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溫室效應的環境治理效果如何?

溫室效應(西班牙語Efecto Invernadero)是指傳遞太陽光的封閉空間與外界缺乏熱交換而形成的隔熱效應,即太陽的短波輻射可以通過大氣透入地面,但地面變暖後釋放的長短輻射被大氣中的二氧化碳等物質吸收,從而產生大氣變暖的效應。大氣中的二氧化碳就像壹層厚厚的玻璃,讓地球變成了壹個大溫室。據估計,如果沒有大氣,地表平均溫度將下降到-23℃,而實際地表平均溫度為15℃,這意味著溫室效應將使地表溫度升高38℃。

溫室效應又稱“溫室效應”,是大氣保溫效應的俗稱。大氣中二氧化碳濃度的增加阻止了地球熱量的流失,使地球感受到溫度的上升。這就是著名的“溫室效應”。破壞大氣與地面的正常關系,吸收地球釋放的紅外輻射,就像壹個“溫室”,使地球溫度升高的氣體稱為“溫室氣體”。二氧化碳是最大的溫室氣體,約占大氣總容量的0.03%。許多其他微量氣體也會產生溫室效應,其中壹些比二氧化碳更強烈。

大氣可以使太陽的短波輻射到達地面,但地面發出的長波輻射被大氣吸收,使地面和低層大氣溫度升高。因為它的功能類似於栽培農作物的溫室,所以得名溫室效應。如果大氣中不存在這種效應,地表溫度將下降約330℃或更多。另壹方面,如果溫室效應繼續加強,全球氣溫也將繼續逐年上升。自工業革命以來,人類排放到大氣中的二氧化碳等吸熱性強的溫室氣體逐年增加,大氣的溫室效應也隨之增強,引發了全球變暖等壹系列嚴重問題,引起了世界各國的重視。

除了二氧化碳、甲烷、臭氧、含氯氟烴、水蒸氣和其他在溫室效應中起重要作用的氣體。隨著人口的急劇增加和工業的快速發展,排放到大氣中的二氧化碳也相應增加;因為大量的砍伐森林,大氣中森林應該吸收的二氧化碳沒有被吸收,溫室效應因為二氧化碳的逐漸增加而不斷增強。據分析,在過去的兩百年裏,二氧化碳濃度增加了25%,地球平均溫度上升了0.5℃。預計到下世紀中葉,地球表面平均氣溫將上升1.5-4.5℃,中高緯度地區氣溫上升幅度更大。

空氣中含有二氧化碳,在過去很長壹段時間內含量基本保持不變。這是因為大氣中的二氧化碳始終處於“壹邊消耗壹邊增長”的動態平衡狀態。大氣中80%的二氧化碳來自人和動植物的呼吸,20%來自燃料的燃燒。散布在大氣中的二氧化碳有75%被地下水和海洋、湖泊、河流等大氣降水吸收並溶解在水中。另有5%的二氧化碳通過植物光合作用轉化為有機物並儲存起來。這就是二氧化碳多年來占空氣成分0.03%(體積分數)的原因。

但近幾十年來,由於人口的急劇增加和工業的快速發展,呼吸產生的二氧化碳和燃燒煤、石油、天然氣產生的二氧化碳已經遠遠超過了過去的水平。另壹方面,由於森林砍伐,大量農田被建成城市和工廠,破壞了植被,降低了二氧化碳轉化為有機物的條件。此外,地表水域面積逐漸縮小,降水量大大減少,吸收和溶解二氧化碳的條件減少,二氧化碳生成和轉化的動態平衡被破壞,使大氣中的二氧化碳含量逐年增加。空氣中二氧化碳含量的增加改變了地球的溫度。

在空氣中,氮氣和氧氣所占的比例最高,它們都可以透射可見光和紅外輻射。但是二氧化碳不行。它不能穿透紅外輻射。因此,二氧化碳可以阻止地表熱量向太空輻射,具有調節地球溫度的作用。如果沒有二氧化碳,地球的年平均溫度將比現在低20℃。但如果二氧化碳含量過高,會使地球仿佛在鍋裏,溫度逐漸升高,形成“溫室效應”。除了二氧化碳之外,還有其他氣體也會造成溫室效應。其中二氧化碳約占75%,氯氟烷烴約占15% ~ 20%,甲烷和壹氧化氮有30多種。

