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對氣候變暖的理解

全球變暖的背景

全球變暖是指全球溫度的升高。近100年來,全球平均氣溫經歷了冷-暖-冷-暖兩次波動,總體呈上升趨勢。20世紀80年代以來,全球氣溫明顯升高。

1981 ~ 1990,全球平均氣溫比100年前上升了0.48℃。全球變暖的主要原因是人類在過去的壹個世紀裏使用了大量的化石燃料(如煤和石油),並排放了大量的溫室氣體,如二氧化碳。由於這些溫室氣體對太陽輻射的可見光具有高滲透性,對地球反射的長波輻射具有高吸收性,這就是通常所說的“溫室效應”,從而導致全球變暖。

全球變暖的後果將使全球降水重新分配,冰川和凍土融化,海平面上升,這不僅會危及自然生態系統的平衡,還會威脅人類的食物供應和生活環境。

全球變暖趨勢的具體原因是,人們燃燒化石礦物產生能量或砍伐森林並焚燒時產生的二氧化碳進入地球大氣層。根據氣候模型,政府間氣候變化專門委員會預測,到2100年,全球氣溫將上升約1.4-5.8攝氏度(2.5-10.4華氏度)。根據這壹預測,在過去的65,438+00,000年中,全球溫度將發生巨大變化,這將對全球環境產生潛在的重大影響。

為了阻止全球變暖趨勢,聯合國專門制定了1992《聯合國氣候變化框架公約》,同年在巴西城市裏約熱內盧簽署生效。根據這壹公約,發達國家同意在2000年前將它們向大氣中排放的二氧化碳和其他“溫室氣體”減少到1990的水平。此外,這些年二氧化碳排放總量占全球二氧化碳排放總量60%的國家也同意向發展中國家轉讓相關技術和信息。發達國家向發展中國家轉讓的這些技術和信息將有助於發展中國家積極應對氣候變化帶來的挑戰。截至2004年5月,189個國家正式批準了上述公約。

全球變暖的歷史和預測

全球變暖是真實的,而且還在繼續!

主流科學界壹致認為,全球變暖越來越清晰。每天都在改變我們的氣候,這是真實的,他們也在進步。自20世紀末以來,地球表面平均溫度增加了約1.1f (0.6攝氏度)。在過去的40年裏,氣溫上升了大約0.5f (0.2-0.3攝氏度)。在過去的400-600年裏,全球變暖超過了20世紀歷史上的任何時期。

7年10這壹年發生在20世紀90年代,因為最強的壹個下午1998是最熱的壹年,因為可靠的測溫。

此外,自然環境的變化支持了地球正在變暖的事實;山區的玻璃廠也在逐漸衰落;在過去的四十年裏,北極冰層的厚度下降了大約40%。與之前的3000年相比,全球海平面上升速度比過去的100年快了約3倍。

越來越多的研究表明,植物和動物會根據氣候改變它們的活動範圍和行為。

根據儀器記錄,與1860年至1900年期間相比,全球陸地和海洋溫度上升了0.75攝氏度。自1979以來,陸地溫度的上升速度是海洋溫度的兩倍(陸地溫度上升了0.25攝氏度,而海洋溫度上升了0.13攝氏度)。根據衛星溫度探測,對流層溫度每十年上升0.12攝氏度至0.22攝氏度。在1850之前的1000-2000年,雖然中世紀有暖期和小冰期,但人們認為全球氣溫相對穩定。

根據美國國家航空航天局戈達德空間研究所的研究報告,估計2005年是最熱的壹年,比1998的記錄高出幾個百分點,因為測量儀器在20世紀60年代被廣泛使用。世界氣象組織和英國氣候研究小組也有類似的估計,並預測2005年將是繼1998之後第二最熱的壹年。

現代人類歷史上只有壹些溫度記錄。這些記錄來自不同的地方,其準確性和可靠性也不同。只是在1860年才記錄到類似的全球溫度儀。相信當年的記錄很少受到城市熱島效應的影響。從近千年的各種記錄所展示的遠期前景,可以看出過去1000年的氣溫記錄中的相關討論和分歧。最近50年的氣候變化過程非常清晰,這有賴於詳細的氣溫記錄。到1979年,人們開始利用衛星測溫來測量對流層的溫度。

