河北省遷安市第三中學(xué)(064400) 王明利
在上個世紀(jì),全世界的平均溫度大約攀升了0.6℃,進(jìn)入八十年代后,全球氣溫上升尤為明顯(如圖1所示)。近百年來全球的氣候正經(jīng)歷一次以變暖為主要特征的顯著變化,它對世界和我國的生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了重大的影響。目前全球變暖問題已成為各國政府和科學(xué)界共同關(guān)心的重大問題。有人說溫室效應(yīng)是全球變暖的罪魁禍?zhǔn)祝腥苏f全球變暖和溫室效應(yīng)完全是一個概念。全球變暖能等同于溫室效應(yīng)嗎?這樣說顯然不妥。我們應(yīng)辯證地看溫室效應(yīng)。溫室效應(yīng)對人類的影響有利、有弊,而全球變暖僅屬于異常的溫室效應(yīng),屬于弊的一面。
圖1 1860年以來全球年平均氣溫的變化
溫室效應(yīng)是大氣保溫效應(yīng)的俗稱,是指透射陽光的密閉空間由于與外界缺乏熱交換而形成的保溫效應(yīng),就是太陽短波輻射可以透過大氣到達(dá)地面,而地面增溫后放出的長波輻射卻被大氣中的二氧化碳等物質(zhì)所吸收,從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng)。因其作用類似于栽培農(nóng)作物的溫室,故名溫室效應(yīng)。
全球變暖是由于人們焚燒化石礦物和森林火災(zāi)等產(chǎn)生的二氧化碳等多種溫室氣體,這些溫室氣體對太陽輻射具有高透過性,而對地球放射的長波輻射具有高吸收性,符合“溫室效應(yīng)”的原理,導(dǎo)致全球氣候變暖。
溫室效應(yīng)是地球存在溫室氣體(二氧化碳、氟氯烴、甲烷、低空臭氧、水蒸氣和氮氧化物氣體等)以來就存在的一種自然現(xiàn)象。全球變暖具有特定的時間,人類自誕生的二三百萬年來,一直和自然界和諧相處、相安無事。可是,工業(yè)革命開始之后,大量燃燒礦物燃料,向大氣排放了巨量的二氧化碳等溫室氣體,使地球大氣返還給地面的熱量日漸增多,也就是大氣溫室效應(yīng)的增強導(dǎo)致了全球變暖??梢哉f全球變暖是溫室效應(yīng)中的一個時間段(如圖2所示)出現(xiàn)的環(huán)境問題,這種全球變暖的環(huán)境問題可能會隨著能源消費結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)和社會的進(jìn)步、人類環(huán)保意識和環(huán)保力度的增強,將來會逐漸緩解。
圖2 溫室效應(yīng)和全球變暖發(fā)展簡圖
溫室效應(yīng)的成因:太陽短波輻射大部分能透過大氣層到達(dá)地面,地面吸收太陽輻射能而增溫,同時地面又把熱量向外輻射,產(chǎn)生地面長波輻射(溫度越高,波長越短);對流層大氣中的二氧化碳和水汽將絕大部分(75%—95%)地面輻射吸收,使大氣增溫;大氣增溫的同時,也向外放射出紅外線等長波輻射,大氣輻射除一小部分透過大氣射向宇宙外,大部分通過大氣逆輻射的形式將熱量返還給地面,這就在一定程度上起到了保溫作用(如圖3所示)。
圖3 溫室效應(yīng)示意圖
全球變暖由自然和人為兩方面原因?qū)е?。自然原因:包括太陽活動、地球軌道參?shù)的改變、地外物體的撞擊等,其中對太陽黑子活動影響的研究較多。最近100年以來的太陽黑子相對數(shù)也呈現(xiàn)一個增加的趨勢,與大氣中的二氧化碳的濃度值和全球變暖的趨勢基本吻合。人為因素:一方面人們在日常生產(chǎn)和生活中燃燒化石燃料釋放大量的二氧化碳等溫室氣體。溫室氣體的排放量不斷增加,引起溫室效應(yīng)增強,使全球變暖;另一方面,砍伐森林、耕地減少等土地利用方式的改變,間接改變了大氣中二氧化碳等溫室氣體的濃度,也可使全球變暖。
