气候变暖与二氧化碳

1、 二氧化碳含量的增加与全球变暖的关系密不可分 首先，大气中温室效应气体CO2 所引起的温室效应早已存在。在地球大气层中有一些微量气体,它们的作用相当于给整个地球建造了一个巨大的温室,所以称它们为温室气体。地球大气中温室气体主要有水汽、二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、臭氧、氢代氯氟烃类化合物等。它们在太阳短波辐射段很少具有强辐射吸收带,而在长波段则具有强烈的辐射吸收带。这样造成太阳短波辐射可以透过大气使地球表面升温,而地球向宇宙空间发射的长波辐射则被大气吸收,使大气升温,而大气则向地面辐射能量从而保持地面温度。如果不存在温室效应, 据科学家计算, 地球表面的温度大约在- 18 左右, 而地球表面的实际

2、年平均温度为15 。自工业革命以来, 大气中温室气体量增加，温室效应已增强。 第二，二氧化碳是一种无毒的气体，对人体无显著危害作用，但它却能改变大气的热平衡。大气中二氧化碳含量的增加不影响太阳辐射穿过大气层。但由于二氧化碳能吸收地球的红外辐射，会引起近地面大气温度的增高。近地面大气变暖会使地面蒸发增强，造成大气中的水汽增多。大气中的水汽增多又会使近地面大气对地球红外辐射的吸收进一步增强。如此相互作用，由于大气中二氧化碳的增加改变了原有的大气热平衡，造成了全球气候变暖。 第三，有文献和数据表明，二氧化碳含量的增加与全球变暖的趋势的相关性不容小觑。现在全球每年排入大气中的温室气体CO2 总量估计为

3、100- 200 亿吨, 几乎全部来自矿物燃的燃烧, 天然来源和CO 的光化学氧化产生的CO2 所占比例很少。大气中CO2 浓度不断上升。1750 年时, 全球大气中的二氧化碳浓度为280ppm。1896 年约为296ppm, 1960 年约为320ppm。自1958 年以来, 在美国夏威夷的昌纳罗亚气象站连续监测了大气中的二氧化碳浓度变化。结果表明: 1950 - 1984 年, 大气中的二氧化碳浓度增加了23%, 这主要是燃烧矿物燃料所致, 大量的森林破坏也是造成二氧化碳上升的原因之一。 自从1958年开始对大气中CO2 的含量精确测量以来，每年的大气中CO2 含量的平均值是不断上升的，其

4、变化几乎是一个直线趋势（参见图1 ），趋势明显。52年来，大气中CO2 含量的年平均值是347.28ppm ，标准差是22.23，近年来的数值明显高于平均值，2010年达到创纪录的389.78ppm ，为历史之最。50年来，大气中CO2 含量以0.4%的增速增加，近年来有加速之势，过去 10年（20012010年）每年的平均增加2.04ppm ，增速为0.54% ，明显高于平均值，形势令人堪忧。 联合国环境规划署、世界气象组织和国际科学同盟提出的报告认为, 到2050 年, 二氧化碳的年排放量可能为100- 200 亿吨。一个全球性碳循环的模型预测值大气中的二氧化碳浓度是367- 531ppm

5、。虽然没有直接的证据证明大气中二氧化碳含量的增加就是全球变暖的原因，但在统计上二者有很强的关联性。首先，比较二者的变化趋势，将19592010年期间二者的数据显示在两轴的线图上（参见图2 ），可以看出，二者的长期趋势基本一致，都有一个线性趋势，只不过大气中二氧化碳含量的趋势更加明显，全球平均气温的波动大一些。经计算，19592010年二者的变化趋势一致性较差，1990年以来，大气二氧化碳含量持续增加，但全球平均气温却有反复，其变化趋势不如大气中二氧化碳含量的大，一致性不如以前，经计算二者的相关系数为0.839 9，比整个样本期间有所降低。 第四，尔出现的冰川I期在地球发展史上只占了整个地球历史

6、的十分之一，而绝大部分时问是处于温暖期。不过，在地球的历史中也曾存在过比现在更炎热的时期。而如今让人感到惊奇的是太阳变得越来越热了。和40亿年前比起来，它所释放的能量多了三分之一。如果地球的气候全部取决于太阳，地球也应该是变得越来越热。不过，宾夕法尼亚州州立大学的吉姆·卡斯汀在1981年提出，地球的气候保持相对的稳定原因要归于_二氧化碳地球的温度调节器。地球存在一个漫长的碳循环：一些有机物或碳酸盐岩形式的氧化碳被埋在地表的深处，后来通过火山爆发被释放到大气中。而碳循环的第一步是碳酸盐岩石的形成，当二氧化碳和硅酸盐岩石发生反应时，碳酸盐岩石就形成了，这个过程被称为侵蚀或风化。卡斯汀指出

7、，风化的进度取决于温度。当这个星球变得很炎热时，风化的速度也加快，大气中的二氧化碳会转移到地表深处，大气中的二氧化碳含量下降，地球的温度也就随之下降。当整个地球陷入严寒时，风化变慢，但是火山会将埋在地表的二氧化碳释放到大气中，所以二氧化碳的含量最终还是在上升。当然，二氧化碳这个温度调节器并不会像家里的空调或是冰箱，能在一夜之问将液态水变成冰块，它需要数十年才能起到重要的影响。所以地球的气候还是会在炎热和寒冷的两极摇摆。当然，它还是有助于我们解释为什么地球的温度始终能维持在保持有液态水的温度。 第五，尘埃能够有效降低太阳辐射，减少到达地面的热量的同时，它也会有效阻止地表辐射的热量，从而也达到了是地表温度升高的现象。 第六，哲学上讲究，有因才