2000年以後,各地的高溫紀錄經常被打破。例如,2003年8月11日,格羅瑙記錄的溫度為41.5攝氏度,打破了139的記錄。同年8月10,英國倫敦氣溫達到38.1,打破了1990的紀錄。同期巴黎南部夜間最低氣溫25.5攝氏度,打破1873以來的紀錄。8月7日夜,德國也打破了百年來的最高氣溫紀錄。2003年夏天,臺北、上海、杭州、武漢和福州都打破了當地的高溫記錄,而中國和浙江省打破高溫記錄的速度更快,67個氣象站中有40個刷新了記錄。2004年7月,廣州罕見的高溫打破了53年來的紀錄。2005年7月,美國200個城市都創下了歷史高溫紀錄。2006年8月16日,重慶最高氣溫達到43度。2006年7月8日,臺灣省宜蘭的氣溫達到38.8度,打破了1997的紀錄。2006年165438+10月11是香港最熱的壹天,最高氣溫29.2度,高於191至1990的平均最高氣溫26.1度。

據新華社電美國科學家發現,古代農業活動阻止了世界進入新的冰河時代。這說明人類活動導致的全球變暖可能已經持續了幾千年。研究人員表示,砍伐樹木、開墾第壹片田地的史前農民極大地改變了大氣中甲烷、二氧化碳等溫室氣體的含量,全球氣溫逐漸回升。

美國弗吉尼亞大學教授魯迪曼說:“如果不是早期農業帶來的溫室氣體,地球現在的溫度很可能是冰河時代的溫度。”魯迪曼承認,研究結果很有爭議。

美國國家大氣研究中心6月5438+07日表示,科學家通過兩項最新研究預測,即使全球溫室氣體排放量穩定在2000年的水平,本世紀全球變暖和海平面上升的趨勢也是不可逆轉的。

美國國家大氣研究中心的科學家在6月5438+08日出版的《科學》雜誌上發表了兩篇論文,從不同角度預測了全球氣候變化的趨勢。他們的成就將由聯合國下屬的政府間氣候變化專門委員會進行評估,並納入2007年出版的下壹期《全球氣候變化報告》。

在第壹篇論文中,美國國家大氣研究中心的Wei Gray提出了壹個簡單的數學模型來理解全球氣候變化。他認為,由於海洋的“熱慣性”,對溫室氣體等外界影響的反應是滯後的,本世紀全球變暖的趨勢只是之前溫室氣體排放的結果。

根據威·格雷的預測,到2400年,大氣中存在的溫室氣體成分至少會使全球平均氣溫升高1攝氏度;新釋放的溫室氣體將導致全球平均氣溫再升高2至6攝氏度。這兩個因素也會導致海平面每世紀分別上升10厘米和25厘米。

他在論文中說,要遏制氣候變暖的趨勢,現在就必須將全球溫室氣體排放控制在極低的水平。即便如此,海平面上升的趨勢也難以避免,每世紀10厘米的上升速度可能是最樂觀的預測。

傑拉爾德·邁爾(Gerald Mayer)等人發表的第二篇論文預測,即使人類在本世紀不向大氣排放任何溫室氣體,到2100年,全球平均氣溫也將上升至少0.5攝氏度,海平面將上升超過11厘米,其中海平面上升的速度是科學家早先預測的兩倍多。梅爾解釋說,這是因為之前的預測沒有考慮到冰川融化的影響。

梅爾的研究團隊利用兩套數學模型和超級計算機,分別模擬了全球溫室氣體排放量低、中、高時的氣候和海平面變化。

全球變暖的條件

地球氣候變暖與人類排放的大量溫室氣體導致的溫室效應有關。然而,日本和丹麥的研究人員最近指出,溫室氣體的增加並不是氣候變暖的唯壹原因,太陽活動的變化也起到了促進作用。

