太阳与人：地球变暖原因

2023-11-17 理论教育版权反馈

【摘要】：虽然太阳活动剧烈和温室气体的大量排放都会导致地球变暖，但现在还无法分辨哪个因素的影响更大。大部分欧洲专家认为，导致全球气候变暖的罪魁祸首是二氧化碳等“温室气体”。地球工程技术就是旨在通过人类干预改变地球陆地、海洋或大气来减缓全球变暖。

气候变化已是不争的事实。今日，我们的地球比过去两千年都要热。如果情况持续恶化，于21世纪末，地球气温将攀升至两百万年来的高位。更重要的是，目前的暖化是全球性的，而且无法用自然界的机制来解释。科学界广泛认为人类要为气候变化负上大部分责任，而且我们今日所做的决定，会影响将来的气候。

那么我们是怎样改变了气候的呢？

过去一百多年间，人类一直依赖石油煤炭等化工燃料来提供能源。燃烧化石燃料时，大量温室气体（二氧化碳等）被排放并积聚于大气层，成为气候变化的元凶。

气候变化的进程、严重性和对不同地区的影响仍是未知之数，但科学家已证实了以下数点：

某些气体如二氧化碳，在大气层里形成了温室效应，阻止热力反射回太空，使地球气温持续上升。

燃烧化石燃料（如：煤炭、石油等）会释放更多二氧化碳至大气层。

二氧化碳虽不是最强的温室气体，但由于人类活动而产生的二氧化碳含量提高，故成为温室效应的元凶。

目前二氧化碳于大气中的浓度是15万年来最高的。

由于二氧化碳的排放，全球平均温度将比工业革命之前上升1.3℃看来是无可避免的。限制升幅在2℃以内，是防止气候变化带来更严重灾难的唯一方法。

如果温室气体的排放再不被控制，气候变化的速度将会是人类有史以来最快的。气候反馈机制极可能带来急剧而不能补救的气候逆转，没有人知道气候变化到了什么程度会导致“世界末日”。

在大气中有些含量十分微小，却会对气候造成相当程度影响的气体，这些气体擅长吸收长波辐射但不吸收短波辐射，它们允许约50%太阳短波辐射能量穿过地球大气，这些能量会被地表吸收；地表在吸收这些能量后，本身会放出长波辐射，但这些由地表或大气放出的长波辐射却会被刚才提到的那些气体吸收，并且再将之放射出來，使得地表及对流层温度升高。在夜晚，这些气体继续放射长波辐射，地面就不会因为缺乏太阳的加热而变得太冷。因此我们称这些气体为“温室气体”，它们的影响则称为“温室效应”。

大气中的这些温室气体就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。假若没有大气层，地球表面的平均温度不会是现在适宜的15℃，而是十分低的-18℃。这就是说温室效应使地表温度提高33℃。有了温室效应，才使地球保持了相对稳定的气温，从而使生命世界繁衍生息，兴旺发达。

不论地表和大气内的物理过程如何复杂，进入与离开大气中的辐射能量之间必须保持平衡。如果这种平衡一旦被破坏，它可以通过地球表面温度的升高来恢复平衡。可造成这种辐射平衡破坏的主要因子是由于人类活动引起的大气中温室气体的增加，由此而造成的地表温度的进一步增加被称为增强的温室效应。这种增强的温室效应实际上是由于人类活动引起的附加在自然温室效应之上的一种温室效应，虽然其量值比自然温室效应小得多，但其增暖作用的意义是非常重要的。

人类活动使温室效应日益加剧，以至于影响气候。自工业革命以来，资源与能源大量消耗，特别是煤、石油、天然气等物质的燃烧所排放的大量CO2含量增加。目前全球平均温度经1000年前上升了0.3℃～0.6℃。而在此前1万年间，地球的平均温度变化不超过2℃。联合国机构还预测，由于能源需求不断增加，到2050年，全球平均气温将上升1.5℃～4.5℃。

很多科学家认为，二氧化碳排放增多带来的温室效应是全球迅速变暖的主要原因。不过，在2007年初，英国电视四台却发出了不同声音。该台播放的纪录片称，“人造”的全球性变暖是“现代社会的最大骗局”，太阳才是“真凶”。纪录片还称全球变暖是“一个价值数十亿美元的全球产业，它由狂热的反工业化环境主义者制造，由科学家兜售的可怕故事来筹资，还获得了政治家和媒体的舆论支持”。由于此片显然跟联合国公布的研究报告唱起了反调，因而引起了西方媒体的关注。