如果二氧化碳含量增加壹倍,全球氣溫將升高3℃ ~ 5℃,極地可能升高10℃,氣候將明顯變暖。氣溫上升將導致壹些地區降雨量增加,壹些地區幹旱,颶風強度增加,頻率增加,自然災害加劇。更令人擔憂的是,由於氣溫上升,極地地區的冰川將會融化,海平面上升,許多沿海城市、島嶼或低窪地區將面臨海水上漲的威脅,甚至被海水吞噬。20世紀60年代末,非洲撒哈拉以南的牧區發生了持續6年的幹旱。由於缺乏糧食和牧草,牲畜被屠殺,超過654.38+0.5萬人死於饑餓。

這是“溫室效應”給人類帶來災難的典型例子。因此,必須有效控制二氧化碳含量的增加,控制人口增長,科學使用燃料,加強植樹造林,綠化地球,防止溫室效應造成的全球性災難。

科學家預測,未來大氣中二氧化碳每增加1倍,全球平均氣溫將上升1.5 ~ 4.5℃,極地地區的氣溫升幅將比平均值高3倍左右。因此,氣溫上升必然會融化極地冰層,導致海平面上升。海平面上升對人類社會的影響非常嚴重。如果海平面上升1 m,直接影響的土地約為5×106 km2,人口約為1億,耕地約占全球耕地總面積的1/3。如果考慮到極端風暴潮和鹽水入侵,海拔5米以下的沿海地區將受到影響,這些地區的人口和糧食產量約占全球的1/2。部分沿海城市可能會向內陸轉移,大部分沿海平原會鹽堿化或沼澤化,不適合糧食生產。同時也會對河流中下遊造成災害。海水入侵,會造成河流水位上漲,泥沙淤積加速,洪水威脅加劇,河流下遊環境急劇惡化。溫室效應和全球變暖已經引起了全世界的關註。目前正在推動氣候變化國際公約,減少二氧化碳排放成為大勢所趨。

科學家預測,如果我現在開始適度砍伐樹木,到2050年,全球變暖將減少5%。

特性

溫室有兩個特點:溫度比外面高,不散熱。生活中能看到的玻璃大棚、蔬菜大棚就是典型的大棚。用玻璃或透明塑料薄膜做溫室,讓陽光直接照射進溫室,加熱室內空氣,而玻璃或透明塑料薄膜可以阻止室內熱空氣向外散發,從而保持室內溫度高於外界,提供有利於植物快速生長的條件。

結果

1)地球上病蟲害的增加;

2)海平面上升;

3)氣候異常,海洋風暴增多;

4)土地幹旱,沙化面積增加。

科學家預測,如果地球表面溫度繼續以目前的速度上升,到2050年,全球氣溫將上升2-4攝氏度,極地的冰山將大大融化,導致海平面大幅上升,壹些島國和沿海城市將被淹沒,其中包括幾個著名的國際城市:紐約、上海、東京和悉尼。

溫室效應會讓史前致命病毒威脅人類。

美國科學家近日警告稱,由於全球氣溫上升導致北極冰層融化,冰凍超過10萬年的史前致命病毒可能重現,導致全球疫情恐慌,嚴重威脅人類生命。

紐約州雪城大學的科學家在最新壹期的《科學家》雜誌上指出,他們早前發現了壹種植物病毒TOMV,由於它在大氣中廣泛傳播,因此推斷在北極冰蓋中也發現了這種病毒。於是研究人員從格陵蘭島提取了四塊冰,年齡從500萬年到654.38+0.4萬年不等,在冰中發現了TOMV病毒。研究人員表示,這種病毒的表面被壹種固體蛋白質包圍,因此它可以在逆境中生存。

這壹新發現讓研究人員相信,在冰層深處可能隱藏著流感、脊髓灰質炎和天花等壹系列流行病毒。目前人類對這些原始病毒沒有抵抗力。當全球氣溫升高,冰層融化時,這些埋藏在冰層中數千年或更久的病毒可能會死灰復燃,形成疫情。科學家表示,雖然他們不知道這些病毒的生存希望或再次適應地面環境的機會,但他們當然不能排除病毒卷土重來的可能性。

