自20世纪80年代以来,全球气候明显变暖。英国伦敦气象台的科学家宣称,自1850年开始有可靠的世界气温记录以来,本世纪80年代是全球最热的10年,而1990年则是全球创记录的最热年。
全球气候为什么会变暖?科学界一致认为,是由于大气中的二氧化碳等气体含量的增加引起的“温室效应”所造成的。
大气中本身的二氧化碳含量并不高,一般约占大气的0.03%,它是有机化合物氧化作用的产物。燃料的燃烧,有机物的腐化以及动植物的呼吸都会产生二氧化碳。二氧化碳主要集中在大气底部20千米的薄层内。大气中的二氧化碳对太阳辐射吸收很少,但却能强烈地吸收地面辐射。大家可能见过温室吧,通常温室由大面积玻璃窗构成,来自太阳的短波辐射很容易通过玻璃,将室内晒热;被加热后的室内则辐射出长波辐射,长波辐射不易穿过玻璃散射出去,这样,太阳能的一部分以热能形式被阻拦保持在室内,形成温室。
大气中二氧化碳的作用,就类似温室玻璃窗的作用。日光通过大气层射向地球,地球向空间辐射出长波辐射。而二氧化碳可将大量的长波辐射吸收,从而减少了地表热量向空间辐射损失,使得大气层保持一定的热能,增加地表气温。人们把二氧化碳在大气中的这种作用称为“温室效应”。二氧化碳引起的“温室效应”对人类生产、生活并不一定都是有害的,关键在于二氧化碳在大气中的含量。在过去的10万年内,大气中的二氧化碳,经植物的自然消耗,大致保持着平衡状态,也就是说,大气中二氧公碳的含量为280PPm(即百万分之280),它恰好适合人类和动植物生存,也不会使气候发生较大的变化。可是,近几年来,大气中二氧化碳的含量不断增高,温室效应不断增强,从而导致了全球性的气候变暖。
全球变暖的原因与影响
一、全球变暖的原因
根据物理学原理我们知道,自然界的任何物体都在向外辐射能量,这叫做热辐射。一般物体的热辐射的波长有一定的范围,由该物体的绝对温度决定。温度越高,热辐射的强度越大,短波所占的比重越大;温度越低,热辐射的强度越低,长波所占的比例越大。太阳表面温度约为绝对温度6000K,热辐射的最强波段为可见光部分;地球表面的温度越为288K,地表热辐射的最强波段位于红外区。太阳辐射透过大气层到达地球表面后,被岩石土壤等吸收,地球表面温度上升;与此同时,地球表面物质向大气发射出红外辐射。大气层对红外辐射具有强烈的吸收作用,这就造成地球表面从太阳辐射获得的热量相对多,而散失到大气层以外的热量相对少,使得地球表面的温度得以维持,这就是大气的温室效应。最终,地球接受到的太阳辐射的能量和它散失的红外辐射的能量达到平衡,形成地球表面现有的平均气温。
如前所述,地球大气是多种气体的混合物,其中氮气和氧气占了总量的
99%,但是起到温室效应的却主要是一些微量气体,这些气体对太阳辐射的主体部分——短波和可见光——吸收很弱,而对地面发出的长波辐射吸收强烈。因此当它们在大气中的浓度增加时,大气的温室效应就会加剧,引起地球表面和大气层下部的温度升高。这些气体被称为"温室气体"。"温室气体"主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烃、一氧化碳等。近百年来的气候变暖被认为是二氧化碳等温室气体在大气中的浓度大幅度上升的结果。
引起温室气体增加的主要原因是人类活动。以二氧化碳为例,在人类社会实现工业化以前的19世纪初,大气中二氧化碳的浓度为270ppm,而到了
1988年已上升到350ppm。大气中二氧化碳浓度增加的原因主要有两个:首先,由于人口的剧增和工业化的发展,人类社会消耗的化石燃料急剧增加,燃烧产生大量的二氧化碳进入大气,使大气中的二氧化碳浓度增加;其次,森林毁坏使得被植物吸收利用的二氧化碳的量减少,造成二氧化碳被消耗的速度降低,同样造成大气中二氧化碳浓度升高。二氧化碳以外的温室气体,如甲烷、氯氟烃(氟里昂)、氧化氮等也在不同程度地增加着。
二、全球变暖可能产生的影响
初步研究显示,全球变暖会引起温度带的北移,进而导致大气运动发生相应的变化,全球降水也将随之发生变化。一般地,低纬度地区现有雨带的降水量会增加,高纬度地区冬季降雪量也会增多,而中纬度地区夏季降水量将会减少。对于大多数干旱、半干旱地区,降水量增多是有利的。而对于降水减少的地区,如北美洲中部、中国西北内陆地区,则会因为夏季雨量的减少变得更加干旱,水源更加紧张。
据估算,在综合考虑海水热胀、由于极地降水增加导致南极冰帽增大、北极和高山冰雪融化等因素的前提下,当全球气温升高1.5~4.5°C时,海平面将可能上升20~165厘米。海平面的上升无疑会改变海岸线,给沿海地区带来巨大影响,目前海拔较低的沿海地区将面临被淹没的危险。海平面上升还会导致海水倒灌、排洪不畅、土地盐渍化等其他后果。
尽管存在着许多的不确定性,但显而易见的是,全球气候变暖对气候带、降水量以及海平面的影响以及由此导致的对人类居住地及生态系统的影响是极其复杂的,必须给予应有的重视。认为这种影响从长远来看是无关紧要的看法是不负责任的。
是由于大气中的二氧化碳等气体含量的增加引起的“温室效应”所造成的。
大自然给人类敲响警钟,全球气候变暖