據《日本經濟新聞》報道,日本橫濱國立大學環境信息研究所的Koji Ito教授制作了壹張圖表。從圖中可以看出,近200年來地球平均溫度與太陽磁場強度的曲線基本壹致。伊東浩司總結說,太陽活動對氣候變暖也有影響,僅通過增加溫室氣體來解釋氣候變暖可能不夠全面。

太陽活動對地球溫度的影響長期以來壹直受到專家們的關註。壹般來說,太陽黑子多的時候,太陽活動劇烈。比如,歷史記載有記載,17世紀太陽黑子很少出現,當時的地球氣候比較寒冷。但地面獲得的探測信息也顯示,太陽活動強度變化引起的太陽輻射能量變化幅度只有0.1%,如此小的變化似乎對氣候沒有太大影響。

然而,最近國際空間科學界出現了壹種假說,認為太陽活動的變化會改變地球上空的雲量,“放大”太陽對地球的影響,進而影響氣候變化。提出這壹假設的丹麥科學家推測,發射到地球的宇宙射線可以更穩定地電離部分大氣,使雲容易形成,從而吸收大量太陽輻射,降低地球溫度。然而,太陽活動高峰期釋放的高速帶電粒子流可以幹擾射向地球的宇宙射線,使雲難以形成,進而導致地球溫度升高。目前,丹麥研究人員正在研究與雲形成相關的各種因素,以論證上述假說。

也有日本專家提出,雖然太陽輻射能量的變化只有0.1%,但他們發現,這種能量變化可以使地球大氣對太陽紫外線的吸收發生百分之幾的變化,而這種吸收的增加會使大氣臭氧層的溫度升高。日本氣象研究所第二研究部負責人Koji Bangyan表示,臭氧層溫度的變化會影響對流層,從而影響寒流和季風,但尚不清楚上述機制對全球氣候變暖的影響有多大。為了繼續研究這壹課題,由浩二邦彥等人組成的國際研究小組於去年開始工作。

全球變暖的原因

全球變暖的原因有很多,可以總結如下:

1.人口激增因素

近年來人口的快速增長是導致全球變暖的主要因素之壹。同時,它也嚴重破壞了自然生態環境之間的平衡。如此龐大的人口,每年自身排放的二氧化碳將是壹個驚人的數字,其結果將直接導致大氣中二氧化碳含量的不斷增加,從而直接影響地球表面的氣候變化。

2.大氣環境汙染因素

目前,日益嚴重的環境汙染已經成為全球性的重大問題,也是導致全球變暖的主要因素之壹。現在,關於全球氣候變化的研究已經明確指出,自上世紀末以來,地球表面的溫度已經開始上升。

3.海洋生態環境惡化因素

目前,海平面的變化呈上升趨勢。據有關專家預測,到下世紀中葉,海平面可能上升50厘米。如果不采取措施,將直接導致淡水資源的破壞和汙染等不良後果。此外,陸地活動產生的大量有毒化學廢物和固體廢物不斷排入海洋;海水中的重大溢油事件和人類活動對沿海生態環境的破壞是導致海水生態環境破壞的主要因素。

4.土地侵蝕、荒漠化和其他破壞性因素

5.森林資源銳減的因素

在世界範圍內,由於自然或人為因素,森林面積正在急劇減少。

6.酸雨的危害因素

酸雨對生態環境的影響已經引起了全世界越來越多的關註。酸雨會毀壞森林、酸化湖泊並危及生物。目前,世界上的酸雨大多集中在歐洲和北美,大部分發生在發達國家和壹些發展中國家,酸雨也在發生並迅速發展。

7.物種加速滅絕的因素

地球上的生命是人類的寶貴資源,生命的多樣性是人類生存和發展的基礎。但目前,地球上的生物物種正以前所未有的速度消失。

8.水汙染因素

根據全球環境監測系統的水質監測項目,全球約有65,438+00%的監測河流受到汙染。本世紀以來,人類的用水量在迅速增加,水汙染的規模也在不斷擴大,形成了壹對淡水供需矛盾。因此,水汙染的治理將非常迫切和重要。

