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本帖最后由 a11aa11a 于 2009-8-18 00:17 编辑
作者：Ed Grabianowski and Jonathan Strickland
引自 http://science.bowenwang.com.cn/global-warming.htm
1. 引言
全球变暖曾经是一个鲜为人知的学术用语，当初只有关心这一问题的科学家使用它。他们对环境污染可能导致的气候问题深感忧虑。现在，即便人们并未真正理解这一概念，全球变暖也已经变得众所周知。如果碰到炎热的天气或反常的暴风雨，我们就会经常听到有人抱怨“天呐，又是全球变暖”。
果真是这样吗？在本文中，我们将了解什么是全球变暖，是哪些因素导致了这一现象，它可能带来怎样的影响。并非所有人都相信地球正在变暖；即使真的存在这种情况，也有一部分人认为我们并不需要为此大惊小怪。
究竟什么是全球变暖，它是如何发生的？
2. 天气与气候
天气是短时期的区域性概念。如果您所在的城镇将要在下星期二下雪，这里说的就是天气。气候是一个长期的概念，它并不局限于某个小区域。一个地区的气候是指该地区在较长时期内的平均天气状况。如果您所在的半球冬天寒冷多雪，这里说的就是您所在地区的一个气候要素。自从有气象记录以来，这里的冬天一直是寒冷而多雪，这样我们便能够知道下一个冬天一般会是什么样子。
值得注意的是，当我们谈到气候是一个长期概念时，我们指的是一段相当长的时期。对气候而言，几百年也只不过是弹指一挥间。实际上，气候的变化有时需要历经几万年才能完成。这就意味着，如果某个冬天碰巧不像往年那样寒冷，降雪量也不大，这并不表示气候发生了变化。即使您接连遇到两三个这样的冬季也不会对气候造成什么影响。这只能算是一种反常现象，虽然这种情况并未处于正常的统计范围内，但它并不能代表任何永久性的长期变化。
另外需要注意的是，即使气候发生微小的变化，也会带来巨大的影响。当科学家们谈论“冰期”时，您的脑海里可能会浮现一个冰雪皑皑的世界，其间的各种生命都在承受着严寒的考验。实际上，在上一个冰期内（冰期大约每50,000到100,000年重现一次），地球的平均温度只比现在的平均温度低5摄氏度。
全球变暖是指地球气温由于人类活动而在相对较短的时期内出现显著升高。
具体而言，如果地球气温在100到200年的时期内上升了1摄氏度或1摄氏度以上，就可将其视为全球变暖。在短短一个世纪内，平均温度上升0.4摄氏度也称得上是一个巨大变化。
气候的自然变化
如果让地球气温自然上升或下降1摄氏度，可能要历经几千年的时间。实际上，这种气温变化确实也会自然发生。除冰期循环外，影响地球气候变化的因素还包括：火山活动、覆盖地球大量面积的植物的寿命变化、太阳辐射程度的变化以及空气化学成分的自然变化。
3. 温室效应
全球变暖是由温室效应加剧引起的。温室效应本身并无害处，它可以使地球保持温暖，以利于生命存活。
不妨把地球想像成晴日里停放在停车场上的汽车，它们之间有几分相似。您可能已经觉察到，如果将汽车在那里停放一会，车内的温度就会变得比车外高得多。太阳的光线能够穿过车窗。这些光线的部分热量会被座椅、仪表板、地毯和垫毯吸收。而当这些物体释放热量时，这部分热量却不会全部透过车窗传播到外部。其中一部分会被反射回车内，这是因为座椅释放的热量与最初进入车窗的太阳光线有着不同的波长。这样，进入车内的能量要大于散发出的能量。造成的结果就是车内的温度逐渐升高。
