全球变暖相关知识

2010-09-03 06:23
中国水能及电气化 2010年1期
关键词:温室效应海平面冰川

全球气候变暖是一种“自然现象”。人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时能够产生二氧化碳等多种温室气体,由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的穿透性,而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性,能强烈吸收地面辐射中的红外线,也就是常说的“温室效应”,这种效应的加剧导致了全球气候变暖。全球变暖的后果,会使全球降水量重新分配,冰川和冻土消融,海平面上升等,既危害自然生态系统的平衡,更威胁了人类的食物供应和居住环境。

什么是全球变暖?

全球变暖指的是在一段时间中,地球的大气和海洋温度上升的现象,主要是指人为因素造成的温度上升,原因很可能是由于温室气体排放过多。

近100多年来,全球平均气温经历了冷→暖→冷→暖两次波动,总的看为上升趋势。进入上世纪80年代后,全球气温明显上升。

全球大气层和地表这一系统就如同一个巨大的“玻璃温室”,使地表始终维持着一定的温度,产生了适于人类和其他生物生存的环境。在这一系统中,大气既能让太阳辐射透过而达到地面,同时又能阻止地面辐射的散失,我们把大气对地面的这种保护作用称为大气的温室效应。造成温室效应的气体称为“温室气体”,它们可以让太阳短波辐射自由通过,同时又能吸收地表发出的长波辐射。这些气体有二氧化碳、甲烷、氯氟化碳、臭氧、氮的氧化物和水蒸气等,过去1000年来导致全球气温变化的气体中最主要的是二氧化碳。近百年来全球的气候正在逐渐变暖,与此同时,大气中的温室气体的含量也在急剧地增加。许多科学家都认为,温室气体的大量排放所造成温室效应的加剧可能是全球变暖的基本原因。

人类燃烧煤、油、天然气和树木,产生的大量二氧化碳和甲烷进入大气层后使地球升温,使碳循环失衡,改变了地球生物圈的能量转换形式。自工业革命以来,大气中二氧化碳含量增加了25%,远远超过科学家可能勘测出来的过去16万年的全部历史纪录,而且目前尚无减缓的迹象。

大气中二氧化碳排放量增加是造成地球气候变暖的根源。国际能源机构的一项调查结果表明,美国、中国、俄罗斯和日本的二氧化碳排放量几乎占全球总量的一半。调查表明,美国二氧化碳排放量居世界首位,年人均二氧化碳排放量约20吨,排放的二氧化碳占全球总量的23.7%。中国年人均二氧化碳排放量约为2.51吨,约占全球总量的13.6%。

全球变暖的历史与预测

主流科学界一致认定全球变暖的事实是越来越清楚了,我们的气候每天在改变都是真实的,地球变暖正在进行中。在上世纪末以来,地球表面平均温度增加了约1.1℉(0.6℃)。在过去的40年中,气温上升约0.5℉(0.2℃~0.3℃)。在过去400~600年,全球持续变暖,在20世纪是更超过历史上任何一个时期。

此外,自然环境的变化也在支持全球变暖的事实。研究显示,有越来越多的植物和动物改变了其范围和行为来回应气候;高山冰川也在逐渐消退;在过去40年里,北极冰盖厚度已经下跌了大约40%;过去100年全球海平面上升速度比过去3000年快了约3倍。

自1800年测量仪器广泛地应用开始,在人类近代历史才有了一些气象记录,这些记录都来自不同的地方,精确度和可靠性都不尽相同。在1860年才有类似全球温度记录,到了1979年,人类更开始利用卫星温度测量来量度对流层的温度。依赖于详细的温度记录,最近50年的气候转变过程变得十分清晰。

根据仪器记录,相对于1860-1900年期间,全球陆地与海洋温度上升了0.75℃。自1979年以来,陆地温度上升速度比海洋温度快了约1倍(陆地温度上升了0.25℃,而海洋温度上升了0.13℃)。根据卫星温度探测,流层的温度每10年上升0.12℃~0.22℃。在1850年前的一两千年中,虽然曾经出现中世纪温暖时期与小冰河时期,但是大众相信全球温度是相对稳定的。

根据美国国家航空航天局戈达德太空研究所的研究报告估计,2005年是最温暖的年份,比1998年的记录高了摄氏百分之几度。世界气象组织和英国气候研究单位也有类似的估计,曾经预计2005年是仅次于1998年第二温暖的年份。

但在2000年后,各地的高温记录经常被打破。譬如:2003年8月11日,瑞士格罗诺镇录得41.5℃,打破139年来的当地同期的高温记录。同年,8月10日,英国伦敦的温度达到38.1℃,破了当地1990年的高温记录。同期,巴黎南部晚上测得最低温度为25.5℃,破了1873年以来的当地夜间高温记录。8月7日夜间,德国也打破了百年最高气温记录。在2003年夏天,台北、上海、杭州、武汉、福州都破了当地高温记录,而中国浙江省更快速地屡破高温记录,67个气象站中40个都连续刷新记录。2004年7月,广州的罕见高温打破了53年来的记录。2005年7月,美国有两百个城市都创下历史性高温记录。2006年8月16日,重庆最高气温高达43℃。台湾宜兰在2006年7月8日温度高达38.8℃,破了1997年当地同期高温记录。2006年11月11日是香港整个11月最热的1天,最高气温高达29.2℃,比1961年至1990年的平均最高温26.1℃还要高。

