Question

为什么空气中的二氧化碳增多会造成温室效应? 原因

Answer 1

温室效应
概论
温室效应是指透射█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射入地面,而地面增暖后放出的长短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.大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个大暖房.据估计,如果没有大气,地表平均温度就会下降到——23℃,而实际地表平均温度为15℃,这就是说温室效应使地表温度提高38℃.
除二氧化碳以外,对产生温室效应有重要作用的气体还有甲烷、臭氧、氯氟烃以及水气等.随着人口的急剧增加,工业的迅速发展,排入大气中的二氧化碳相应增多；又由于森林被大量砍伐,大气中应被森林吸收的二氧化碳没有被吸收,由于二氧化碳逐渐增加,温室效应也不断增强.据分析,在过去二百年中,二氧化碳浓度增加25％,地球平均气温上升0.5℃.估计到下个世纪中叶,地球表面平均温度将上升1.5——4.5℃,而在中高纬度地区温度上升更多.
空气中含有二氧化碳,而且在过去很长一段时期中,含量基本上保持恒定.这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗” 的动态平衡状态.大气中的二氧化碳有80％来自人和动、植物的呼吸,20％来自燃料的燃烧.散布在大气中的二氧化碳有75％被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中.还有5％的二氧化碳通过植物光合作用,转化为有机物质贮藏起来.这就是多年来二氧化碳占空气成分0.03%（体积分数）始终保持不变的原因.
但是近几十年来,由于人口急剧增加,工业迅猛发展,呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳,远远超过了过去的水平.而另一方面,由于对森林乱砍乱伐,大量农田建成城市和工厂,破坏了植被,减少了将二氧化碳转化为有机物的条件.再加上地表水域逐渐缩小,降水量大大降低,减少了吸收溶解二氧化碳的条件,破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡,就使大气中的二氧化碳含量逐年增加.空气中二氧化碳含量的增长,就使地球气温发生了改变.
在空气中,氮和氧所占的比例是最高的,它们都可以透过可见光与红外辐射.但是二氧化碳就不行,它不能透过红外辐射.所以二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中,具有调节地球气温的功能.如果没有二氧化碳,地球的年平均气温会比目前降低20 ℃.但是,二氧化碳含量过高,就会使地球仿佛捂在一口锅里,温度逐渐升高,就形成“温室效应”. 形成温室效应的气体,除二氧化碳外,还有其他气体.其中二氧化碳约占75％、氯氟代烷约占15%～20％,此外还有甲烷、一氧化氮等30多种.
如果二氧化碳含量比现在增加一倍,全球气温将升高3 ℃～5 ℃,两极地区可能升高10 ℃,气候将明显变暖.气温升高,将导致某些地区雨量增加,某些地区出现干旱,飓风力量增强,出现频率也将提高,自然灾害加剧.更令人担忧的是,由于气温升高,将使两极地区冰川融化,海平面升高,许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁,甚至被海水吞没.20世纪60年代末,非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱.由于缺少粮食和牧草,牲畜被宰杀,饥饿致死者超过150万人.
这是“温室效应” 给人类带来灾害的典型事例.因此,必须有效地控制二氧化碳含量增加,控制人口增长,科学使用燃料,加强植树造林,绿化大地,防止温室效应给全球带来的巨大灾难.
科学家预测,今后大气中二氧化碳每增加1倍,全球平均气温将上升1.5～4.5℃,而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右.因此,气温升高不可避免地使极地冰层部分融解,引起海平面上升.海平面上升对人类社会的影响是十分严重的.如果海平面升高1 m,直接受影响的土地约5×106 km2,人口约10亿,耕地约占世界耕地总量的1/3.如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入,沿海海拔5 m以下地区都将受到影响,这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2.一部分沿海城市可能要迁入内地,大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化,不适于粮食生产.同时,对江河中下游地带也将造成灾害.当海水入侵后,会造成江水水位抬高,泥沙淤积加速,洪水威胁加剧,使江河下游的环境急剧恶化.温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注,目前正在推进制订国际气候变化公约,减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋.
科学家预测,如果我现在开始有节制的对树木进行采伐,到2050年,全球暖化会降低5%.
影响