太阳光穿过地球大气层到达地球表面，有大约70%的能量被陆地、海洋、植物和其他物体吸收，留在了地球上。另外30%的能量被云层、雪地和其他反射面反射回太空。但是，即使被吸收的这70%的能量也不会永远停留在地球上，否则地球将会变成一个燃烧的火球。地表上吸收了太阳热量的物体最终会将这些热量辐射出去。其中一部分会进入太空，另一部分则在碰到空气中的某些物质（比如二氧化碳、甲烷和水蒸气）后被重新反射到地球上。那些没能穿过地球大气层的热量使得地球的温度比外太空的温度要高，因为通过大气层进入地球的能量比反射出去的能量要多。这就是温室效应让地球保持温暖的原因。
没有温室效应的地球
如果根本没有温室效应，地球将变成什么样子？它很可能会变成另一个火星。由于火星的大气层不够厚，无法向其表面反射回足够的热量，因此火星上非常寒冷。一些科学家建议，我们可以让火星表面地球化，方法是向火星发送一些“工厂”，以便向火星的大气中喷放水蒸气和二氧化碳。如果这些气体生成得足够多，火星的大气层便可能开始增厚，并逐渐能够保留更多的热量，从而允许各种植物在其表面生长。一旦植物在火星上繁殖开来，它们就可以产生氧气。千百年之后，火星上的环境甚至可以允许人类在其中自由漫步——这一切都要归功于温室效应。
4. 全球变暖：发生了什么？
温室效应是由空气中的某些自然物质引起的。不幸的是，自从工业革命以来，人类就不断地将大量的这类物质排放到空气中。
发电厂、养牛场和汽车是二氧化碳和甲烷等温室气体的一些主要来源。
二氧化碳(CO2)是有机物质燃烧过程中释放的一种无色气体。它在地球空气中所占的比重不足0.04%，其中大部分是地球诞生初期由火山活动释放的。如今，人类活动正在将大量的CO2排放到空气中，造成二氧化碳的平均浓度不断升高[参考]。这些增加的浓度被视为全球变暖的主要因素，因为二氧化碳能够吸收红外辐射。脱离地球大气的大部分能量都采用红外辐射的形式逃逸，因此CO2越多，吸收的能量就越多，进而便会导致地球温度整体升高。
据世界观察研究所报告，全球释放的二氧化碳量已从1900年的约1亿吨增加到1995年的约7亿吨。该研究所还指出，地球表面的平均温度已从1860年的14.5摄氏度增加到1980年的15.3摄氏度。
一氧化二氮(N2O)是另一种重要的温室气体。虽然人类活动释放出的一氧化二氮的数量不如CO2那样多，但它的能量吸收能力要远大于CO2（大约为270倍）。因此，人们在控制温室气体排放时，也将N2O视为重点监控对象。现在，人们在种植农作物时普遍使用氮肥，这种物质会释放大量的一氧化二氮。此外，燃烧过程也会产生这种气体。
甲烷是一种易燃气体，它是天然气的主要组成部分。在自然界中，甲烷是在有机物质腐烂过程中产生的，它们通常以“沼气”的形式存在。人类制造甲烷主要采用以下几种方式：
* 从煤中提取
* 通过大群的牲畜（即消化气体）
* 通过稻田中的细菌
* 借助垃圾填埋场中腐烂的垃圾
甲烷的作用与空气中的二氧化碳相似，即吸收红外能量并将热能留在地球上。一些科学家甚至推测，在地球遥远的过去曾出现过一次大规模的甲烷泄漏（例如从海洋深处密封的大块甲烷冰释放），这使得地球温度在短期内急剧升高，从而在一定程度上导致了物种大灭绝现象（《发现杂志》，2003年12月）。
水蒸气
另一种温室气体
水蒸气是数量最多的一种温室气体，但气候变化所产生的水蒸气数量要远大于人类排放的数量。地球表面的水或湿气都可以吸收太阳及周围环境的能量。在吸收了足够的热量后，某些液体分子便有足够的能量从液体中脱离出去，并以水蒸气的形式飘散到空气中。在水蒸气不断上升的过程中，周围空气的温度会变得越来越低。最终，水蒸气的大部分热量会散失到周围的空气中，从而使它再次变回液态。地球的万有引力使液体“下落”到地面，从而完成整个循环过程。这一循环又称为“正反馈循环”。水蒸气比其他温室气体更难以测量，迄今为止，科学家们还不确定它在全球变暖过程中的具体作用。但是，NOAA网站对水蒸气有如下描述：
随着空气中水蒸气的不断增加，最终将有更多的水蒸气凝聚成云，从而能够反射更多传入的太阳辐射（这样将减少抵达地球表面的能量，进而减缓全球变暖的步伐）。
