引言
全球變暖曾經(jīng)是一個(gè)鮮為人知的學(xué)術(shù)用語(yǔ),當初只有關(guān)心這一問(wèn)題的科學(xué)家使用它。他們對環(huán)境污染可能導致的氣候問(wèn)題深感憂(yōu)慮?,F在,即便人們并未真正理解這一概念,全球變暖也已經(jīng)變得眾所周知。如果碰到炎熱的天氣或反常的暴風(fēng)雨,我們就會(huì )經(jīng)常聽(tīng)到有人抱怨“天吶,又是全球變暖”。
果真是這樣嗎?在本文中,我們將了解什么是全球變暖,是哪些因素導致了這一現象,它可能帶來(lái)怎樣的影響。并非所有人都相信地球正在變暖;即使真的存在這種情況,也有一部分人認為我們并不需要為此大驚小怪。
究竟什么是全球變暖,它是如何發(fā)生的?為了理解全球變暖這種現象,我們首先需要了解天氣與氣候之間的區別。
天氣與氣候
天氣是短時(shí)期的區域性概念。如果您所在的城鎮將要在下星期二下雪,這里說(shuō)的就是天氣。氣候是一個(gè)長(cháng)期的概念,它并不局限于某個(gè)小區域。一個(gè)地區的氣候是指該地區在較長(cháng)時(shí)期內的平均天氣狀況。如果您所在的半球冬天寒冷多雪,這里說(shuō)的就是您所在地區的一個(gè)氣候要素。自從有氣象記錄以來(lái),這里的冬天一直是寒冷而多雪,這樣我們便能夠知道下一個(gè)冬天一般會(huì )是什么樣子。
值得注意的是,當我們談到氣候是一個(gè)長(cháng)期概念時(shí),我們指的是一段相當長(cháng)的時(shí)期。對氣候而言,幾百年也只不過(guò)是彈指一揮間。實(shí)際上,氣候的變化有時(shí)需要歷經(jīng)幾萬(wàn)年才能完成。這就意味著(zhù),如果某個(gè)冬天碰巧不像往年那樣寒冷,降雪量也不大,這并不表示氣候發(fā)生了變化。即使您接連遇到兩三個(gè)這樣的冬季也不會(huì )對氣候造成什么影響。這只能算是一種反?,F象,雖然這種情況并未處于正常的統計范圍內,但它并不能代表任何永久性的長(cháng)期變化。
另外需要注意的是,即使氣候發(fā)生微小的變化,也會(huì )帶來(lái)巨大的影響。當科學(xué)家們談?wù)?#8220;冰期”時(shí),您的腦海里可能會(huì )浮現一個(gè)冰雪皚皚的世界,其間的各種生命都在承受著(zhù)嚴寒的考驗。實(shí)際上,在上一個(gè)冰期內(冰期大約每50,000到100,000年重現一次),地球的平均溫度只比現在的平均溫度低5攝氏度。
全球變暖是指地球氣溫由于人類(lèi)活動(dòng)而在相對較短的時(shí)期內出現顯著(zhù)升高。
具體而言,如果地球氣溫在100到200年的時(shí)期內上升了1攝氏度或1攝氏度以上,就可將其視為全球變暖。在短短一個(gè)世紀內,平均溫度上升0.4攝氏度也稱(chēng)得上是一個(gè)巨大變化。
氣候的自然變化如果讓地球氣溫自然上升或下降1攝氏度,可能要歷經(jīng)幾千年的時(shí)間。實(shí)際上,這種氣溫變化確實(shí)也會(huì )自然發(fā)生。除冰期循環(huán)外,影響地球氣候變化的因素還包括:
火山活動(dòng)、覆蓋地球大量面積的植物的壽命變化、
太陽(yáng)輻射程度的變化以及空氣化學(xué)成分的自然變化。
溫室效應
全球變暖是由溫室效應加劇引起的。溫室效應本身并無(wú)害處,它可以使地球保持溫暖,以利于生命存活。
不妨把地球想像成晴日里停放在停車(chē)場(chǎng)上的汽車(chē),它們之間有幾分相似。您可能已經(jīng)覺(jué)察到,如果將汽車(chē)在那里停放一會(huì ),車(chē)內的溫度就會(huì )變得比車(chē)外高得多。太陽(yáng)的光線(xiàn)能夠穿過(guò)車(chē)窗。這些光線(xiàn)的部分熱量會(huì )被座椅、儀表板、地毯和墊毯吸收。而當這些物體釋放熱量時(shí),這部分熱量卻不會(huì )全部透過(guò)車(chē)窗傳播到外部。其中一部分會(huì )被反射回車(chē)內,這是因為座椅釋放的熱量與最初進(jìn)入車(chē)窗的太陽(yáng)光線(xiàn)有著(zhù)不同的波長(cháng)。這樣,進(jìn)入車(chē)內的能量要大于散發(fā)出的能量。造成的結果就是車(chē)內的溫度逐漸升高。