從成因看,溫室效應(yīng)是一種自然現(xiàn)象,強調(diào)自然原因。而全球變暖在一段時間中,由于二氧化碳等溫室氣體排放過多所造成溫室效應(yīng)增強,主要是人為因素造成的溫度上升,全球變暖符合溫室效應(yīng)的理論。全球變暖是溫室效應(yīng)的一個案例,在特定的時間、特定的條件下,溫室效應(yīng)會導(dǎo)致全球變暖,二者存在著很強的關(guān)聯(lián)性和因果關(guān)系。全球變暖必然同時存在溫室效應(yīng),但溫室效應(yīng)不一定會引起全球變暖,可以說溫室效應(yīng)是全球變暖的一個必要條件,全球變暖是溫室效應(yīng)的一個充分條件。
從定義中我們能看出,溫室效應(yīng)是一個中性詞,指的是大氣層中時刻存在的一種自然現(xiàn)象,有利、有弊;而全球變暖則是指一種有可能避免的大氣環(huán)境問題,是一種生態(tài)破壞。
溫室效應(yīng)的利:溫室氣體使地球增溫的作用很像是玻璃溫室增溫一樣,地球如果沒有溫室效應(yīng),就不會有生命,溫室效應(yīng)是保證生命體有適合生存的溫度環(huán)境的根本。根據(jù)理論計算,如果沒有地球大氣的溫室效應(yīng),全球地面平均溫度將是-18.5℃,而實際地表平均溫度為15℃,因此大氣溫室效應(yīng)使地表平均溫度上升了33.5℃。溫室對大多數(shù)人來說并不陌生,每到冬季,農(nóng)田里排排溫室和塑料大棚里春意盎然,碧綠鮮嫩的瓜果蔬菜花繁葉茂。為什么戶外冰天雪地,而溫室內(nèi)卻溫暖如春呢?原來溫室頂棚和四周的玻璃(或塑料薄膜)能夠透進(jìn)太陽光的短波輻射,而室內(nèi)地面產(chǎn)生的長波輻射卻很少能穿透玻璃(或塑料薄膜),這樣熱量就被留在室內(nèi),因此溫室里的溫度比室外要高出許多。
全球變暖則是溫室效應(yīng)的弊:全球變暖屬于異常的溫室效應(yīng),已經(jīng)嚴(yán)重影響到地球的生態(tài)和環(huán)境,更是讓很多地區(qū)遭受前所未有的災(zāi)難。全球變暖會對全球生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響。
第一,全球變暖會引起海平面上升。這一方面是因為在氣溫升高的同時,海水溫度也隨之增高,海水因膨脹而導(dǎo)致海平面抬升;另一方面因極地增溫強烈,會造成部分極冰融化,引起海平面上升。海平面上升對沿海的低地國家及地區(qū)構(gòu)成直接威脅。
第二,全球變暖會引起世界各地區(qū)降水和干濕狀況的變化。例如中緯度溫帶地區(qū)會因變暖后蒸發(fā)強烈而變得干旱,現(xiàn)在農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)將會退化成草原;高緯度地區(qū)會因變暖而降水增加,變得適宜溫帶作物生長。盡管變暖對局部地區(qū)可能帶來一些好處,但從全球來說,人類社會為此調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)而付出的代價將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于可能得到的好處。
第三,全球變暖危害人類健康。(1)全球氣候變暖直接導(dǎo)致部分地區(qū)夏天出現(xiàn)超高溫,引發(fā)的心臟病及各種呼吸系統(tǒng)疾病,每年都會奪去很多人的生命,其中又以新生兒和老人的危險性最大。(2)全球氣候變暖導(dǎo)致臭氧濃度增加,低空中的臭氧是非常危險的污染物,會破壞人的肺部組織,引發(fā)哮喘或其他肺病。(3)全球氣候變暖還會造成某些傳染性疾病傳播。
此外,全球變暖使有些地區(qū)極端天氣、氣候事件(厄爾尼諾、干旱、洪澇、雷暴、冰雹、風(fēng)暴、高溫天氣和沙塵暴等)出現(xiàn)的頻率與強度增加。全球氣候變暖還影響和破壞了生物鏈、食物鏈,導(dǎo)致物種減少甚至滅絕,破壞生態(tài)平衡。