5. 全球变暖的影响：海平面
我们已经了解到，只要平均温度在几千年的时间内降低5摄氏度，就会出现一个冰期；那么，如果地球的平均温度在短短的几百年内就升高几摄氏度，又将出现什么情况？这个问题没有明确的答案。天气是一个复杂的现象，即使是短期的天气预报也不可能做到完全准确。而对于长期的气候预测，我们只能根据历史上的已知气候模式来进行推测。
全球变暖的一些可能的影响包括：海拔低的岛屿因海平面升高而爆发洪水、突发性暴风雨的频率增加以及冰河与冰盖溶化等。
全球的冰河和冰架可能会开始融化。实际上，这一影响已经显现出来了[参考]。地球表面大面积的冰层溶化可能加速全球变暖的过程，因为这会使本应从地球上反射出去的太阳能量减少（详见我们前面关于温室效应的讨论）。冰川融化的一个直接结果就是海平面上升。最初，这可能只有三到五厘米（但是，如果西南极冰原融化并塌陷到海洋中，海平面将上升3米，很多沿海地区可能会完全消失在海洋中）。另外，随着海水水温升高，水体将不断膨胀，又会进一步导致海平面升高。即使海平面只升高一点，都可能导致海拔低的沿海地区遭受洪水之灾。
热带风暴和飓风等在海洋上形成的暴风雨会从途经的温水中汲取猛烈而极具破坏性的能量。随着海洋水温的整体上升，这些暴风雨的数量和强度都将得到增加。
6. 全球变暖的影响：季节和生态系统
随着温度的升高，全球天气的突然变化将逐渐减少。在四季分明的温带地区，季节的更迭将不再像以前那样明显。这在一定程度上可能会使这些地区获益。然而，世界上的其他地区很可能出现温度持续升高以及降雨量骤减的现象，这样将造成长期干旱，并有可能导致荒漠化。
全球变暖最具破坏性的影响是对全球生态系统的影响，这也是最难预测的部分。地球上的很多生态系统都十分脆弱，即使是最微小的变化也可能让一些物种灭绝，而任何依赖它们的其他物种也将相继消亡。由于大多数生态系统是相互关联的，因此这种影响的连锁反应将是不可估量的。其结果可能是森林消失并变为草原，或是所有珊瑚礁全部死亡，诸如此类。很多物种的植物和动物将通过进化或迁徙来适应气候的变化，但也有很多物种将彻底灭绝。
全球变暖对人类的影响很难量化。老人和患者很容易中暑并受到其他形式的热损伤，每年可能会有数千人因此死亡。穷人和不发达国家/地区的境况将更糟，因为他们没有资金来源去应对因温度升高而带来的问题。降雨量减少会限制农作物生长，而沿海地区的洪灾又会导致水性疾病大面积传播。这样，将有大量的人口会因饥饿和疾病而死亡。
7. 全球变暖真的是一个问题吗？
一些人并不相信全球正在变暖，其理由如下：
* 他们认为，数据并未显示出全球温度存在明显的上升趋势，一方面是因为我们没有足够长的历史气候数据，另一方面是因为我们的现有数据也不够明确。
* 一些科学家认为，忧虑全球变暖的人士没有对数据做出正确的解释。换句话说，这些人一直在努力寻找统计数据中能够证明全球变暖的证据，而没有客观地看待所有数据并思考它们的真正含义。
* 有些人认为，地球的变暖有可能是气候的自然波动，或是由温室气体之外的因素导致的。
一些科学家承认全球变暖看起来的确存在，但他们并不认为有什么可担心的。这些科学家指出，人们可能低估了地球的自我调节能力。植物和动物能够适应天气模式的微小变化，全球变暖不会带来任何灾难。这些科学家认为，季节变化的稍稍延迟、降雨量的变化以及较为极端的天气，根本算不上什么灾难。他们还指出，因限制温室气体排放而造成的经济衰退比全球变暖对人类造成的影响要严重得多。
究竟谁说得对？这确实难以判定。大多数科学家都会这样告诉你：全球变暖确有其事，它可能具有某种害处，但这一问题的影响范围及其危险程度还难以定论。
8. 我们能阻止全球变暖吗？
