地球温室效应研究论文

1 什么是温室效应 1.1 概念的理解 温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。如果大气不存在这种效应，那么地表温度将会下降约330C或更多。反之，若温室效应不断加强，全球温度也必将逐年持续升高。自工业革命以来，揉向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列严重问题，引起了全世界各国的关注。 1.2 “温室”的特点 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。 1.3变成温室的地球 空气中含有二氧化碳，而且在过很长一段时期中，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。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，这样，地球就变成一个“温室”。 2 温室效应的功与过 2.1 温室效应的正面作用 众所周知 ，蔬菜大棚具有让阳光进人、阻止热量外逸的功能 ，人们将此称之为 “温室效应”。在地球大气中 ，存在一些微量气体 ，如二氧化碳、水蒸气、甲烷、一氧化碳、氟里昂、四氯化碳、二氧化硫、氨、氮的氧化物、硫和碳的氟化物等 ，它们也有类似于蔬菜大棚的功能 ，即让太阳短波辐射自由通过 ，同时强烈吸收地面和空气放出的红外线长波辐射，从而造成近地层增温。我们称这些微量气体为温室气体 ，称它们的增温作用为温室效应 。有关温室效应的另一种说法是：从太阳幅射出耒的光线，越过大气层时可以穿透具有与玻璃一样效应的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯碳化物等气体而抵达地球表面；然而，抵达地球表面的阳光经地表反射后，一些波长较长的光线的能量，会被二氧化碳、水蒸气等温室气体阻挡和吸收，不易散热于近地面的大气外，以致使地球上的温度会随着这些含量微小的温室气体在大气中含量的增多而增高。显而易见 ，大气中少量温室气体的存在和恰到好处的温室效应 ，对揉的生存是不可缺少的。要是没有温室气体 ，近地层的平均气温要比现在下降 33℃ ，地球会变成一个寒冷的星球。可见 ，温室效应是地球生物生存所必须的! 2.2温室效应的负面作用 近几十年来由于全球人口大量增加、工业快速发展、城市及其人口增多，火力发电量、石油用量、天然气用量和煤炭用量等大增，再加之大量森林被砍伐，有些草原由于放牧过度而产生退化，以及许多绿色植物用地被工业开发、被用于工业建设和建筑等 ，尤其是养殖业的发展，会使牛羊等牲畜消化掉草类食物后，从口中喷吐出比二氧化碳厉害得多的甲烷这种超级温室气体．正是由于揉以上种种不当的活动与行为，导致了地球大气中二氧化碳、甲烷、氟利昂、四氯化碳和二氧化硫等温室气体的增加 。很多科学家认为这是导致天灾频繁发生的重要原因，认为它会对各国的社会和经济的发展产生严重的影响，甚至还会使传染性和感染性的疾病增加。由此使得许多国家的政府和人民十分关注。许多国家在颁布的环境保护法中增加了应注意减排温室气体的条款 。较多的气象和环保方面的科技专家认为，只有全世界各国都重视减排温室气体 ，才能逐步稳定住地球大气中温室气体的含量，使地球各地的气候走上正常变化的轨道。 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。海平面上升对揉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。 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”。 2.3 温室效应的严重危害 由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。 它会带来下列几种严重恶果： �8�4 地球上的病虫害增加； �8�4 海平面上升； �8�4 气候反常，海洋风暴增多； �8�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可能淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市，如纽约、东京和悉尼等。 2.4温室效应可使史前致命病毒威胁揉 美国科学家近发出警告，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，导致全球陷入疫症恐慌，揉生命受到严重威胁。 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，目前揉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。 3揉活动对自然大气温室效应的影响 揉活动对自然大气温室效应的影响可分为两种情况：一是改变自然大气中各种温室气体的含量，二是改变大气温室效应的自然因子。 随着揉工业活动的发展，大气中的微量气体 CO2 、CH4 及 N O2等含量一直在升高。研究古代气候的资料表明，CO2 和 CH4 含量的变化与温度长期呈现高度的正相关关系，还表明它们曾作为温室效应因子影响了全球古冰河时期的气候变化。理论研究和模式模拟证实，大气 CO2 和 CH4含量增加能增强 自然界大气的温室效应，引起全球平均气温升高。 温室效应变化是地面热量平衡移动的结果，任何能造成平衡移动的因素都会造成地面温度的变化。揉的活动通过改变下垫面对太阳辐射的反射率及水热特性，影响地面的热平衡，从而导致自然界大气温室效应的变化。 植被从两个方面影响自然大气的温室效应，与裸地相比，反射率较低，增加了下垫面对太阳短波辐射的吸收，下垫面热平衡向增温方向移动；另一方面，植被径叶存蓄大气降水，植被的枯枝落叶也能存留雨水，从而增加了蒸发及蒸腾的水分供给量，下垫面蒸散量增加，导致了热量的损耗，使得下垫面热量平衡向降温方向移动。两者综合作用，其结果是绿色植物在夏季具有明显的降温作用，在冬季则不太明显。所以，大面积的植被被破坏，如砍伐森林、草场退化、土地裸露等都可以造成自然大气温室效应的变化。灌溉是农耕活动的重要组成部分，经过灌溉的土地，土壤湿润，热容量增加，蒸发到空气中的水汽也大大增多，蒸发吸收了热能，会导致地面和地层空气降温。降温效果在于旱区特别突出，经灌溉的土地平均气温比半沙漠区低 5~C。大规模的灌溉甚至能使区域范围内的气候发生某些改变。 土地利用方式和变化也可改变下垫面水热平衡，对局域气候产生影响，如水库的湖泊效应，城市的热岛效应，沙漠垦区的绿洲效应等。在大气层里微量气体的浓度变化方面表现明显的有CO2、CH4 和NO2等，其中以CO2 及 CH4 浓度的变化最为明显。CH4 和 NO2等浓度较低，影响极小，CO2 含量的变化就成了影响大气温室效应变化的主要因素。 4温室气体效应与气候发生突变的可能性 美国主流的科学界近几年一直坚持认为，现在就断言气候将发生突变为时尚早，如果气候突变难以避免的话 ，也只能在几十年后发生。他们说，理论上，在全球气候变暖的情况下，世界上有些地区气温会上升但有些地区会下降。在变暖以后的地球，中高纬度地区增加的雨水再加上融化的冰河，会为海洋注入新的水流。这会影响一些像墨西哥暖流这样从热带地区传送热量到北部的洋流，使北美和欧洲反而相对会变冷。当然，即使这一切真的发生，也要经过十几年甚至几十年的时间，因为海洋传递热量要比大气慢得多。