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辩证地看温室效应

2013-07-05河北省迁安市第三中学064400王明利

地理教学 2013年14期
关键词:长波温室效应二氧化碳

河北省迁安市第三中学(064400) 王明利

在上个世纪,全世界的平均温度大约攀升了0.6℃,进入八十年代后,全球气温上升尤为明显(如图1所示)。近百年来全球的气候正经历一次以变暖为主要特征的显著变化,它对世界和我国的生态系统和社会经济产生了重大的影响。目前全球变暖问题已成为各国政府和科学界共同关心的重大问题。有人说温室效应是全球变暖的罪魁祸首,更有人说全球变暖和温室效应完全是一个概念。全球变暖能等同于温室效应吗?这样说显然不妥。我们应辩证地看温室效应。温室效应对人类的影响有利、有弊,而全球变暖仅属于异常的温室效应,属于弊的一面。

图1 1860年以来全球年平均气温的变化

温室效应是大气保温效应的俗称,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到达地面,而地面增温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。因其作用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。

全球变暖是由于人们焚烧化石矿物和森林火灾等产生的二氧化碳等多种温室气体,这些温室气体对太阳辐射具有高透过性,而对地球放射的长波辐射具有高吸收性,符合“温室效应”的原理,导致全球气候变暖。

一、从时间尺度来说

温室效应是地球存在温室气体(二氧化碳、氟氯烃、甲烷、低空臭氧、水蒸气和氮氧化物气体等)以来就存在的一种自然现象。全球变暖具有特定的时间,人类自诞生的二三百万年来,一直和自然界和谐相处、相安无事。可是,工业革命开始之后,大量燃烧矿物燃料,向大气排放了巨量的二氧化碳等温室气体,使地球大气返还给地面的热量日渐增多,也就是大气温室效应的增强导致了全球变暖。可以说全球变暖是温室效应中的一个时间段(如图2所示)出现的环境问题,这种全球变暖的环境问题可能会随着能源消费结构的优化、经济和社会的进步、人类环保意识和环保力度的增强,将来会逐渐缓解。

图2 温室效应和全球变暖发展简图

二、从成因分析

温室效应的成因:太阳短波辐射大部分能透过大气层到达地面,地面吸收太阳辐射能而增温,同时地面又把热量向外辐射,产生地面长波辐射(温度越高,波长越短);对流层大气中的二氧化碳和水汽将绝大部分(75%—95%)地面辐射吸收,使大气增温;大气增温的同时,也向外放射出红外线等长波辐射,大气辐射除一小部分透过大气射向宇宙外,大部分通过大气逆辐射的形式将热量返还给地面,这就在一定程度上起到了保温作用(如图3所示)。

图3 温室效应示意图

全球变暖由自然和人为两方面原因导致。自然原因:包括太阳活动、地球轨道参数的改变、地外物体的撞击等,其中对太阳黑子活动影响的研究较多。最近100年以来的太阳黑子相对数也呈现一个增加的趋势,与大气中的二氧化碳的浓度值和全球变暖的趋势基本吻合。人为因素:一方面人们在日常生产和生活中燃烧化石燃料释放大量的二氧化碳等温室气体。温室气体的排放量不断增加,引起温室效应增强,使全球变暖;另一方面,砍伐森林、耕地减少等土地利用方式的改变,间接改变了大气中二氧化碳等温室气体的浓度,也可使全球变暖。

从成因看,温室效应是一种自然现象,强调自然原因。而全球变暖在一段时间中,由于二氧化碳等温室气体排放过多所造成温室效应增强,主要是人为因素造成的温度上升,全球变暖符合温室效应的理论。全球变暖是温室效应的一个案例,在特定的时间、特定的条件下,温室效应会导致全球变暖,二者存在着很强的关联性和因果关系。全球变暖必然同时存在温室效应,但温室效应不一定会引起全球变暖,可以说温室效应是全球变暖的一个必要条件,全球变暖是温室效应的一个充分条件。

三、从影响来看

从定义中我们能看出,温室效应是一个中性词,指的是大气层中时刻存在的一种自然现象,有利、有弊;而全球变暖则是指一种有可能避免的大气环境问题,是一种生态破坏。

温室效应的利:温室气体使地球增温的作用很像是玻璃温室增温一样,地球如果没有温室效应,就不会有生命,温室效应是保证生命体有适合生存的温度环境的根本。根据理论计算,如果没有地球大气的温室效应,全球地面平均温度将是-18.5℃,而实际地表平均温度为15℃,因此大气温室效应使地表平均温度上升了33.5℃。温室对大多数人来说并不陌生,每到冬季,农田里排排温室和塑料大棚里春意盎然,碧绿鲜嫩的瓜果蔬菜花繁叶茂。为什么户外冰天雪地,而温室内却温暖如春呢?原来温室顶棚和四周的玻璃(或塑料薄膜)能够透进太阳光的短波辐射,而室内地面产生的长波辐射却很少能穿透玻璃(或塑料薄膜),这样热量就被留在室内,因此温室里的温度比室外要高出许多。

全球变暖则是温室效应的弊:全球变暖属于异常的温室效应,已经严重影响到地球的生态和环境,更是让很多地区遭受前所未有的灾难。全球变暖会对全球生态环境和社会经济产生重大影响。

第一,全球变暖会引起海平面上升。这一方面是因为在气温升高的同时,海水温度也随之增高,海水因膨胀而导致海平面抬升;另一方面因极地增温强烈,会造成部分极冰融化,引起海平面上升。海平面上升对沿海的低地国家及地区构成直接威胁。

第二,全球变暖会引起世界各地区降水和干湿状况的变化。例如中纬度温带地区会因变暖后蒸发强烈而变得干旱,现在农业发达地区将会退化成草原;高纬度地区会因变暖而降水增加,变得适宜温带作物生长。尽管变暖对局部地区可能带来一些好处,但从全球来说,人类社会为此调整经济结构而付出的代价将远远高于可能得到的好处。

第三,全球变暖危害人类健康。(1)全球气候变暖直接导致部分地区夏天出现超高温,引发的心脏病及各种呼吸系统疾病,每年都会夺去很多人的生命,其中又以新生儿和老人的危险性最大。(2)全球气候变暖导致臭氧浓度增加,低空中的臭氧是非常危险的污染物,会破坏人的肺部组织,引发哮喘或其他肺病。(3)全球气候变暖还会造成某些传染性疾病传播。

此外,全球变暖使有些地区极端天气、气候事件(厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等)出现的频率与强度增加。全球气候变暖还影响和破坏了生物链、食物链,导致物种减少甚至灭绝,破坏生态平衡。

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