受到温室效应和周期性潮涨的双重影响,西太平洋岛国图瓦卢的大部分地方,即将被海水淹没,包括首都的机场及部分住宅和办公室.
由于温室效应会导致南北极冰雪融化,水平线上升,直接威胁图瓦卢,所以该国在国际环保会议上一向十分敢言.前总理佩鲁曾声称图瓦卢是“地球暖化的第一个受害者”.
特点
温室有两个特点：温度较室外高,不散热. 生活中我们可以见到的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的温室.使用玻璃或透明塑料薄膜来做温室,是让太阳光能够直接照射进温室,加热室内空气,而玻璃或透明塑料薄膜又可以不让室内的热空气向外散发,使室内的温度保持高于外界的状态,以提供有利于植物快速生长的条件.
后果
1) 地球上的病虫害增加；
2) 海平面上升；
3) 气候反常,海洋风暴增多；
4) 土地干旱,沙漠化面积增大.
科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展,到2050年全球温度将上升2－4摄氏度,南北极地冰山将大幅度融化,导致海平面大大上升,一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中,其中包括几个著名的国际大城市：纽约,上海,东京和悉尼.
温室效应可使史前致命病毒威胁人类
美国科学家近日发出警告,由于全球气温上升令北极冰层溶化,被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日,导致全球陷入疫症恐慌,人类生命受到严重威胁.
纽约锡拉丘兹大学的科学家在最新一期《科学家杂志》中指出,早前他们发现一种植物病毒TOMV,由于该病毒在大气中广泛扩散,推断在北极冰层也有其踪迹.于是研究员从格陵兰抽取 4块年龄由 500至14万年的冰块,结果在冰层中发现TOMV病毒.研究员指该病毒表层被坚固的蛋白质包围,因此可在逆境生存.
这项新发现令研究员相信,一系列的流行性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能藏在冰块深处,目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力,当全球气温上升令冰层溶化时,这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活,形成疫症.科学家表示,虽然他们不知道这些病毒的生存希望,或者其再次适应地面环境的机会,但肯定不能抹煞病毒卷土重来的可能性.
由来
温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气,这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的.
二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能.它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是地球表面变热起来.因此,二氧化碳也被称为温室气体.
人类活动和大自然还排放其他温室气体,它们是：氯氟烃（CFC〕、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林,尤其是热带雨林.
为减少大气中过多的二氧化碳,一方面需要人们尽量节约用电（因为发电烧煤〕,少开汽车.另一方面保护好森林和海洋,比如不乱砍滥伐森林,不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存.我们还可以通过植树造林,减少使用一次性方便木筷,节约纸张（造纸用木材〕,不践踏草坪等等行动来保护绿色植物,使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应.
新说
自1975年以来,地球表面的平均温度已经上升了0.9华氏度,由温室效应导致的全球变暖已 成了引起世人关注的焦点问题.学术界一直被公认的学说认为由于燃烧煤、石油、天然气等产生的二氧化碳是导致全球变暖的罪魁祸首.然而经过几十年的观察研究,来自美国Goddard空间研究所的詹姆斯·汉森博士提出新观点,认为温室气体主要不是二氧化碳,而是碳粒粉尘等物质.
碳粒粉尘是一种固体颗粒状物质,主要是由于燃烧煤和柴油等高碳量的燃料时碳利用率太低而造成的,它不仅浪费资源,更引起了环境的污染.众多的碳粒聚集在对流层中导致了云的堆积,而云的堆积便是温室效应的开始,因为40%至90%的地面热量来自由云层所产生的大气 逆辐射,云层越厚,热量越是不能向外扩散,地球也就越裹越热了.
汉森博士对于各种温室气体的含量变化都做了整理记录,发现在1950至1970年间,二氧化碳 的含量增长了近两倍,而从70年代到90年代后期,二氧化碳含量则有所减少.用目前流行的理论很难解释仍在恶化的全球变暖的现象.
汉森博士认为,除了碳粒粉尘以外,还有一些气体物质能导致温室效应,如对流层中的臭氧 (正常的臭氧应集中在平流层中)、甲烷,还有巨毒无比的氯氟烃.但这些污染源的治理就相对困难些了.可喜的是,近几十年来非二氧化碳的温室气体含量已经有了一定的下降,如若 甲烷和对流层中的臭氧含量也能逐年下降趋势,那么再过50年,地球表面平均温度的变化将近乎零.
碳粒粉尘并不是不可避免的东西,随着内燃机品质的不断提高,甚或不使用内燃机的交通工 具的问世,不能烧尽而剩余的碳粒是可以减少的.汉森博士的学说能够成立,则给地球带来了降温的新希望,但愿地球早日退烧.