9.有毒廢物汙染因素

越來越多的有毒化學物質不僅對人類的生存構成嚴重威脅,也對地球表面的生態環境造成危害。

全球變暖仍在繼續

中國氣象局國家氣候中心副主任羅勇表示,根據世界上許多科學家的預測,在未來50-100年,人類將徹底進入壹個變暖的世界。由於人類活動的影響,21世紀溫室氣體和硫化物氣溶膠的濃度迅速增加,這將導致未來100年全球、東亞和中國的氣溫迅速升高,全球平均地表溫度將上升1.4℃-5.8℃。到2050年,中國的平均氣溫將上升2.2℃。

“入冬以來罕見大霧天氣的頻繁出現,也是暖冬的標誌。”羅勇說,這次大霧天氣是“暖冬”造成的,強冷空氣很弱。全球變暖的現實不斷向世界各國敲響警鐘。氣候變暖已經嚴重影響了人類的生存和社會的可持續發展。它不僅是壹個科學問題,也是壹個涵蓋政治、經濟、能源的綜合問題。全球變暖的事實已經上升到國家安全的高度。

全球變暖的溫度預測

德國研究人員表示,未來全球氣溫可能遠高於壹些科學家此前的預測,如果新的計算機模型對氣候變化做出的預測是正確的話。

據路透社報道,由各國氣象學家組成、研究全球氣候趨勢的政府間氣候變化專門委員會(IPCC)預測,到本世紀末,隨著二氧化碳增加壹倍,全球氣溫將上升1.5至4.5攝氏度。然而,位於美因茨的馬克斯·普朗克化學研究所教授Mainrath Andrea及其研究團隊的最新計算方法顯示,全球氣溫上升的最大範圍可達6攝氏度。

安德裏亞教授說,這種新方法是將懸浮顆粒、溫室氣體和生物圈效應統壹起來,改變了之前對氣候變化的預測,即使它從可容忍的水平發展到更迅速和危險的情況。

安德裏亞教授將溫室氣體比作導致全球變暖的加速器,懸浮顆粒的存在可以減緩氣溫上升。懸浮顆粒是燃燒、化學物質和煙霧在空氣中產生的微小顆粒。隨著新的空氣凈化調節裝置的使用,懸浮顆粒的數量會減少,所以它的降溫效果也會變小。反之,全球氣溫會相應升高。

懸浮顆粒只能在大氣中停留壹周,而溫室氣體可以停留50年左右。也就是說,懸浮顆粒物的降溫效果下降很快,而溫室氣體下降很慢。這樣,在長期的競爭中,溫室氣體最終會戰勝懸浮顆粒,隨之而來的是灼熱的高溫天氣。

不過,安德裏亞教授也承認,這種情況具有高度的科學不確定性,氣候變化遠遠超出了經驗和科學理解的範圍。如果他的計算正確,21世紀的氣候變化將超過政府間氣候變化專門委員會的預測。

全球變暖的後果

據新華社電美國世界觀察研究所的研究人員近日警告說,全球氣候變暖將導致全球農業減產,下個世紀可能出現糧食短缺。研究人員在分析了聯合國和美國國家科學院發布的信息以及世界大米市場的走勢後,得出了這壹觀點。

根據世界觀察研究,全球氣候變暖和地下水位下降將成為全球糧食供應短缺的直接原因,這反映在全球大米價格的上漲趨勢上。

全球變暖也會導致海平面上升,沿海地區會被淹沒,大西島就是這樣被淹沒的。

美國政府公布的統計數據顯示,大米價格上漲了30%,達到每噸260美元,盡管去年全球糧食豐收,小麥和玉米價格下跌。

美國國家科學院去年發表的壹份研究報告顯示,水稻生長季節的異常升溫會降低收成。此外,世界許多地方的地下水位下降和水井枯竭也會影響糧食生產。

如何減緩全球變暖

地球變暖在很多方面改變了地球,壹些改變本身也會抑制地球的變暖趨勢。

第壹,地球變暖使得地球上的部分冰雪融化,全球液態水總量增加。但是液態水的比熱比冰雪高。由於溫室效應而增加的熱量並沒有顯著提高水的溫度,因為地球上液態水的總量增加了。雖然由於溫室效應而增加的熱量顯著提高了地球上巖石和陸地的溫度,但由於它與地球上的液態水進行了熱交換,並沒有顯著提高整個地球的溫度,這在壹定程度上抵消了溫室效應,延緩了地球上冰雪的融化。

