溫室效應(yīng)
概念
生活中我們可以見到的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的溫室。使用玻璃或透明塑料薄膜來做溫室，是讓太陽光能夠直接照射進(jìn)溫室，加熱室內(nèi)空氣，而玻璃或透明塑料薄膜又可以不讓室內(nèi)的熱空氣向外散發(fā)，使室內(nèi)的溫度保持高于外界的狀態(tài)，以提供有利于植物快速生長的條件。大氣中的二氧化碳就像一層厚厚的玻璃，“玻璃層”允許太陽輻射能透過，但卻阻止地面熱量散發(fā)，致使地面溫度上升，使地球變成了一個大暖房。因其作用類似于栽培農(nóng)作物的溫室，故名溫室效應(yīng)。
由于大氣的存在，地表的輻射平衡溫度將比它不存在時的輻射平衡溫度要高得多。大氣的這種增強(qiáng)向下輻射的作用與溫室玻璃屋頂和四壁的作用有相似之處，故稱溫室效應(yīng)。但實(shí)際上大氣的保暖作用與玻璃溫室不盡相同，玻璃還有隔絕空氣流動，減少室內(nèi)外對流熱交換的作用，因而有人建議改稱為大氣效應(yīng)更為合適。起溫室效應(yīng)的主要因子有大氣中的水汽、二氧化碳和云，其中最主要的是云。
所以在多云和高濕的熱帶地區(qū)，大氣的溫室效應(yīng)較強(qiáng)；而在干燥的極地和沙漠地區(qū)，大氣的溫室效應(yīng)則較弱。由于二氧化碳在大氣中的含量不斷增加，它所引起的溫室效應(yīng)越來越被人們所重視。當(dāng)前大氣中CO2的含約為340PPmv，如果增加到600PPmv，根據(jù)氣候模式的計算，全球氣溫可上升 1．5-4．5℃。痕氣體如甲烷，氮氧化物可產(chǎn)生溫室效應(yīng)，且痕量氣體的濃度近來增加很快，估計將來的影響可能達(dá)到或甚至超過CO2的增加。所以人們有時也把CO2與痕量氣體合稱“溫室氣體”，即產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體。此外，高云亦可造成溫室效應(yīng)。
由環(huán)境污染引起的溫室效應(yīng)是指地球表面變熱的現(xiàn)象。自工業(yè)革命以來，人類向大氣中排入的二氧化碳等溫室氣體逐年增加，大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，已引起全球變暖等一系列嚴(yán)重問題。
產(chǎn)生原因
溫室效應(yīng)源自溫室氣體，由于像二氧化碳這類吸收熱能氣體的功用和溫室玻
現(xiàn)狀
二氧化碳 (CO2) ——由于人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，導(dǎo)致全球的二氧化碳正以每年約六十億噸的量逐漸增加中。
氟氯碳化物 (CFCs) ——以CFC─l1、CFC─12及CFC─113占最大使用量。簡單說就是使用冷媒、清洗、噴霧及發(fā)泡等用途，同時此類化合物也是破壞臭氧層的禍?zhǔn)住?