起源

溫室效應主要是現代工業社會過度燃燒煤、石油和天然氣造成的,這些燃料燃燒後向大氣中釋放大量二氧化碳氣體。

二氧化碳氣體具有吸熱和隔熱的作用。其在大氣中增加的結果是形成了壹層看不見的玻璃罩,阻止了太陽向地球輻射的熱量向外太空擴散,結果地球表面變熱。因此,二氧化碳也被稱為溫室氣體。

人類活動和自然也排放其他溫室氣體,如氯氟烴(CFC)、甲烷、低層臭氧和氮氧化物。在地球上,海洋中的浮遊生物和陸地上的森林,尤其是熱帶雨林,可以吸收大量的二氧化碳。

為了減少大氣中過量的二氧化碳,壹方面,人們需要盡可能地節約用電(因為發電需要燒煤),少開汽車。另壹方面,保護森林和海洋,例如,不要砍伐森林,防止海洋被汙染,以保護浮遊生物的生存。我們還可以通過植樹、減少壹次性木筷子的使用、節約紙張(紙木)和不踐踏草坪來保護綠色植物,讓它們吸收更多的二氧化碳來幫助減緩溫室效應。

新理論

自1975以來,地球表面平均溫度上升了0.9華氏度,溫室效應導致的全球變暖成為世界關註的焦點。學術界壹直公認,煤、石油、天然氣燃燒產生的二氧化碳是全球變暖的罪魁禍首。然而,美國戈達德太空研究所的詹姆斯·漢森博士經過幾十年的觀察和研究,提出了壹個新的觀點,即溫室氣體主要是碳塵等物質,而不是二氧化碳。

碳粒粉塵是壹種固體顆粒物,主要是燃燒煤、柴油等高碳燃料時碳利用率低造成的。它不僅浪費資源,而且造成環境汙染。大量的碳粒子聚集在對流層,導致了雲層的堆積,而雲層的堆積就是溫室效應的開始,因為地面熱量的40%到90%來自於雲層產生的大氣逆輻射。雲層越厚,熱量向外擴散越少,地球就越熱。

漢森博士記錄了各種溫室氣體的含量變化,發現二氧化碳的含量在1950和1970之間增加了近兩倍,而在20世紀70年代至90年代末則有所下降。用目前流行的理論很難解釋日益惡化的全球變暖現象。

漢森博士認為,除了碳塵之外,還有壹些氣體物質可以導致溫室效應,比如對流層中的臭氧(正常的臭氧應該集中在平流層)、甲烷以及毒性極強的氯氟烴。但這些汙染源的治理相對困難。幸運的是,近幾十年來,非二氧化碳溫室氣體的含量有所下降。如果對流層中甲烷和臭氧的含量也能逐年減少,再過50年地球表面平均溫度的變化幾乎為零。

碳粒粉塵不是不可避免的。隨著內燃機質量的不斷提高,甚至不使用內燃機的交通工具的出現,可以減少殘留的碳顆粒。如果漢森博士的理論能夠成立,將為地球降溫帶來新的希望,希望地球早日發燒。

在工業革命之前,大氣中二氧化碳的含量是280ppm。按照目前的增長速度,到2100年,二氧化碳的含量將增加到550ppm,也就是說,幾乎增加壹倍。世界各地的許多氣象學家都在努力研究二氧化碳含量增加壹倍後,全球平均氣溫會上升多少2100。

目前具體的方法是根據大氣運動和物理狀態變化的規律,設計壹個數值模型進行計算。但由於人們對大氣運動變化規律的認識不完善,采用不同的簡化計算方法,各模型的計算結果往往差別很大。因此,在80年代,美國科學院組織了壹個評估委員會,對這些模型的結果進行研究和綜合評估,最終得出的結論是,CO2倍增後全球平均氣溫將升高3℃,即1.5℃,即1.5℃-4.5℃。這是在這個問題上最權威的組織聯合國政府間氣候變化專門委員會的第壹份報告中使用的數字。