其次,地球變暖使得地球上的綠色植物生長旺盛,它們的光合作用吸收了比地球變暖前更多的二氧化碳(溫室氣體的主要部分),固定了部分溫室氣體,不再阻止地球上的熱量向外輻射,也在壹定程度上抵消了溫室效應。

全球變暖增加了地球上液態水的總量,綠色植物吸收了更多的溫室氣體,進而延緩了全球變暖的趨勢,有利於實現平衡。當然,隨著地球變暖趨勢的緩解,地球上液態水和吸收的主要溫室氣體的增量越來越小。如果不減少二氧化碳等溫室氣體的排放,地球將再次升溫,引起新壹輪的液態水總量增加和地球上綠色植物的生長高峰,從而再次延緩地球變暖的趨勢。因此,在不減少二氧化碳等溫室氣體排放的情況下,上述平衡會交替形成和打破,使地球溫度比以前波動更大,而不是單調增加;如果減少或固定二氧化碳等溫室氣體的排放,就可以平復地球溫度的波動。

科學家提出了壹個大膽的想法,在地球周圍建造壹個人造太空環,由小顆粒或宇宙飛船組成,以屏蔽熱帶陽光,調節地球溫度。

但也有反對者認為,這個想法肯定會有壹些副作用,壹個能有效散射太陽光的粒子帶會讓每壹個夜空都像滿月時壹樣明亮;而且這個項目的預算會高得驚人,可能達到6萬億到200萬億美元。即使是世界上資金最雄厚的科研機構美國國家航空航天局也負擔不起。如果把散粒體換成飛船,預算可能會少壹些,估計可以降到5000億美元左右。

自地球誕生以來,大氣溫度幾經起伏,太陽輻射、雲量和溫室氣體等各種因素已經或正在影響我們的氣候。如果妳在地球周圍放壹個粒子帶或者航天器,赤道上空就會出現陰影。為了部署這些粒子,妳必須使用壹些特殊的控制航天器,像牧羊犬壹樣照看粒子群。

在過去的壹個世紀裏,地球的溫度明顯升高,這種趨勢在未來的壹百年裏還會繼續。許多研究證實,未來幾個世紀,地球溫度將上升1至20華氏度,海平面將明顯上升,壹些沿海城市將不復存在。有科學家指出,減少太陽光會降低地球的溫度,壹些地面或太空系統完全可以達到這個目的。但也有科學家指出,目前還無法計算出地球能吸收多少陽光,以及有多少陽光被反射回太空,這是實施上述計劃的關鍵壹步。

美國科學家的研究表明,古代農民的活動阻止了世界進入新的冰河時代。這壹結果表明,人類活動導致的全球變暖並不是壹個新現象,它可能已經持續了數千年。英國《觀察家報》近日援引研究人員的話稱,砍伐大樹、開墾第壹片田地的史前農民改變了地球大氣中甲烷、二氧化碳等溫室氣體的含量,全球氣溫逐漸升高。美國弗吉尼亞大學教授錢偉·魯迪曼說:“如果不是早期農業活動帶來的溫室氣體,地球現在的溫度很可能是冰河時期的溫度。”研究表明,如果沒有人類的幹預,地球將比現在低2攝氏度,不斷蔓延的冰蓋和冰川將影響世界許多地區。人類排放的壹些氣體,如二氧化碳、甲烷、含氯氟烴等,都有吸收紅外輻射的作用。這些氣體被稱為“溫室氣體”。它們在大氣中含量豐富,就像壹個蓋子,擋住了地面散發的熱量。就像壹個“溫室”,導致地表溫度上升。科學家稱這種現象為“溫室效應”。有壹種說法認為溫室效應是全球變暖的主要原因。這是科學家調查了過去100年二氧化碳排放量增加與氣溫上升之間的相關性後提出的。人們認為,控制溫室氣體排放可能會控制全球變暖,防止生態平衡破壞、農業變異和冰川融化等災害。當然,根據現代環境科學研究,溫室效應與全球氣候變暖的相關性仍在進壹步探索中。然而,人們確實感受到了全球變暖的異常。對此,科學家建議,控制溫室氣體排放可能是壹種預防措施。