参加纪录片的渥太华大学教授伊安·克拉克说，全球变暖可能是太阳活动加剧造成的，而且从南极取得的冰核样本显示，地球的温暖期在二氧化碳排放量增加前800年就开始了。世界范围的经济繁荣发生在二战以后，这产生了大量二氧化碳，按照其他科学家的观点，这应该导致气温上升，但大部分全球变暖都发生在1940年以前，1940年后，全球气温不升反降了40年。

事实上，这个观点并非首创。美国乔治·马歇尔研究所1989年曾发表报告称，“太阳密度的周期变化可以抵消与温室气体有关的气候变化”，也就是说，全球变暖该怪太阳。

除人们最常见的“温室效应说”和上述观点外，有关全球气候变暖的原因还有几种说法，如宇宙射线说、动物废气说等等。

中国科学院大气物理研究所一位科学家认为，太阳活动加剧地球变暖的观点不代表主流，在权威学术杂志中，大量以科学论证为基础的科学论文都认为，人类行为是造成全球变暖的主要原因。联合国“政府间气候变化专门委员会”公布的研究报告也这样认为。什么原因造成了全球变暖只能靠科学猜测，是存在不确定性的，科学家对这些不确定性进行评估，然后给出一个概率。2001年联合国公布报告时，对于是不是人类行为造成了全球变暖，报告中用的是“可能”这个词，这个通过全世界2000多名科学家的研究写出的报告认为，人类行为是原因的概率超过66%。而到了2007年，在回答同样问题时，报告用词变成了“非常可能”，概率增加到90%以上。

德国著名的马克斯·普朗克学会的气象学家索兰基教授认为，近60年是太阳活动最活跃的时期。虽然太阳活动剧烈和温室气体的大量排放都会导致地球变暖，但现在还无法分辨哪个因素的影响更大。大部分欧洲专家认为，导致全球气候变暖的罪魁祸首是二氧化碳等“温室气体”。(www.chuimin.cn)

还有欧洲气象学家通过卫星监测和计算机计算认为，大气污染阻碍了地球散热，是地球日益变暖的根本原因。

随着全球变暖，极端天气气候事件的增加，科学家们考虑给地球“动手术”来解决“地球发烧”给人类带来的种种困扰。地球工程技术就是旨在通过人类干预改变地球陆地、海洋或大气来减缓全球变暖。

为了阻止全球变暖的进程，科学家想出了许多大胆的地球工程计划。例如，人工喷射大量硫粒子至大气层，制造一层隔热保护膜冷却地球，或是通过将一支由1900艘船组成的船队分布在海洋里，利用风能吸取海水，通过高高的烟囱喷射到空中形成巨大的白云以反射阳光等等。

但是，一些科学家们讨论了地球工程的可行性，其结论认为，进行全球规模的地球工程弊大于利。美国杜克大学全球变化中心主任罗伯特·杰克逊说：“地球工程使用的范围越大，给环境带来的危险也就越高。”他说，以人类现阶段对地球自然系统的了解，尚不清楚如果自然系统发生全球性改变会带来怎样的后果。

以喷射硫粒子为例，这种在全球范围内实行的地球工程是打算将浅色的硫颗粒或其他气溶胶释放入大气，形成一层隔热保护膜，将阳光射线反射回太空，从而降低全球温度。这一方法是对火山爆发给地球带来降温效果的模拟，例如，1991年，菲律宾火山的爆发就曾使地球降温达17℃。

但是美国国家大气研究中心的塞蒙尔·提尔姆斯认为，这一方法除了有可能给地球带来降温效果以外，还会引起当地气温和降水的明显变化。她对其效果的模拟也预测到硫会破坏大气中的臭氧，使大量紫外线到达地球表面。