据新华社报道,美国科学家研究发现,古代农业活动曾使世界避免进入新冰川期。这说明,人类活动引起全球气候变暖可能持续了数千年。研究人员说,砍倒大树并开垦第一片田地的史前农民,使大气中甲烷和CO2等温室气体含量发生了很大变化,全球气温因此逐渐回升。

据魏格雷预测,到2400年,已存在于大气中的温室气体成分,将至少使全球平均气温升高1℃;不断新排放的温室气体,又将导致全球平均气温额外升高2℃~6℃。这两个因素还会分别引起海平面每世纪上升10厘米和25厘米。他在论文中说,要遏制气候变暖的趋势,现在就必须将全球温室气体排放控制在极其低的水平,即使这样,海平面上升的趋势恐怕也难以避免,每世纪10cm的上升速度可能是最乐观的预测。

由杰拉尔德・梅尔等人发表的论文则预测,由于“热惯性”的存在,即使本世纪中人类不向大气排放任何温室气体,到2100年全球平均气温也将至少升高0.5℃,海平面将上升11cm以上,其中海平面上升的速度比科学家早先的预测值高了一倍多。梅尔对此解释说,这是因为以前的预测没有考虑到冰川融化等的影响。

全球变暖对气候的影响

谁也无法确切地说明,将更多的二氧化碳和温室气体排放到大气中所造成的危害会有多严重?科学家正在估算气候变化所带来的危害。按目前的技术水平计算,2004年才阐明了大气中二氧化碳形成和消解的机理,发现温室效应是如何产生的。2006年才能准确的预知因地球升温而造成的海平面上升。然而真正理解这一切要到2050年。

温室效应自地球形成以来,就一直在起作用。如果没有温室效应,地球表面就会寒冷无比,温度就会降到零下20℃,海洋就会结冰,生命就不会形成。因此,我们面临的不是有没有温室效应的问题,而是人类通过燃烧化石燃料把大量温室气体排入大气层,致使温室效应与地球气候发生急剧变化的问题。

温室效应会产生什么样的影响呢?由于矿物燃料的燃烧和大量森林的砍伐,致使地球大气中的二氧化碳浓度增加,由于二氧化碳等气体的温室效应,在过去100年里,全球地面平均温度大约已升高了0.3℃~0.6℃,到2030年估计将再升高1℃~3℃。

当全世界的平均温度升高1℃,巨大的变化就会产生:海平面会上升,山区冰川会后退,积雪区会缩小。由于全球气温升高,就会导致不均衡的降水,一些地区降水增加,而另一些地区降水减少。如西非的萨赫勒地区从1965年以后干旱化严重;我国华北地区从1965年起,降水连年减少,与50年代相比,现在华北地区的降水已减少了1/3,水资源减少了1/2;我国每年因干旱受灾的面积约260万公顷,正常年份,全国灌区每年缺水300亿立方米,城市缺水60亿立方米。

由于气温升高,在过去100年中全球海平面每年以1~2毫米的速度在上升,预计到2050年海平面将继续上升30~50厘米,这将淹没沿海大量低洼土地;此外,由于气候变化导致旱涝、低温等气候灾害加剧,造成了全世界每年约数百亿以上美元的经济损失。

冰川融化

近年来,人们对从巴塔哥尼亚到瑞士的阿尔卑斯山地区的冰川因为“温室”气体的排放和普遍认为的南极冰川因温室效应融化速度加快的情况进行了观察。在南亚地区,问题并不是冰川是否在融化,而是融化的速度有多快?虽然全球变暖的许多不良影响可能要到21世纪末才会变得非常严重,但是尼泊尔、印度、巴基斯坦、中国和不丹等地的冰川融水可能很快就会给人们造成麻烦。

国际冰雪委员会(ICSI)的一份研究报告指出:“喜玛拉雅地区冰川后退的速度比世界其他任何冰川都要快。如果目前的融化速度继续下去,这些冰川在2035年之前消失的可能性非常之大”。国际冰雪委员会负责人塞义德・哈斯内恩说:“即使冰川融水在60~100年的时间里干涸,这一生态灾难的影响范围之广也将是令人震惊的。”

疾病肆虐

哈佛大学新病和复发病研究所的保罗・受泼斯坦注意到,植物也随雪线而移动,全世界山峰上的植物都在上移。随着山峦顶峰的变暖,海拔较高处的环境也越来越有利于蚊子和它们所携带的疟原虫这样的微生物生存。

西尼罗病毒、疟疾、黄热病等热带传染病自1987年以来在美国的佛罗里达、密西西比、德克萨斯、亚利桑那、加利福尼亚和科罗拉多等地相继爆发,一再证实了专家们关于气候变暖,一些热带疾病将向较冷的地区传播的科学推断。

新冰河期

关于全球变暖的另一项研究结果更令人吃惊,由北极冰原融化,降雨量增加以及风的类型的不断改变,大量淡水正汇入北西洋,从而对墨西哥湾暖流造成破坏。正是这些暖流把温暖的表层水从加勒比海带到欧州西北部,并使欧洲形成温暖的气候。而墨西哥暖流一旦因全球变暖被切断后,欧洲西北部温度可能会下降5℃~8℃之多,欧洲可能面临一次新的冰河时代!

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