我们可以尝试通过多种形式来阻止全球变暖。人们一般将所有这些做法归结为一句话：尽量不要使用产生温室气体的材料。在局部地区，通过节约能量将有助于实现这一目的。我们的很多家用电器所使用的电能都来自发电厂，而大多数发电厂是利用矿物燃料来发电的。因此，在不使用时关闭电灯。缩短淋浴时间以节约热水。在热天使用风扇代替空调。
德国慕尼黑宝马汽车公司、DOE/NREL、阳光车道运输公司(SunLine Transit Agency)供图
下面是其他一些减少温室气体排放的具体方法：
* 确保正确保养你的汽车。这能保证它更有效率地行驶，并降低有害气体的排放。
* 尽量步行或骑自行车。驾驶汽车产生的温室气体几乎比您进行的任何其他活动都要多。
* 在不使用电灯及其他家用电器时将它们关闭。虽然灯泡不会生成温室气体，但为灯泡供电的发电厂却会释放这种气体。
* 循环利用。未回收的垃圾最终将被倒进垃圾填埋场，并在那里生成甲烷；而对回收的商品进行加工比从头制造它们所需的能量要少。
* 广种树木及其他植物。植物可吸收空气中的二氧化碳并释放出氧气。
* 不要焚烧垃圾。这会向空气中释放二氧化碳和碳氢化合物。
汽车消耗矿物燃料，因此汽车体型越小、燃油效率越高，它释放的CO2就越少。在混合动力汽车中，这一优点更加突出。尽可能步行、骑自行车或合乘汽车去上班。
若要真正遏制温室气体的排放，我们需要开发非矿物燃料能源。如果水力发电、太阳能、氢发动机和燃料电池能够得到普遍应用，将极大地减少温室气体的排放。
世界大多数国家都签订了《京都议定书》，此条约旨在减少全球CO2及其他温室气体的排放。有35个工业化国家纷纷做出承诺，同意在不同程度上减少这些气体的排放。遗憾的是，美国这一全球最大的温室气体制造者却没有签署此条约。
一些可能减少温室气体排放的方法包括：用氢气作为汽车的燃料、增加太阳能电池的使用以及建造水力发电厂等。
资料来源
* Flavin, Christopher and Tunali, Odil.Climate of Hope:New Strategies for Stabilizing the World's Atmosphere.Worldwatch Institute, 1996. 1-878071-32-7.
* Jones, Laura, editor.Global Warming:The Science and the Politics.The Fraser Institute, 1997. 0-88975-184-6.
* Singer, S. Fred. Hot Talk, Cold Science:Global Warming's Unfinished Debate.The Independent Institute, 1998. 0-945999-78-x.
* Tesar, Jenny.Global Warming.Facts On File, 1991. 0-8160-2490-1.
* The EPA Global Warming Kids Page
http://www.epa.gov/globalwarming/kids/
* Earth Observatory:Global Warming
http://earthobservatory.nasa.gov/Library/GlobalWarming/
* NOAA:Global Warming
http://www.ncdc.noaa.gov/oa/climate/globalwarming.html
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窥视卡
雷达卡
发表于 2009-8-17 22:26
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千斤顶
显身卡
没准他们连蒸气机都懒得管. 反正二氧化碳是evil就对了. 