太陽(yáng)光穿過(guò)地球大氣層到達地球表面,有大約70%的能量被陸地、海洋、植物和其他物體吸收,留在了地球上。另外30%的能量被云層、雪地和其他反射面反射回太空。但是,即使被吸收的這70%的能量也不會(huì )永遠停留在地球上,否則地球將會(huì )變成一個(gè)燃燒的火球。地表上吸收了太陽(yáng)熱量的物體最終會(huì )將這些熱量輻射出去。其中一部分會(huì )進(jìn)入太空,另一部分則在碰到空氣中的某些物質(zhì)(比如二氧化碳、甲烷和水蒸氣)后被重新反射到地球上。那些沒(méi)能穿過(guò)地球大氣層的熱量使得地球的溫度比外太空的溫度要高,因為通過(guò)大氣層進(jìn)入地球的能量比反射出去的能量要多。這就是溫室效應讓地球保持溫暖的原因。
沒(méi)有溫室效應的地球如果根本沒(méi)有溫室效應,地球將變成什么樣子?它很可能會(huì )變成另一個(gè)
火星。由于火星的大氣層不夠厚,無(wú)法向其表面反射回足夠的熱量,因此火星上非常寒冷。一些科學(xué)家建議,我們可以
讓火星表面地球化,方法是向火星發(fā)送一些“工廠(chǎng)”,以便向火星的大氣中噴放水蒸氣和二氧化碳。如果這些氣體生成得足夠多,火星的大氣層便可能開(kāi)始增厚,并逐漸能夠保留更多的熱量,從而允許各種植物在其表面生長(cháng)。一旦植物在火星上繁殖開(kāi)來(lái),它們就可以產(chǎn)生氧氣。千百年之后,火星上的環(huán)境甚至可以允許人類(lèi)在其中自由漫步——這一切都要歸功于溫室效應。
全球變暖:發(fā)生了什么?
溫室效應是由空氣中的某些自然物質(zhì)引起的。不幸的是,自從工業(yè)革命以來(lái),人類(lèi)就不斷地將大量的這類(lèi)物質(zhì)排放到空氣中。
二氧化碳(CO2)是有機物質(zhì)燃燒過(guò)程中釋放的一種無(wú)色氣體。它在地球空氣中所占的比重不足0.04%,其中大部分是地球誕生初期由火山活動(dòng)釋放的。如今,人類(lèi)活動(dòng)正在將大量的CO2排放到空氣中,造成二氧化碳的平均濃度不斷升高[
參考]。這些增加的濃度被視為全球變暖的主要因素,因為二氧化碳能夠吸收紅外輻射。脫離地球大氣的大部分能量都采用紅外輻射的形式逃逸,因此CO2越多,吸收的能量就越多,進(jìn)而便會(huì )導致地球溫度整體升高。
據
世界觀(guān)察研究所報告,全球釋放的二氧化碳量已從1900年的約1億噸增加到1995年的約7億噸。該研究所還指出,地球表面的平均溫度已從1860年的14.5攝氏度增加到1980年的15.3攝氏度。
一氧化二氮(N2O)是另一種重要的溫室氣體。雖然人類(lèi)活動(dòng)釋放出的一氧化二氮的數量不如CO2那樣多,但它的能量吸收能力要遠大于CO2(大約為270倍)。因此,人們在控制溫室氣體排放時(shí),也將N2O視為重點(diǎn)監控對象?,F在,人們在種植農作物時(shí)普遍使用氮肥,這種物質(zhì)會(huì )釋放大量的一氧化二氮。此外,燃燒過(guò)程也會(huì )產(chǎn)生這種氣體。
甲烷是一種易燃氣體,它是天然氣的主要組成部分。在自然界中,甲烷是在有機物質(zhì)腐爛過(guò)程中產(chǎn)生的,它們通常以“沼氣”的形式存在。人類(lèi)制造甲烷主要采用以下幾種方式:
從煤中提取 通過(guò)大群的牲畜(即消化氣體) 通過(guò)稻田中的細菌 借助
垃圾填埋場(chǎng)中腐爛的垃圾
甲烷的作用與空氣中的二氧化碳相似,即吸收紅外能量并將熱能留在地球上。一些科學(xué)家甚至推測,在地球遙遠的過(guò)去曾出現過(guò)一次大規模的甲烷泄漏(例如從海洋深處密封的大塊甲烷冰釋放),這使得地球溫度在短期內急劇升高,從而在一定程度上導致了物種大滅絕現象(《發(fā)現雜志》,2003年12月)。
水蒸氣 另一種溫室氣體