近年來,氣候模式的模擬能力有了很大提高,主要考慮了大氣中氣溶膠(懸浮在空氣中的微小顆粒)的作用。因為燃燒化石燃料時,會釋放出CO2,同時會釋放出硫化物等巨量氣溶膠。這種氣溶膠會阻擋壹部分陽光到達地面,從而降低地面溫度,起到降溫作用。氣專委估計其值為-0.5瓦/平方米。即1/3相當於CO2的增溫效應(1.56W/m2),略大於甲烷的增溫效應(+0.47W/m2)。主要基於這壹改進,IPCC在1996年發表的第二份報告中,將2100年CO2倍增後全球平均氣溫的增暖值由1.5℃-4.5℃改為1.0℃-3.5℃。評估報告還指出,由於海洋巨大的熱慣性,2100的增暖值只會實現50%-90%左右。

但模式計算的結果也表明,全球平均增暖1.0℃-3.5℃在全球分布不均勻,但赤道和熱帶地區沒有或幾乎沒有增暖,增暖主要集中在高緯度地區,量可達6℃-8℃甚至更多。這會造成另壹個嚴重的後果,那就是兩極和格陵蘭島的冰蓋會融化,造成海平面上升。北半球高緯度大陸的永凍土帶也會融化或變薄,造成大面積的沼澤。還有,海洋變暖後海水的體積膨脹也會導致海平面上升。在IPCC的第壹次評估報告中,預計海平面將上升70-140 cm(對應的氣溫上升1.5℃-4.5℃),在第二次評估報告中,比第壹次評估結果(對應的氣溫上升1.0℃-3.5℃)下降25%左右,最有可能的數值為50 cm。IPCC的第二份評估報告也指出,自19年底以來的百年間,全球海平面上升了10-25厘米,因為全球平均氣溫上升了0.3℃-0.6℃。

全球海平面上升,會直接淹沒人口密集、工農業發達的沿海低地,後果非常嚴重。1995 165438+10月在柏林舉行的《聯合國氣候變化框架公約》第二次締約方會議上,44個小島嶼國家組成了小島嶼國家聯盟,呼籲獲得生存權。

此外,指出CO2的增加不僅會引起全球變暖,還會導致全球大氣環流的調整和氣候帶向極地的擴展。包括中國北方在內的中緯度地區降水會減少,蒸發會因氣溫升高而增加,所以氣候會變得更加幹燥。大氣環流的調整,除了中緯度幹旱,還可能造成世界其他地區的氣候異常和災害。比如低緯度的臺風強度會增強,臺風的來源會向北擴展。氣溫升高還會引起和加重傳染病的流行。以瘧疾為例。在過去的五年裏,世界上的瘧疾發病率翻了兩番。現在全球每年約有5億人患瘧疾,其中200多萬人死亡。

然而,溫室效應並不全是壞事。因為最冷的高緯度地區變暖最大,農業區會大大推進到極地。CO2的增加也有利於植物的光合作用,直接增加有機質的產量。還指出,在中國和世界的歷史時期,暖期多為降水較多、幹旱區縮小的繁榮期,等等。

當然,在大氣溫室效應的問題上也有不同的看法。比如,以前有科學家認為現在的數值模型不成熟,計算結果過於誇張;百年上升0.3℃-0.6℃是正常的氣候變化,不能證明是大氣溫室效應造成的,等等。當然,這是少數意見。

然而,無可爭議的事實是,目前大氣中的CO2濃度和全球溫度正在迅速增加,溫室氣體的增加將導致全球變暖。如果等到問題到了人類可以清晰感知的程度,往往就很難扭轉了,那就太晚了。因此,我們現在必須高度重視,以便采取對策,保護人類賴以生存的大氣環境。

