末的50年里大氣中CO2再升高30%，將使中緯度地區(qū)平均溫度升高2—3°C，極地升高6到10°C，全球性的氣候變暖。但是，歷史和預(yù)測(cè)表明，由于于影響氣候因素的復(fù)雜性、多重性，溫室氣體濃度的增與氣候變暖并非一定同步，出于海洋熱容量大等原因?qū)夂虻恼{(diào)作用，可能會(huì)延緩氣候變暖。同時(shí)大氣顆粒物和云層的增多等，對(duì)氣候有“冷卻效應(yīng)”。因此，有些學(xué)者對(duì)未來(lái)氣候變暖的觀點(diǎn)仍存議。也有的學(xué)者認(rèn)為世界氣候?qū)⒆兝?，如美?guó)學(xué)者R.A.Btysom為，地球目前正在非常緩慢地進(jìn)入另一個(gè)大冰河期?！跞蜃兣捌鋵?duì)人類(lèi)的影響:全球變暖及其對(duì)人類(lèi)的影響:盡管當(dāng)前對(duì)全球變暖問(wèn)題尚未有一致的看法，但有關(guān)這方面的國(guó)際活動(dòng)相當(dāng)活躍，對(duì)全球氣候變化的機(jī)制和變暖對(duì)人類(lèi)的影響正在廣泛研究之中，這些初步的研究和預(yù)測(cè)是很有價(jià)值的海水平面的變化據(jù)估計(jì)若全球增溫1.5—4.5°C時(shí)，由于兩極冰的融化、海水因溫升而膨脹等，海平面將上升20—l65cm，從而使沿海城市和海島大片淹沒(méi)，會(huì)影響全球1/3人口的生活。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近百年來(lái)隨著地球氣候增暖0.6C，全球海平面大約上升了10—15cm。印度洋上的島國(guó)馬爾代夫共和國(guó)是溫室效應(yīng)的最早受害者，地球上最暖的1987年，大海吞噬國(guó)土，300km2的島國(guó)有1/3面積被海水覆蓋。溫度帶和降水帶的移動(dòng)全球變暖會(huì)引起北半球溫度帶的北移。一般說(shuō)來(lái)，在北緯20一80度之間，每隔10個(gè)緯度溫度相差7C，因此，按照全球平均增暖3.5C計(jì)算，溫度帶平均北移5個(gè)緯度。但不同緯度地區(qū)增暖幅度是不一樣的，低緯地區(qū)增暖幅度小，溫度帶移動(dòng)也小，中緯度地區(qū)增暖幅度大，溫度帶北移也較大。我國(guó)把冬季1月0C等溫線作為副熱帶北界，目前約處于秦嶺、淮河一帶。研究表明，如果氣候增暖，副熱帶北界將推移到黃河以北，在冬季，徐州、鄭州一帶氣溫將與現(xiàn)在的杭州、武漢相似。高緯度地區(qū)增暖幅度較大，溫度帶北移可超過(guò)10個(gè)緯度。據(jù)估計(jì)，接近北極圈的冰島氣候可能會(huì)類(lèi)似于現(xiàn)在的蘇格蘭北部。溫度帶移動(dòng)會(huì)使大氣氣流運(yùn)動(dòng)發(fā)生相應(yīng)的變化，全球降水也將改變。一般說(shuō)來(lái)，低緯度地區(qū)降水量會(huì)增加，高緯度地區(qū)降雪量也會(huì)增多，而中緯度地區(qū)夏季降水量將減少。溫度帶的北移和降水帶的改變會(huì)引起一系列的環(huán)境變化。對(duì)于大多數(shù)干旱、半干旱地區(qū)，降水的增多可以獲得更多的水資源，這是十分有益的。但是，對(duì)于低緯度熱帶多雨地區(qū)，則面臨著洪澇威脅。而對(duì)于降水減少的亞熱帶地區(qū)，如北美州中部、中國(guó)西北內(nèi)陸地區(qū)等，則會(huì)因?yàn)橄募居炅康臏p少，變得更加干旱，造成供水緊張，嚴(yán)重威脅這些地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活。同時(shí)，出于氣候增暖，海洋產(chǎn)生更多的熱量和蒸發(fā)更多的水分，氣流速度加快，熱帶風(fēng)暴的能量比現(xiàn)在的要大50%，時(shí)速超過(guò)350km的颶風(fēng)和臺(tái)風(fēng)將頻繁發(fā)生。另外，它對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響也是不容忽視的：據(jù)估計(jì)，將使森林面積從現(xiàn)在的58%減到47%，荒漠將從21%擴(kuò)展到24%。