水蒸氣是數量最多的一種溫室氣體,但氣候變化所產(chǎn)生的水蒸氣數量要遠大于人類(lèi)排放的數量。地球表面的水或濕氣都可以吸收太陽(yáng)及周?chē)h(huán)境的能量。在吸收了足夠的熱量后,某些液體分子便有足夠的能量從液體中脫離出去,并以水蒸氣的形式飄散到空氣中。在水蒸氣不斷上升的過(guò)程中,周?chē)諝獾臏囟葧?huì )變得越來(lái)越低。最終,水蒸氣的大部分熱量會(huì )散失到周?chē)目諝庵?,從而使它再次變回液態(tài)。地球的萬(wàn)有引力使液體“下落”到地面,從而完成整個(gè)循環(huán)過(guò)程。這一循環(huán)又稱(chēng)為“正反饋循環(huán)”。水蒸氣比其他溫室氣體更難以測量,迄今為止,科學(xué)家們還不確定它在全球變暖過(guò)程中的具體作用。但是,NOAA
網(wǎng)站對水蒸氣有如下描述: 隨著(zhù)空氣中水蒸氣的不斷增加,最終將有更多的水蒸氣凝聚成云,從而能夠反射更多傳入的太陽(yáng)輻射(這樣將減少抵達地球表面的能量,進(jìn)而減緩全球變暖的步伐)。
如果整個(gè)地球的溫度上升幾攝氏度,將會(huì )出現什么情況?若要弄清楚這一問(wèn)題,請閱讀下一部分。
全球變暖的影響:海平面
我們已經(jīng)了解到,只要平均溫度在幾千年的時(shí)間內降低5攝氏度,就會(huì )出現一個(gè)冰期;那么,如果地球的平均溫度在短短的幾百年內就升高幾攝氏度,又將出現什么情況?這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有明確的答案。天氣是一個(gè)復雜的現象,即使是短期的天氣預報也不可能做到完全準確。而對于長(cháng)期的氣候預測,我們只能根據歷史上的已知氣候模式來(lái)進(jìn)行推測。
全球的冰河和冰架可能會(huì )開(kāi)始融化。實(shí)際上,這一影響已經(jīng)顯現出來(lái)了[
參考]。地球表面大面積的冰層溶化可能加速全球變暖的過(guò)程,因為這會(huì )使本應從地球上反射出去的太陽(yáng)能量減少(詳見(jiàn)我們前面
關(guān)于溫室效應的討論)。冰川融化的一個(gè)直接結果就是海平面上升。最初,這可能只有三到五厘米(但是,如果西南極冰原融化并塌陷到海洋中,海平面將上升3米,很多沿海地區可能會(huì )完全消失在海洋中)。另外,隨著(zhù)海水水溫升高,水體將不斷膨脹,又會(huì )進(jìn)一步導致海平面升高。即使海平面只升高一點(diǎn),都可能導致海拔低的沿海地區遭受洪水之災。
熱帶風(fēng)暴和
颶風(fēng)等在海洋上形成的暴風(fēng)雨會(huì )從途經(jīng)的溫水中汲取猛烈而極具破壞性的能量。隨著(zhù)海洋水溫的整體上升,這些暴風(fēng)雨的數量和強度都將得到增加。
全球變暖的影響:季節和生態(tài)系統
隨著(zhù)溫度的升高,全球天氣的突然變化將逐漸減少。在四季分明的溫帶地區,季節的更迭將不再像以前那樣明顯。這在一定程度上可能會(huì )使這些地區獲益。然而,世界上的其他地區很可能出現溫度持續升高以及降雨量驟減的現象,這樣將造成長(cháng)期干旱,并有可能導致荒漠化。
全球變暖最具破壞性的影響是對全球生態(tài)系統的影響,這也是最難預測的部分。地球上的很多生態(tài)系統都十分脆弱,即使是最微小的變化也可能讓一些物種滅絕,而任何依賴(lài)它們的其他物種也將相繼消亡。由于大多數生態(tài)系統是相互關(guān)聯(lián)的,因此這種影響的連鎖反應將是不可估量的。其結果可能是森林消失并變?yōu)椴菰?,或是所有珊瑚礁全部死亡,諸如此類(lèi)。很多物種的植物和動(dòng)物將通過(guò)進(jìn)化或遷徙來(lái)適應氣候的變化,但也有很多物種將徹底滅絕。
全球變暖對人類(lèi)的影響很難量化。老人和患者很容易
中暑并受到其他形式的熱損傷,每年可能會(huì )有數千人因此死亡。窮人和不發(fā)達國家/地區的境況將更糟,因為他們沒(méi)有資金來(lái)源去應對因溫度升高而帶來(lái)的問(wèn)題。降雨量減少會(huì )限制農作物生長(cháng),而沿海地區的洪災又會(huì )導致水性疾病大面積傳播。這樣,將有大量的人口會(huì )因饑餓和疾病而死亡。
接下來(lái),我們將了解為什么有些人對全球變暖漠不關(guān)心。
全球變暖真的是一個(gè)問(wèn)題嗎?
