大家好，歡迎收看我的百家號小林看天下事，今天小編要給大家的介紹的是溫室效應的形成及影響。
溫室效應
冰蓋融化、海平面上升、糧食短缺,以及因爭奪土地、淡水和自然資源而引發戰爭,這些是氣候科學家對地球文明的未來所做的可怕預言。這些預言都發源於約瑟夫·傅立葉1824年提出的一個觀點:地球的大氣正在捕獲陽光,積累熱量,致使我們的星球溫度上升,超出正常範圍。正在讓地球升溫的溫室效應和讓內部空氣升溫的花園溫室,兩者的作用原理大不相同。在花園溫室中,熱量以太陽可見光的形式自由地穿過玻璃,但它以熱空氣的形式準備跑出去時卻被困住了。
同樣,太陽光以可見光的形式照到地球上。而大氣就像是花園溫室的玻璃,對於這種輻射幾乎是透明的。於是陽光徑直穿過大氣,把能量傳遞給地面。但地球溫室效應和花園溫室的相似之處僅限於此。接下來,陽光致使地面溫度上升,發出熱輻射—主要在紅外線區域,比可見光的波長要長。而大氣對位於紅外線區域的熱輻射不那麼透明,這樣大氣就會吸收一部分熱輻射。一段時間後,大氣會向所有方向均勻地釋放熱輻射,其中一定會有一部分熱輻射是向下釋放的,從而讓地面溫度比沒有這個過程時更高。
這就是大氣的溫室效應。大氣中的某些氣體,如二氧化碳、甲烷、臭氧(一個臭氧分子由三個氧原子構成),會吸收紅外輻射,引起溫室效應。1824年,法國科學家及數學家約瑟夫·傅立葉( Joseph Fourier)首次提出了溫室效應假說。根據太陽的溫度以及地球與太陽的距離,傅裡 葉計算出了地表的溫度。他發現計算的溫度比實際觀測到的溫度要低很多。傅立葉在考慮差異的原因時推測,大氣層可能對地球有隔熱的作用。但是傅立葉沒有弄清其中的機理。
紅外吸收體
1896年,瑞典化學家斯凡特·阿倫尼烏斯( Svante arrhenius)解開了其中的奧妙。他了解到傅立葉對地表溫度的計算及其結果的偏差後,(正確地)假設這個偏差是由大氣中的二氧化碳引起的。當時已有實驗證實,二氧化碳吸收紅外輻射。不僅如此,阿倫尼烏斯還第一個預言了這對地球的意義。當時,工業革命如火如茶,人類正以前所未有的速度消耗著煤炭能源,向空中排放大量的二氧化碳。
阿倫尼烏斯指出,這將加劇傅立葉所說的溫室效應,讓全球變暖。然而,他的此番預言完全不像氣候科學今天所描繪的黑暗場景和末日劫難。相反,地球變暖成了值得慶賀的福音,因為人們在這之前剛剛發現,地球才經歷過若干冰期,冰期中大片地表都被冰封了。沒人擔心全球變暖,因為它能讓人類倖免於「全球變冷」這一極端氣候災難。不光如此,人們還認為,全球變暖對農業可能是個利好消息,能讓俄羅斯和加拿大荒蕪的凍土變成良田。
變暖的地球
那麼,世界正在變暖的證據在哪兒呢?1938年,英國工程師蓋·卡倫達( Guy Callendar)拿出了證據。他收集了地球在1890年到1935年間的平均溫度,發現地球溫度升高了0.5攝氏度。1958年,斯克裡普斯海洋學院的查爾斯·基林( CharlesKeeling)教授成立了一個項目,在夏威夷莫納羅亞火山監測二氧化碳,這時更多支持地球變暖的證據出現了。他證實,從1958年到2005年大氣中二氧化碳的含量從315ppm上升到了380pm。而在工業革命前的19世紀,二氧化碳含量只有280ppm。到了20世紀六七十年代,幾乎沒有人再質疑地球正在變暖的事實了。全球變暖的短期後果逐漸清晰,壓過了冰期對地球的遠期威脅。如果氣候科學家是對的,那麼在今後的幾百年間,冰蓋融化會使海平面上升,全球很多大城市,包括香港、倫敦和紐約,都有可能被淹沒。
懷疑派的回應
雖然基林和其他研究者取得了很多成果,但人類碳排放與全球變暖之間的聯繫似乎更難證實。對氣候變暖持懷疑態度的人認為,溫度上升是由太陽能量輸出的自然變化引起的。氣候理論模型的有效性也受到了質疑。比如,雲層的作用並沒有完全搞清楚:雲層在一定程度上會讓地球變暖,水蒸氣本身就是一種溫室氣體;但云層形成的白色覆蓋會反射太陽的溫暖光線,又有助於讓地球保持低溫。
不管怎樣,目前的科學共識是,全球變暖是由人類的活動引起的。2007年,負責調查氣候變化現象的組織—政府間氣候變化專門委員會(IPCC),發布了第四次報告指出:「20世紀中葉以來所觀測到的全球平均氣溫增長,很有可能(>90%)是由於人造溫室氣體的增加導致的。如果地球上的氣候逾越了關鍵的「引爆點」,那麼氣候變化就很難甚或不可能再逆轉了。在這之前。人類的未來取決於各國對二氧化碳排放的控制。令人堪憂的是有些科學家認為現在可能已經太遲了。