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体球网即时比分手机版:溫室氣體與氣候變化(1)

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2013美国nba即时比分 www.480531.live 摘要:隨著人類社會經濟發展,環境問題越來越突出,溫室氣體與氣候變化更是成為國際社會關注的焦點。根據政府間氣候變化專門委員會IPCC第四次評估報告,在過去一百年內,即1906~2005年全球平均氣溫上升了0.74℃,最近50年升溫約為每10年升高0.13℃,是過去100年升溫的2倍,未來20年全球氣溫還會以每10年0.2℃的速度上升。全球變暖不可避免會引發一系列連鎖反應,不管是海平面上升還是極端氣候增多,其后果都不容忽視。本文將從溫室氣體和城市熱島兩個角度來分析氣候變化,對與之相關的蓋亞假說也有較詳細介紹。
關鍵詞:溫室效應 溫室氣體 源和匯 城市熱島 氣候變化 蓋亞假說
一、溫室效應原理
正如萬物生長靠太陽,太陽輻射穿透大氣層到達地球表面后,地球在增溫的同時也不斷對外輻射能量。研究表明,在漫長的歲月中,地球的能量收入和支出基本上處于平衡狀態,地表溫度大致上沒有什么變化。

根據熱力學基本定律,任何物體輻射能量的最大值所對應的波長與該物體溫度的乘積都等于同一個常數,也就是說,物體的溫度越高,其輻射出的電磁波波長越短,反之亦然。太陽表面溫度約為6000K,主要為短波輻射,而地球表面卻是長波輻射。地球大氣層中有些氣體對于太陽的短波輻射幾乎是透明,卻能強烈吸收地面的長波輻射再以大氣逆輻射的形式將大部分熱量返還地表,從而使地球表面從太陽輻射獲得的能量相對多,而散失到大氣層以外的熱量相對少,地球表面的溫度維持在一個適合人類生存的水平。這就是大氣的溫室效應,這些氣體稱為溫室氣體,主要包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟氯烴、臭氧、水蒸汽、二氧化硫以及一氧化碳等。

二、主要溫室氣體
IPCC第四次評估報告認為,過去50年全球平均氣溫升高其中90%以上與人類燃燒化石燃料排放的溫室氣體有關。自從1750年以來,由于人類活動的影響,全球大氣CO2、CH4、N2O和CFCs的濃度顯著增加,目前已經遠遠超出根據冰芯記錄得到的工業化前幾千年來的濃度值。全球大氣CO2的濃度增加主要是由化石燃料的使用和土地利用的變化引起的,而CH4和N2O濃度的增加主要由農業活動引起,CFCs從無到有完全是人類制造并在生產和生活中釋放到大氣中的。其中CO2濃度從工業化前約280ppm增加到2005年的379ppm,CH4濃度從工業化前約715ppb增加到2005年的1774ppb,N2O濃度從工業化前約270ppb增加到2005年的319ppb,CFCs從無到有,年平均以4%的速率增長。正因為這樣,20世紀后半期,北半球的平均氣溫是過去1300年間最高的。除1996年外,最近12年,即1995~2006年全球地面平均氣溫是1850年以來最高的時期。按照這樣的趨勢發展下去,21世紀末全球平均氣溫將升高2.4~6.4℃。

1.二氧化碳CO2

IPCC第三次氣候變化評估報告認為,氣候變暖至少66%以上與人類活動排放的二氧化碳有關。全球大氣CO2濃度從工業革命前的280ppm上升到了2005年的379ppm,冰芯研究表明,2005年大氣CO2濃度遠遠超過了過去65萬年來自然因素引起的變化范圍180~300ppm。過去10年CO2濃度平均每年增長1.9ppm,而有連續直接測量記錄以來的增長率為1.4ppm/a。18世紀中葉到20世紀40年代,大氣中的CO2含量平均每年增加0.06%,主要是工業革命以來的土地利用變化、毀林造田以及生物質燃燒等人類活動造成的。第二次世界大戰之后,人類開始大量使用化石燃料,大氣中的CO2濃度迅速上升,按照這樣的趨勢發展下去,全球變暖會越來越明顯。

 

表2 未來大氣中的CO2濃度值(ppm)

年份

2025

2050

2075

2100

大氣中CO2濃度值

404~425

434~480

456~536

469~614

數據來自IPCC第四次評估報告,2007

 

大氣中的CO2主要來源于各種燃燒過程、土壤或其他地方有機物的分解以及人群和動物的呼吸作用?;劑先忌帳頭諾腃O2從20世紀90年代的每年6.0~6.8GtC增加到2000~2005年的每年6.9~7.5GtC。20世紀90年代,與土地利用有關的CO2釋放量估計是每年0.5~2.7GtC,自然生態系統轉化為耕地使土壤碳貯量減少了38Gt。隨著人口劇增,呼吸作用產生的CO2也不容忽視。綠色植物通過光合作用會吸收大量CO2,全球森林生態系統中貯存的碳量為1146Mt,另外海洋也是一個巨大的碳匯。

 

表3 全球碳的主要源和匯(百萬噸/年)

化石燃料燃燒排放

5700

土地利用變化排放

2000

海洋吸收

2500

植物生態系統吸收

1000

CO2合計

自然源

人為源

年吸收

年增量

770000

23100

781400

11700

引自王彥佳. 氣候變化與溫室氣體減排,2005

 

 

2.甲烷CH4
隨著人口劇增、水田耕作以及畜牧業發展,大氣中的CH4濃度越來越高,全球大氣CH4濃度從工業革命前的715ppb增加到了20世紀90年代的1732ppb,2005年更是高達1774ppb,遠遠超過了過去65萬年來自然因素引起的變化范圍320~790ppb。據聯合國預測,21世紀末大氣中的CH4濃度將翻一番,達到3500ppb。

表4 大氣中CH4的濃度變化(ppb)

年份

工業革命以前

20世紀90年代

2005年

21世紀末

大氣CH4濃度

715

1732

1774

3500

數據來自冰芯資料和直接觀測與預測

                    大氣中CH4的每月平均混合比

 

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