一些人并不相信全球正在變暖,其理由如下:
他們認為,數據并未顯示出全球溫度存在明顯的上升趨勢,一方面是因為我們沒(méi)有足夠長(cháng)的歷史氣候數據,另一方面是因為我們的現有數據也不夠明確。 一些科學(xué)家認為,憂(yōu)慮全球變暖的人士沒(méi)有對數據做出正確的解釋。換句話(huà)說(shuō),這些人一直在努力尋找統計數據中能夠證明全球變暖的證據,而沒(méi)有客觀(guān)地看待所有數據并思考它們的真正含義。 有些人認為,地球的變暖有可能是氣候的自然波動(dòng),或是由溫室氣體之外的因素導致的。
一些科學(xué)家承認全球變暖看起來(lái)的確存在,但他們并不認為有什么可擔心的。這些科學(xué)家指出,人們可能低估了地球的自我調節能力。植物和動(dòng)物能夠適應天氣模式的微小變化,全球變暖不會(huì )帶來(lái)任何災難。這些科學(xué)家認為,季節變化的稍稍延遲、降雨量的變化以及較為極端的天氣,根本算不上什么災難。他們還指出,因限制溫室氣體排放而造成的經(jīng)濟衰退比全球變暖對人類(lèi)造成的影響要嚴重得多。
究竟誰(shuí)說(shuō)得對?這確實(shí)難以判定。大多數科學(xué)家都會(huì )這樣告訴你:全球變暖確有其事,它可能具有某種害處,但這一問(wèn)題的影響范圍及其危險程度還難以定論。
在下一部分中,我們將探討是否可以采取措施來(lái)阻止全球變暖。
我們能阻止全球變暖嗎?
我們可以嘗試通過(guò)多種形式來(lái)阻止全球變暖。人們一般將所有這些做法歸結為一句話(huà):盡量不要使用產(chǎn)生溫室氣體的材料。在局部地區,通過(guò)節約能量將有助于實(shí)現這一目的。我們的很多家用電器所使用的電能都來(lái)自
發(fā)電廠(chǎng),而大多數發(fā)電廠(chǎng)是利用礦物燃料來(lái)發(fā)電的。因此,在不使用時(shí)關(guān)閉電燈??s短淋浴時(shí)間以節約熱水。在熱天使用風(fēng)扇代替
空調。
下面是其他一些減少溫室氣體排放的具體方法:
確保正確保養你的汽車(chē)。這能保證它更有效率地行駛,并降低有害氣體的排放。 盡量步行或騎自行車(chē)。駕駛汽車(chē)產(chǎn)生的溫室氣體幾乎比您進(jìn)行的任何其他活動(dòng)都要多。 在不使用電燈及其他家用電器時(shí)將它們關(guān)閉。雖然
燈泡不會(huì )生成溫室氣體,但為燈泡供電的發(fā)電廠(chǎng)卻會(huì )釋放這種氣體。 循環(huán)利用。未回收的垃圾最終將被倒進(jìn)
垃圾填埋場(chǎng),并在那里生成甲烷;而對回收的商品進(jìn)行加工比從頭制造它們所需的能量要少。 廣種樹(shù)木及其他植物。植物可吸收空氣中的二氧化碳并釋放出氧氣。 不要焚燒垃圾。這會(huì )向空氣中釋放二氧化碳和碳氫化合物。
汽車(chē)消耗礦物燃料,因此汽車(chē)體型越小、燃油效率越高,它釋放的CO2就越少。在
混合動(dòng)力汽車(chē)中,這一優(yōu)點(diǎn)更加突出。盡可能步行、騎自行車(chē)或合乘汽車(chē)去上班。
若要真正遏制溫室氣體的排放,我們需要開(kāi)發(fā)非礦物燃料能源。如果
水力發(fā)電、
太陽(yáng)能、
氫發(fā)動(dòng)機和燃料電池能夠得到普遍應用,將極大地減少溫室氣體的排放。
世界大多數國家都簽訂了
《京都議定書(shū)》,此條約旨在減少全球CO2及其他溫室氣體的排放。有35個(gè)工業(yè)化國家紛紛做出承諾,同意在不同程度上減少這些氣體的排放。遺憾的是,美國這一全球最大的溫室氣體制造者卻沒(méi)有簽署此條約。
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