全球變暖有兩個原因:燃燒煤炭和天然氣產生大量溫室氣體;對原始森林的肆意砍伐降低了吸收二氧化碳的能力。大氣和地表的系統就像壹個巨大的“玻璃溫室”,使地表始終保持壹定的溫度,創造適合人類和其他生物生存的環境。在這個系統中,大氣既能讓太陽輻射穿透到達地面,又能防止地面輻射損失。我們把大氣對地面的這種保護作用稱為大氣的溫室效應。造成溫室效應的氣體稱為“溫室氣體”,它可以讓太陽的短波輻射自由通過,同時吸收地表發出的長波輻射。這些氣體包括二氧化碳、甲烷、含氯氟烴、臭氧、氮氧化物和水蒸氣,其中二氧化碳最為重要。近百年來,全球氣候逐漸變暖,同時大氣中溫室氣體的含量也在急劇增加。許多科學家認為,溫室氣體的大量排放導致溫室效應的加劇,可能是全球變暖的根本原因。

排放溫室氣體的人類活動包括:所有化石能源燃燒活動都排放二氧化碳。在化石能源中,煤的碳含量最高,其次是石油和天然氣。化石能源開采過程中的煤氣、天然氣泄漏,釋放出二氧化碳和甲烷;水泥、石灰、化工等工業生產過程排放二氧化碳;甲烷是稻田、牛羊等反芻動物在消化過程中排放的;土地使用的改變減少了二氧化碳的吸收;垃圾釋放出甲烷和壹氧化二氮。當人類燃燒煤、石油、天然氣和樹木時,大量的二氧化碳和甲烷進入大氣層,使地球變暖,使碳循環失衡,改變了地球生物圈的能量轉換形式。自工業革命以來,大氣中二氧化碳的含量增加了25%,遠遠超過了科學家可能調查過的過去654.38+60萬年的所有歷史記錄,目前也沒有減緩的跡象。

全球變暖的主要原因是人類在過去的壹個世紀裏使用了大量的化石燃料(如煤和石油),並排放了大量的二氧化碳等溫室氣體。由於這些溫室氣體對來自太陽的短波輻射具有高滲透性,對地球反射的長波輻射具有高吸收性,因此它們還包括隱形的電磁汙染,這種汙染通常被稱為“溫室效應”,導致全球變暖。

世界上的森林主要分為三類:寒帶(北方)森林、溫帶森林和熱帶森林。據專家介紹,今天的森林生態系統是經過大自然8000年的演化逐漸形成的。如今,所有的原始森林都成了伐木業大規模開發利用的對象。在熱帶地區,許多現在已經消失的森林在過去的50年裏被砍伐殆盡。僅從1960到1990,就吞噬了4.5億多公頃熱帶森林,占世界熱帶森林總面積的20%;數百萬公頃的熱帶森林因伐木、開墾農田和礦產開采而退化。

此外,世界各地的非法伐木和木材產品非法貿易繼續加劇,特別是在擁有熱帶森林的發展中國家和俄羅斯等政府執法不力的國家。國際市場對廉價木材產品的需求使這種情況進壹步惡化。

根據氣候模型,政府間氣候變化專門委員會預測,到2100年,全球氣溫將上升約1.4 ~ 5.8攝氏度(2.5 ~ 10.4華氏度)。根據這壹預測,在過去的65,438+00,000年中,全球溫度將發生巨大變化,這將對全球環境產生潛在的重大影響。

我們的呼籲

為了保護我們共同的家園,請節約每壹滴水。

為了保護我們共同的家園,請種更多的樹來減緩沙漠化。

為了保護我們共同的家園,請不要再使用方便袋。

為了保護我們共同的家園,請不要隨意扔廢電池。

為了保護我們共同的家園,請減少二氧化碳排放,減緩全球變暖。

參考資料:

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