另一方面，草原將從18%增加到29%，苔原將從3%減少到零，又使人類(lèi)增加了可利用的土地。氣候變暖對(duì)農(nóng)業(yè)的影響也是有利有弊。雖然變暖會(huì)使高緯度地區(qū)作物生長(zhǎng)季節(jié)延長(zhǎng)，有些干旱、半干旱地區(qū)降雨可能增多，有利于作物生長(zhǎng)。但是，作物分布區(qū)向高緯度移動(dòng)，有時(shí)可能移到現(xiàn)在土壤貧脊的地區(qū)，又對(duì)作物生長(zhǎng)不利。對(duì)于生產(chǎn)力水平較低的國(guó)家，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣候變化的敏感性大，容易造成農(nóng)作物減產(chǎn)。EI全球變暖對(duì)中國(guó)的影響我國(guó)有關(guān)部門(mén)及科學(xué)界對(duì)此做了多方面的論證和評(píng)估。認(rèn)為：1） 氣候變暖使我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增大。一方面升溫可延長(zhǎng)作物的有效生長(zhǎng)期，提高作物光合作用，使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。另一方面，由于地表水蒸發(fā)量增大，會(huì)加重我國(guó)華北和西北的干旱、砂化、堿化及草原退化等危害；東南沿海地區(qū)的臺(tái)風(fēng)頻率和強(qiáng)度可能增加。農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害增加。2） 海水平面上升使我國(guó)沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到威脅。我國(guó)的黃河、長(zhǎng)江、珠江三大三角洲，以及相當(dāng)廣泛的平原低地，都是我國(guó)經(jīng)濟(jì)密集和發(fā)達(dá)地區(qū)，海水平面上升將對(duì)其產(chǎn)生嚴(yán)重后果。據(jù)估計(jì)，如果海水平面上升的情況發(fā)生，我國(guó)第三大城市天津市的70%人口、80%的工業(yè)產(chǎn)值將受到威脅，一些大化工廠、大電廠、大鹽場(chǎng)、大油田也將受到損害。農(nóng)業(yè)也會(huì)因海水入侵、土壤鹽漬化加重、排水困難而受到損害。3） 氣候變暖還會(huì)對(duì)我國(guó)生物多樣化產(chǎn)生影響。氣候變暖使生物帶、生物群落緯度分布發(fā)生變化，使部分動(dòng)植物和高等真菌等物種處于瀕臨滅絕、變異的境地。EI控制全球變暖的綜合對(duì)策大氣中C02濃度的增減可能改變氣候的設(shè)想，是1903年諾貝化學(xué)獎(jiǎng)獲得者瑞典化學(xué)家阿侖尼烏斯1896年提出來(lái)的。然而，這方面的研究工作則在1985年奧地利菲拉赫會(huì)議后的幾年里才得到加強(qiáng)。這次會(huì)議宣稱：“增加溫室氣體的濃度可能引起全球平均溫度上升度數(shù)會(huì)大于人類(lèi)全部歷史中的上升度數(shù)”。在這以后，溫室氣體引起氣候變化已成為多次國(guó)際會(huì)議的主題，1989年12月世界氣候組織與聯(lián)合國(guó)環(huán)境署共同建立了氣候變化的政府間小組(IPCC)估價(jià)現(xiàn)有科學(xué)知識(shí)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響及各國(guó)的政策方案。1992年6聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)通過(guò)了《氣候變化框架公約》等法律文件，要求把保持全球氣候作為人類(lèi)共同遺產(chǎn)的一部分，通過(guò)防止氣候變暖、臭氧層破壞與長(zhǎng)程空氣污染來(lái)保護(hù)環(huán)境。