甲烷 (CH4) ——甲烷產(chǎn)生源自于發(fā)酵與腐化的變更過程及物質(zhì)的不完全燃燒，主要來自牲畜、水田、汽機(jī)車及掩埋場的排放。
氧化亞氮 (N2O) ——源于石化燃料的燃燒，微生物及化學(xué)肥料分解而排放出來。
臭氧 (O3) ——來自地面污染，如汽機(jī)車、發(fā)電廠、煉油廠所排放的氮氧化合物及碳?xì)浠衔铮?jīng)光化學(xué)作用而產(chǎn)生臭氧。
目前這些溫室氣體仍持續(xù)增加中，至1994年，二氧化碳CO2每年平均增加0.4％，濃度約358PPM； 甲烷CH4每年平均增加0.6％，濃度約1.7PPM； 氧化亞氮N2O每年平均增加0.25％，濃度約0.31PPM； 氟氯碳化物CFC─11濃度約268PPT；CFC─12濃度約480PPT。
分類
大氣輻射向所有方向發(fā)射，包括向下方的地球表面的放射。而溫室氣體有效地吸收地球表面、大氣本身相同氣體和云所發(fā)射出的紅外輻射。溫室氣體將熱量捕獲于地面－對流層系統(tǒng)之內(nèi)，被稱為“自然溫室效應(yīng)”。
增強(qiáng)的溫室效應(yīng)
大氣輻射與其氣體排放的溫度水平強(qiáng)烈耦合。在對流層中，溫度一般隨高度的增加而降低。從某一高度射向空間的紅外輻射一般產(chǎn)生于平均溫度在-19℃的高度，并通過太陽輻射的收入來平衡，從而使地球表面的溫度能保
科學(xué)家預(yù)測，今后大氣中二氧化碳每增加1倍，全球平均氣溫將上升1.5～4.5℃，而兩極地區(qū)的氣溫升幅要比平均值高3倍左右。因此，氣溫升高不可避免地使極地冰層部分融解，引起海平面上升。海平面上升對人類社會的影響是十分嚴(yán)重的。許多沿海城市、島嶼或低洼地區(qū)將面臨海水上漲的威脅，甚至被海水吞沒。如果海平面升高1 m，直接受影響的土地約5×106 km^2，人口約10億，耕地約占世界耕地總量的1/3。如果考慮到特大風(fēng)暴潮和鹽水侵入，沿海海拔5 m以下地區(qū)都將受到影響，這些地區(qū)的人口和糧食產(chǎn)量約占世界的1/2。一部分沿海城市可能要遷入內(nèi)地，大部分沿海平原將發(fā)生鹽漬化或沼澤化，不適于糧食生產(chǎn)。同時，對江河中下游地帶也將造成災(zāi)害。當(dāng)海水入侵后，會造成江水水位抬高，泥沙淤積加速，洪水威脅加劇，使江河下游的環(huán)境急劇惡化。溫室效應(yīng)和全球氣候變暖已經(jīng)引起了世界各國的普遍關(guān)注，目前正在推進(jìn)制訂國際氣候變化公約，減少二氧化碳的排放已經(jīng)成為大勢所趨。
科學(xué)家預(yù)測，如果我們現(xiàn)在開始有節(jié)制的對樹木進(jìn)行采伐，到2050年，全球暖化會降低5%。
影響
沙漠化會隨著溫室效應(yīng)進(jìn)一步加速
（1） 氣候轉(zhuǎn)變：‘全球變暖’
溫室氣體濃度的增加會減少紅外線輻射放射到太空外，地球的氣候因此需要轉(zhuǎn)變來使吸取和釋
放輻射的份量達(dá)至新的平衡。 這轉(zhuǎn)變可包括‘全球性’的地球表面及大氣低層變暖，因為這樣可以將過剩的輻射排放出外。雖然如此，地球表面溫度的少許 上升可能會引發(fā)其他的變動，例如：大氣層云量及環(huán)流的轉(zhuǎn)變。當(dāng)中某些轉(zhuǎn)變可使地面變暖加劇(正反饋)，某些則可令變暖過 程減慢(負(fù)反饋)。
利用復(fù)雜的氣候模式，‘政府間氣候變化專門委員會’在第三份評估報告估計全球的地面平均氣溫會在2100年上升1.4至5.8℃。這預(yù)計已考慮到大氣 層中懸浮粒子傾于對地球氣候降溫的效應(yīng)與及海洋吸收熱能的作用 (海洋有較大的熱容量)。但是，還有很多未確定的因素會影響 這個推算結(jié)果，例如：未來溫室氣體排放量的預(yù)計、對氣候轉(zhuǎn)變的各種反饋過程和海洋吸熱的幅度等等。
（2） 地球上的病蟲害增加
溫室效應(yīng)可使史前致命病毒威脅人類
美國科學(xué)家近日發(fā)出警告，由于全球氣溫上升令北極冰層溶化，被冰封十幾萬年的史前致命病毒可能會重見天日，導(dǎo)致全球陷入疫癥恐慌，人類生命受到嚴(yán)重威脅。