她说，北极地区臭氧的大量减少可能导致到达地球的紫外线增加，给当地生态带来危险，而南极上空臭氧洞的恢复也可能会推迟数十年。

另一个大规模的地球工程计划则是向海洋中添加硫酸铁，促进海里浮游生物的生长，这些浮游生物吸收二氧化碳，从而有效减低地球温室效应。但俄勒冈州立大学的查尔斯·米勒说，虽然浮游生物的增加可以吸收更多的二氧化碳，但其死亡和下沉也会消耗大量氧气，在海洋中形成大量的死亡区。另外，向海洋中施铁肥的方法最多只能抵消一小部分人类产生的碳，效果并非显著。

向海洋“施肥”的计划同样无助于缓解不断增长的海洋酸化问题。米勒说，事实上，海洋施肥计划很可能会使这一问题变得更加严重。任何大规模的“施肥”都会给海洋生态系统带来与全球变暖一样的危险。

有人认为可以通过地质封存的方式捕捉和储存二氧化碳，使之从大气中分离并将之埋藏于地下。杰克逊说，这种方法能够以较低成本储存人类一个世纪中因发电而产生的二氧化碳排放，但是，这种方法存在着碳泄漏、与地下水发生反应等风险。

杰克逊说：“拿地球的气候当儿戏非常危险。我们需要更直接地应对气候变化的方法，包括提高能效，增加对可再生能源的投资等等。”

假若“全球变暖”正在发生，有两种过程会导致海平面升高。第一种是海水受热膨胀令海平面上升。第二种是冰川和及南极洲上的冰块溶解使海洋水分增加。按最新预测研究结果，到2100年地球的平均海平面上升幅度在0.15～0.95米之间。

海平面的上升到底有多快？最新的中国海洋环境质量公报显示，2015年，中国沿海海平面较常年高90毫米，为1980年以来第四高位。近30年来，中国沿海海平面总体呈波动上升趋势，平均上升速率为2.6毫米／年，高于全球海平面1.8毫米／年的上升速度。海平面上升加剧了风暴潮、海岸侵蚀、海水入侵、土壤盐渍化及咸潮等海洋灾害的发生。而环渤海地区、长江三角洲和珠江三角洲将是中国受危害最严重的地区。

海平面上升，首先带来的结果就是风暴潮灾害的频繁发生。据科学统计，广东沿海遭受强风暴潮影响的频率最近10年比以前增加了1.5倍，长江三角洲地区增加了2.5倍以上。2008年9月，广东沿海海平面比常年高出200多毫米，超强台风“黑格比”引发了百年一遇的罕见风暴潮。去年，海水入侵最为严重的地区是渤海和北黄海沿岸，而辽宁、河北、天津和山东等沿海地区均发生了不同程度的土壤盐渍化灾害，长江口和珠江口均发生了咸潮入侵事件。

其次，随海平面上升而来的是土壤盐渍化、海水入侵、淡水资源遭受污染等一系列问题。环渤海区域的山东、河北、天津沿海从20世纪70年代中期开始，就发现海水侵蚀地下含水层，并急剧扩展，直接威胁着沿岸居民的生存。

在我国沿海，尤其是几大三角洲地区，都因过量开采地下水而造成陆地地面严重沉降，这恰恰加剧了区域性的相对海平面上升的速度，造成这些地区海平面的上升速度远大于全球速度。随着海平面的升高，海岸工程防护标准被迫一再提高。中国20世纪按照“百年一遇”设计的防潮工程，目前已经无法抵御海洋大潮的影响。如今，天津地区遭遇温带风暴潮时，会出现海水淹没码头货场的现象。

今后，海平面的上升还将加速。我国人口稠密的沿海地区正面临海平面不断上升的威胁！以上海所在的长江三角洲为例，按照国家海洋局的研究，在没有防潮设施的情况下，如果海平面上升30厘米，按照历史最高潮位推算，海水可淹没包括上海在内的长江三角洲及江苏和浙江沿岸26%的土地，也就是说，长三角富庶的多数城市都将面临海平面上升的威胁。

海平面上升，海水步步进逼，我们的家园正在被淹没！目前，我国应加强海平面监测、预测和影响的评价工作，将海平面上升影响作为重要指标，纳入沿海地区社会经济发展规划。同时，采取控制地下水开采、提高沿海堤防工程设计标准、加强沿海红树林生态系统恢复等一系列措施，来遏制海平面上升带来的危害。

太阳与人：地球变暖原因

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