反措施

雖然到目前為止我們還不能拿出有效的解決方案,但是退而求其次就是盡力抑制排放量的增長,不能聽天由命。

第壹,暫定2050年為目標。如果目前的情況持續下去,綜合各種溫室氣體的影響,估計地球平均溫度將上升兩度以上。壹旦氣溫如此急劇上升,地球氣候將會發生巨大變化。

所以對於今天的計劃,無非是千方百計采取對策,盡量遏制上漲趨勢。目前國際輿論也在不斷向這個方向呼籲,各國研究機構也提出了各種具體對策。

不幸的是,在仔細研究了各種方案之後,到目前為止,還沒有發現壹種對策足以單獨解決問題。因此,我們有必要探索所有的可能性,並綜合考慮這些對策的效果如何。

首先,全面禁止含氯氟烴

事實上,全世界都在朝著這個方向努力,這種情況是最有可能實現的。如果這種情況能夠實現,預計到2050年全球變暖可以被抑制3%左右。

二,保護森林的對策

今天,依靠熱帶雨林為生的全球森林正遭到人類的嚴重破壞。有效的對策壹方面是盡快制止這種無節制的森林破壞,另壹方面是實施大規模植樹造林,努力促進森林更新。目前因森林破壞釋放到大氣中的二氧化碳估計約為1 ~ 2gt。每年的碳排放量。如果各國認真推進控制采伐和森林再生計劃,到2050年,整個生物圈每年可能吸收相當於0.7gt .碳的二氧化碳。這樣壹來,溫室效應可以減少7%左右。

第三,汽車燃油使用的改善。

日系車在這方面進行了升級,大大改善了過去的油耗。而在美國等地,或許是因為豐富的油層,在節油設計上並沒有明顯的提升,依然維持著過高的油耗。因此,該地區生產的汽車在改進燃油設計方面有充分發揮的空間。這種努力所導致的化石燃料消耗的減少估計到2050年將減少大約5%的溫室效應。

第四,在其他場合提高能效。

就是提高其他場合的能效。在今天的人類生活中,到處都在使用大量的能源,尤其是在房屋和辦公室的加熱和冷卻設備中。因此,在提高能源效率方面仍有大幅提升的空間,預計到2050年將對全球變暖產生8%左右的抑制作用。

五、化石燃料的生產和消費,按比例征稅。

通過這種方式,可以敦促制造商和消費者在使用能源時保持警惕,避免不必要的浪費。其稅收可用於森林保護和替代能源的開發。

任何化石燃料壹旦燃燒,都會排放出二氧化碳。然而,它的排放量會根據化石燃料的種類而有所不同。因為天然氣的主要成分是甲烷,所以它的二氧化碳排放量低於煤和石油。同樣,煤要產生1000卡路裏的熱量,必須排放相當於0.098克碳的二氧化碳;這是0.085克油。如果換成天然氣,只需要排出0.056克。

因此,建議按照天然氣、石油、煤炭的順序增稅。例如,在生產中,二氧化碳排放量高的煤炭在能源方面應被征稅0.50美元/10億焦耳,而天然氣僅被征稅0.23美元。也就是說,二氧化碳排放量越高,對化石燃料的征稅就越重。至於消費,稅率定為煤炭23%,天然氣13%。

當然,現階段只有這樣的想法。但如果付諸實踐,預計到2050年對全球變暖提供約5%的抑制作用。

六、鼓勵使用天然氣作為目前的主要能源。

因為天然氣排放的二氧化碳更少。最近日本城市普遍用天然氣代替液化氣,本案是為了進壹步推動這壹運動。但抑制變暖的作用並不太大,最多只有1%左右。

七、蒸汽機車的排氣限制。

因為汽車和機車的尾氣中含有大量的氮氧化物和壹氧化碳,所以希望減少其排放量。這種方法雖然不能達到直接減少二氧化碳的目的,但可以產生抑制臭氧、甲烷等其他溫室氣體的效果。預計到2050年,它將分擔約2%的對變暖的抑制作用。

八、鼓勵利用太陽能。

比如推廣所謂的“陽光計劃”等等。這種努力可以相對減少化石燃料的消耗,因此對減少溫室效應有直接作用。但即使積極推進這壹方案,對升溫至2050年也只有4%左右的抑制作用。其效果似乎並不如預期。

九。開發替代能源

利用生物質能作為壹種新的清潔能源。即利用植物通過光合作用產生的有機物作為燃料,替代現有的石油等高汙染能源。

燃燒生物能也會產生二氧化碳,與化石燃料相同,但生物能不斷從自然界吸收二氧化碳作為原料,因此可以成為可再生能源,反復循環,達到抑制二氧化碳濃度增長的效果。