紐約錫拉丘茲大學(xué)的科學(xué)家在最新一期《科學(xué)家雜志》中指出，早前他們發(fā)現(xiàn)一種植物病毒TOMV，由于該病毒在大氣中廣泛擴(kuò)散，推斷在北極冰層也有其蹤跡。于是研究員從格陵蘭抽取 4塊年齡由 500至14萬年的冰塊，結(jié)果在冰層中發(fā)現(xiàn)TOMV病毒。研究員指該病毒表層被堅固的蛋白質(zhì)包圍，因此可在逆境生存。
這項新發(fā)現(xiàn)令研究員相信，一系列的流行性感冒、小兒麻痹癥和天花等疫癥病毒可能藏在冰塊深處，目前人類對這些原始病毒沒有抵抗能力，當(dāng)全球氣溫上升令冰層溶化
時，這些埋藏在冰層千年或更長的病毒便可能會復(fù)活，形成疫癥?？茖W(xué)家表示，雖然他們不知道這些病毒的生存希望，或者其再次適應(yīng)地面環(huán)境的機(jī)會，但肯定不能抹煞病毒卷土重來的可能性。
（3） 海平面上升
有關(guān)溫室效應(yīng)后果的漫畫假若‘全球變暖’正在發(fā)生，有兩種過程會導(dǎo)致海平面升高。第一種是海水受熱膨脹令水平面上升。第二種是冰川和格陵蘭及南 極洲上的冰塊溶解使海洋水份增加。預(yù)期由1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.09米至0.88米之間。
全球暖化南太小島即將沒頂
全球暖化使南北極的冰層迅速融化，海平面不斷上升，世界銀行的一份報告顯示，即使海平面只小幅上升1米，也足以導(dǎo)致5600萬發(fā)展中國家人民淪為難民。而全球第一個被海水淹沒的有人居住島嶼即將產(chǎn)生——位于南太平洋國家巴布亞新幾內(nèi)亞的島嶼卡特瑞島，目下島上主要道路水深及腰，農(nóng)地也全變成爛泥巴地。
（4）氣候反常，海洋風(fēng)暴增多
（5）土地干旱，沙漠化面積增大
對人類生活的潛在影響
（1）經(jīng)濟(jì)的影響
美麗的馬爾代夫可能將永遠(yuǎn)消失全球有超過一半人口居住在沿海100公里的范圍以內(nèi)，其中大部份住在海港 附近的城市區(qū)域。所以，海平面的顯著上升對沿岸低洼地區(qū)及海島會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損害，例如：加速沿岸沙灘被海水的沖蝕、 地下淡水被上升的海水推向更遠(yuǎn)的內(nèi)陸地方。
（2）農(nóng)業(yè)的影響
實(shí)驗證明在CO2高濃度的環(huán)境下，植物會生長得更快速和高大。但是，‘全球變暖’的結(jié)果可會影響大氣環(huán)流，繼 而改變?nèi)虻挠炅糠植寂c及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解‘全球變暖’對各地區(qū)性氣候的影響，以致對植物生態(tài)所 產(chǎn)生的轉(zhuǎn)變亦未能確定。
（3）海洋生態(tài)的影響
沿岸沼澤地區(qū)消失肯定會令魚類，尤其是貝殼類的數(shù)量減少。河口水質(zhì)變咸可會減少淡水魚的品種數(shù)目，相反該地區(qū)海洋魚類的 品種也可能相對增多。至于整體海洋生態(tài)所受的影響仍未能清楚知道。
（4）水循環(huán)的影響
全球降雨量可能會增加。但是，地區(qū)性降雨量的改變則仍未知道。某些地區(qū)可有更多雨量，但有些地區(qū)的雨量可能會減少。此外 ，溫度的提高會增加水份的蒸發(fā)，這對地面上水源的運(yùn)用帶來壓力。
科學(xué)家預(yù)測：如果地球表面溫度的升高按現(xiàn)在的速度繼續(xù)發(fā)展
，到2050年全球溫度將上升2－4℃，南北極地冰山將大幅度融化，導(dǎo)致海平面大大上升，一些島嶼國家和沿海城市將淹于水中，其中包括幾個著名的國際大城市：紐約，上海，東京和悉尼。
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農(nóng)地積水瘧疾肆虐
穿著傳統(tǒng)服飾向來樂天知命的卡特瑞島人，幾百年來遺世獨(dú)立，始終保持著傳統(tǒng)生活模式，但他們卻因人類對環(huán)境的破壞造成全球暖化，令他們將面臨被海水淹沒的命運(yùn)。卡特瑞島環(huán)保人士保羅塔巴錫說：‘他們已經(jīng)持續(xù)被海洋力量攻擊，還有持續(xù)不斷的洪水，原有的地區(qū)都被改變了，被破壞殆盡，幾乎所有的地方都被海水淹沒了?！?