發(fā)達(dá)國(guó)家是溫室氣體的主要排放國(guó)(例如中國(guó)人口是美國(guó)的4倍，而C02排放量美國(guó)卻是中國(guó)的8倍)，發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)采取有力措施限溫室氣體的排放，同時(shí)減少向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)讓有利環(huán)境技術(shù)的障礙。發(fā)展中國(guó)家也有責(zé)任避免重復(fù)工業(yè)化國(guó)家所走過(guò)的先污染后治理的道路，選擇持續(xù)發(fā)展所需要的、與環(huán)境相協(xié)調(diào)的技術(shù)。全球變暖問(wèn)題在以下幾個(gè)方面有別于其他全球環(huán)境問(wèn)題：①全球變暖問(wèn)題主要是由CO2引起的，而CO2是由消費(fèi)能源產(chǎn)生的，與人類(lèi)生產(chǎn)的發(fā)展和生活水平的提高有著密切關(guān)系，人類(lèi)不易加以防止②全球變暖問(wèn)題具有很大的不確定性；厄爾尼諾現(xiàn)象會(huì)使全球氣候變暖，晝夜間溫差變小等尚無(wú)法確切估計(jì)。對(duì)于溫室氣體的排放源、吸收源、物質(zhì)循環(huán)機(jī)制等中尚位澄清的問(wèn)題比其他全球性環(huán)境問(wèn)題更多，因而其解決方法也與其他環(huán)境問(wèn)題有所不同。EI控制溫室氣體劇增的基本對(duì)策有：調(diào)整能源戰(zhàn)略。調(diào)整能源戰(zhàn)略包括提高現(xiàn)有能源利用率、改善能源結(jié)構(gòu)和增加清潔能源比重。提高現(xiàn)有能源利用率，減少CO2排放，可以采取以下一些措施：1）采用高效能轉(zhuǎn)化設(shè)備。如電熱共生產(chǎn)系統(tǒng)，可提高煤炭轉(zhuǎn)換成電能的比重，減少原煤直接燃燒，而使用城市用燃?xì)狻㈦娏Φ惹鍧嵞茉吹南M(fèi)形式。2） 加強(qiáng)工業(yè)企業(yè)的技術(shù)改造，采用低耗能工藝，如新法煉鋼可節(jié)能l/2。3） 改進(jìn)運(yùn)輸，降低油耗，強(qiáng)化對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)排氣的監(jiān)督管理。4） 推出新型高效家電。5） 改進(jìn)建筑保溫。6） 利用廢熱、余熱集中供暖，有利于城市和大型企業(yè)改進(jìn)燃料結(jié)構(gòu)，可節(jié)能30%。改善能源結(jié)構(gòu)、增加清潔能源比重主要是指從使用含碳量高的燃料（如煤），轉(zhuǎn)向含碳量低的燃料（如天然氣），或轉(zhuǎn)向不合碳的能源，加太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、燃料電池、地?zé)崮?、水力、海洋能、生物質(zhì)能等。這些選擇都特使我們向減少CO2排放的方向邁進(jìn)植樹(shù)造林，發(fā)展植物凈化目前熱帶森林年損失1400萬(wàn)公頃、每年從空氣中就少吸收4億噸CO2。為抑制CO2增長(zhǎng)，應(yīng)大面積植樹(shù)造林。若30年內(nèi)造林10億公頃，即每年世界新增林地5千萬(wàn)公頃，20年后新增林地將可以吸收CO2約200億噸，達(dá)到阻滯CO2增長(zhǎng)的目的。植物還具有美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候、截留粉塵、吸收大氣中有害氣體、消除噪聲等功能。植物可以在大面積的范圍內(nèi)，長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)地凈化大氣，尤其是在大氣中污染物影響范圍廣、濃度較低的招況下，植物凈化是行之有效的方法。在城市和工業(yè)區(qū)有計(jì)劃、有選擇地?cái)U(kuò)大綠地面積也是大氣污染綜合防治具有長(zhǎng)效熊和多功能的保護(hù)措施。控制人口，提高糧產(chǎn)，限制毀林不發(fā)達(dá)國(guó)家人口失控和發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)節(jié)制消費(fèi)及短期行為是造成溫室災(zāi)害的重要原因之一，因而應(yīng)在全球推行控制人口數(shù)量，提