温室效应

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”。
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。
自十九世纪以来的100年间全球地表气温上升或0.2一0.69℃。从1880一1998年间119年的资料看,全球变暖的趋势为0.53℃/100a。150年来在威丝康星和日本等各地方记录下来的湖面结冰和融化的时间变化为全球变暖提供了进一步的证据。在1946一1995年这些湖泊的结冰时间晚了9.5d而融化时间提早了8.6d,在这一期间,平均气温上升了1.8℃。气候变暖主要发生在本世纪20年代到40年代以及70年代中期以来的两个时期。进人80年代以来全球温度的上升有加速的趋势,90年代后的1990年、1995年、1997年和1998年全球平均温度数次创历史最高记录,过去的10年是自1659年开始记录气象以来北半球最暖的10年。一般而言,全球变暖呈现较大的区域差异,高纬度地区的增温大于低纬地区,陆地变暖比海洋明显[9]。据预测下世纪全球年平均气温将升高1.5 - 4. 59℃,北半球中高维地区温度将升高5一10℃,全球气温将以0.39C/l0a(0.2 -0.5℃)的速度增加,这将使全球平均气温在2025年比现在增加1.0℃、下世纪末增加3.0℃ 。速度之快是过去十万多年来最高的。尽管对增温幅度的预测不尽相同,但可以肯定的是未来全球气温将是不断升高的趋势。 [4] 
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
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融化,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。
 
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融化时,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
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。
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,东京和悉尼。
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。

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