不堪的是，招致蚊子蒼蠅叢生，瘧疾肆虐。
專家預(yù)測，過不了幾年，卡特瑞島將被完全淹沒在海里，全島居民遷村撤離勢在必行。
亞馬遜雨林逐漸消失
而位于南美洲、全世界面積最大的熱帶雨林——亞馬遜雨林正漸漸消失，讓全球暖化危機(jī)雪上加霜。
號稱地球之肺的亞馬遜雨林涵蓋了地球表面5%的面積，制造了全世界20%的氧氣及30%的生物物種，由于遭到盜伐和濫墾，亞馬遜雨林正以每年7700平方英里的面
積消退，相當(dāng)于一個新澤西州的大小，雨林的消退除了會讓全球暖化加劇之外，更讓許多只能夠生存在雨林內(nèi)的生物，面臨滅種的危機(jī)，在過去的40年，雨林已經(jīng)消失了兩成。
新的冰川期來臨
全球暖化還有個非常嚴(yán)重的后果，就是導(dǎo)致冰川期來臨。
南極冰蓋的融化導(dǎo)致大量淡水注入海洋，海水濃度降低。“大洋輸送帶”因此而逐漸停止：暖流不能到達(dá)寒冷海域；寒流不能到達(dá)溫暖海域。全球溫度降低，另一個冰河時代來臨。北半球大部被冰封，一陣接著一陣的暴風(fēng)雪和龍卷風(fēng)將橫掃大陸。
對策
迄今為止，我們無法提出有效的解決對策，但是退而求其次，至少應(yīng)該想盡辦法努力抑制排放量的增長，不可聽天由命任憑發(fā)展。
首先，暫訂2050年作為目標(biāo)。如果按照目前這種情勢發(fā)展下去，綜合各種溫室效應(yīng)氣體的影響，預(yù)計地球的平均氣溫屆時將要提升兩度以上。一旦氣溫發(fā)生如此大幅提升，地球的氣候?qū)鹬卮笞兓?
因此為今之計，莫過于竭盡所能采取對策，盡量抑制上升的趨勢。目前國際輿論也在朝此方向不斷進(jìn)行呼吁，而各國的研究機(jī)構(gòu)亦已提出各種具體的對策方案。
可惜仔細(xì)檢視各種方案之后，迄今尚未發(fā)現(xiàn)任何一項對策足以獨(dú)挑大梁解決問題。因此，有必要尋求一切可能性，全面考量這些對策方案究竟具有何等效果。
一、全面禁用氟氯碳化物
實(shí)際上全球正在朝此方向推動努力，是以此案最具實(shí)現(xiàn)可能性。倘若此案能夠?qū)崿F(xiàn)，對于2050年為止的地球溫暖化，根據(jù)估計可以發(fā)揮3%左右的抑制效果。
二、保護(hù)森林的對策方案
今日以熱帶雨林為生的全球森林，正在遭到人為持續(xù)不斷的急劇破壞。有效的因應(yīng)對策，便是趕快停止這種毫無節(jié)制的森林破壞，另一方面實(shí)施大規(guī)模的造林工作，努力促進(jìn)森林再生。目前由于森林破壞而被釋放到大氣中的二氧化碳，根據(jù)估計每年約在1～2gt.碳量左右。倘若各國認(rèn)真推動節(jié)制砍伐與森林再生計劃，到了2050年，可能會使整個生物圈每年吸收相當(dāng)于0.7gt.碳量的二氧化碳。具結(jié)果得以降低7%左右的溫室效應(yīng)。
三、汽車使用燃料狀況的改善
日本汽車在此方面已獲技術(shù)提升，大幅改善昔日那種耗油狀況。但在美國等地，或許是因油藏豐富，對于省油設(shè)計方面，至今未見有何明顯改善跡象，仍舊維持過度耗油的狀況。因此，該地區(qū)生產(chǎn)的汽車在改善燃油設(shè)計方面，具有充分發(fā)揮的余地。由于此項努力所導(dǎo)致的化石燃料消費(fèi)削減，估計到了2050年，可使溫室效應(yīng)降低5%左右。
