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什么是“温室效应”

温室效应,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,其引发了一系列问题已引起了世界各国的关注。

原理

世界上,宇宙中任何物体都辐射电磁波。物体温度越高,辐射的波长越短。太阳表面温度约6000K,它发射的电磁波长很短,称为太阳短波辐射(其中包括从紫到红的可见光)。地面在接受太阳短波辐射而增温的同时,也时时刻刻向外辐射电磁波而冷却。地球发射的电磁波长因为温度较低而较长,称为地面长波辐射。短波辐射和长波辐射在经过地球大气时的遭遇是不同的:大气对太阳短波辐射几乎是透明的,却强烈吸收地面长波辐射。大气在吸收地面长波辐射的同时,它自己也向外辐射波长更长的长波辐射(因为大气的温度比地面更低)。其中向下到达地面的部分称为逆辐射。地面接受逆辐射后就会升温,或者说大气对地面起到了保温作用。这就是大气温室效应的原理。

温室效应影响 气候影响

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33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。

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。

③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。

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。

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。

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。

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。

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。’

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。

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。

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。

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