四、改善其他各種場合的能源使用效率
是要改善其他各種場合的能源使用效率。今日人類生活，到處都在大量使用能源，其中尤以住宅和辦公室的冷暖氣設(shè)備為最。因此，對于提升能源使用效率方面，仍然具有大幅改善余地，這對2050年為止的地球溫暖化，預(yù)計可以達(dá)到8%左右的抑制效果。
五、對化石燃料的生產(chǎn)與消費(fèi)，依比例課稅
如此一來，或許可以促使生產(chǎn)廠商及消費(fèi)者在使用能源時有所警惕，避免作出無謂的浪費(fèi)。而其稅金收入，則可用于森林保護(hù)和替代能源的開發(fā)方面。
任何化石燃料一經(jīng)燃燒，就會排放出二氧化碳來。惟其排放量會因化石燃料種類而有不同。由于天然瓦斯的主要成分為甲烷，故其二氧化碳排放量要比煤炭、石油為低。同樣是要產(chǎn)生一千卡的熱量，煤炭必須排放相當(dāng)于0.098公克碳量的二氧化碳；這在石油則為0.085公克；若是換成天然瓦斯只需排放0.056公克即可。
因此，有人提案依照天然瓦斯、石油、煤炭的順序予以加重課稅。譬如生產(chǎn)方面，要對二氧化碳排放量較高的煤炭，以能量換算，每十億焦耳課稅0.5美元，而對天然瓦斯則只課稅0.23美元。亦即二氧化碳排放量愈高的化石燃料課稅愈重。至于消費(fèi)方面的情形亦復(fù)加此，其課稅比例在煤炭訂為23%，在天然瓦斯訂為13%。
當(dāng)然，現(xiàn)今階段只不過是有這么一個構(gòu)想而已。但若果真付諸實(shí)行，可望對于2050年為止的地球溫暖化，提供大約5%的抑制效果。
六、鼓勵使用天然瓦斯作為當(dāng)前的主要能源
因為天然瓦斯較少排放二氧化碳。最近日本都市也都普遍改用天然瓦斯取代液化瓦斯，此案則是希望更進(jìn)一步推廣這種運(yùn)動。惟其抑制溫暖化的效果并不太大，頂多只有1%的程度左右。
七、汽機(jī)車的排氣限制
由于汽機(jī)車的排氣中，含有大量的氮氧化物與一氧化碳，因此希望減少其排放量。這種作法雖然無法達(dá)到直接削減二氧化碳的目的，但卻能夠產(chǎn)生抑制臭氧和甲烷等其他溫室效應(yīng)氣體的效果。預(yù)計將對2050年為止的溫暖化，分擔(dān)2%左右的抑制效果。
八、鼓勵使用太陽能
譬如推動所謂“陽光計劃”之類。這方面的努力能使化石燃料用量相對減少，因此對于降低溫室效應(yīng)具備直接效果。不過，就算積極推動此項方案，對于2050年為止的溫暖化，只具4%左右的抑制效果。其效果似乎未如人們的期待。
九、開發(fā)替代能源
利用生物能源(Biomass Energy)作為新的干凈能源。亦即利用植物經(jīng)由光合作用制造出來的有機(jī)物充當(dāng)燃料，藉以取代石油等既有的高污染性能源。
十、徹底、簡單、最佳方案
地球表面的C循環(huán): 從大氣中的CO2 經(jīng)過植物的光合作用，變成C 經(jīng)過，植物的呼吸作用、 自然分解者分解、燃燒、 動物的呼吸作用等等化學(xué)|生物過程，變成CO2，重新返回大氣。
