引起温室效应的原因

引起温室效应的原因

近几十年来,由于人类活动而释放的二氧化碳、甲烷、氟氯化碳、一氧化二氮、臭氧等温室气体不断增加,导致大气层的构成发生了尺人的变化.许多科学家断言,如果这种情况继续下去温室气体的积累很可能引发全球气候的变暖.实际上,由于人为的影响,局部区域的变暖已经出现.
根据统计和测算,全球由于燃烧排入大气中的碳已连续6年缓慢增加,1994年达到59.25亿吨.同时,由于砍伐森林使大气中增加的碳也在1.1-3.6亿吨之间.众长时间尽度看,全球温度与大气中二氧化碳的量有着密切而明显的相关性.尽管没有证据表明二氧化碳水平变化直接引起温度的变化,但自18世纪中叶以来,二氧化碳的水以及其它温室气体已经达到过去16万年中前所未有的浓度.
尽管氟氯化碳、甲烷和氮氧化物等在大气中也有积累.但是二氧化碳对全球温度的影响,比这些气体加起来的总和,至少高出60%.二氧化碳浓度的升高是造成地球温室效应的一个主要原因.
全球碳排放量随着经济的增长而不断变化.1860年全球丈夫驻为0.93亿吨,1900年急剧上升到5.25亿吨,1950年达到16.2亿吨.但是,仍然不及瑞在排放量的1/3.从70年代起,排放量增长的速度开始变慢,1950-1973年平均增长4.6%,而1973-1988年间平均增长仅为1.6%.近年来碳排放量经较平稳,究其原因,一是西方工业化国家的经济衰退,二是前苏联集团经济的萎缩.但是,在今后一个时期仍保持稳定增长.
虽然近年来碳排放量的增长主要发生在工业化过程中的亚洲和拉丁美洲国家.但是,按人均排放量计算,发展中国家仅为0.5吨,百工业化国家排放量达至3吨以上.按总量计,发展中国家仅占全球总量的1/3,而发达国家则占据2/3以上.令人关注的是发展中国家碳排放量的贡献率正在增长,大鸡每14年翻一番.
在2000年前,全球碳排放量预计将以每年1%-2%的速度增长.然而,即使碳排放量维持现在平稳的水平,也仍然超过全球海洋和森林能够吸收的能力,导致滞留在大气中的二氧化碳量的不断增加.1994年末,大气中的碳超过40亿吨,二氧化碳浓度从上一年度末的357/0ppm上升到358.9ppm,是6年中增长速度最快的年头.1980年以来,大气中增加了3500亿吨碳,其中约有1500亿吨仍然滞留在大气中
科学家们估算,要想稳定大气中碳的总量,全球碳排放量至少应降低60%.1992年全球首脑会议签署的气候变化框架公约,要求工业化国家制定与今后10年削沽排放目标相应的政策,并采取实际步骤.
根据测定和估算,1994年低层大气平均温度为15.32 ℃,是1991年菲律宾皮拉图波火山爆发以来最热的一年,根据记载,也是1987年以来连续5个最热的年份.像任何一个地方每日温度变化一样,大气低层每年平均温度也是变化不定和难以解释的.在上个世纪,温度升高的趋势已很明显.现在,全球气温比1880年高出0.3-0.6℃.从1980年以来,已经出现了10个最热的年头.
皮拉图波火山爆发是本世纪内最大的火山爆发,它把数百万吨的尘埃排入到高层大气中,并扩散到全球.这些尘埃阻挡阳光照射,足以使低层大气温度降低半个摄氏度.可是这些尘埃颗粒物在随后的两年中以很慢的速度沉降到地球表面.至1994年初,皮拉图皮火山的影响已经结束,因而全球温度又开始回到皮拉图波火山爆发前的高温水平.
现在,气象学家已经从全球各地的温度监测站监测到了一系列数据,绝大多数气象学家相信,随着大气中温室气体,特别是二氧化碳的连续积累,全球变暖的趋势最终将会恢复.现在不甚清楚的只是变暖的趋势何时恢复?有多大幅度?
由联合国一些机构资助的政府间气候变化研究组(IPCC)指出,如果矿物燃料的使用继续长期稳定增加,那末,到2050年全球平均温度将达到16-19℃,超过以往的变暖速度而加速全球的变暖.
政府间气候变化研究组所预测的全球变暖,将会对全球产生各种不同的影响.尽管全球每个地区受其影响的程度很难预测,但是,较高的温度将引起海水平面的升高和极地冰的融化.海平面每10年将升高6厘米,并将淹没一些海岸地区.全球变暖也可能改变包括降雨、土壤温度和季节长短等气候变化,这些可能导致许多生态系统的缺损和毁坏,威胁数以千计的生物种类的安全.气候变化对人类将产生一些重大影响,它可能在数十年内改变主要的粮食生产区域.
二、臭氧层的消耗与破坏
臭氧浓度较高的大气层约在距地表10-50公里范围内,在25公里处浓度最大,形成了平均厚度为3毫米的臭氧层,它能吸收太阳紫外辐射,给地球提供了防护紫外线的屏蔽,并将能量贮存在上层大气,起了调节气候的作用.臭氧层的破坏会使过量的紫外辐射到达地面,造成健康危害；使平流层温度发生变化,导致地球气候异常,影响植物生长、生态的平衡等后果.
近半个世纪以来,工农业高速发展,人为活动产生大量氮氧化物排入大气,超音速飞机在臭氧层高度内飞行、宇航飞行器的不断发射都排出大量氮氧化物和其他气体进入臭氧层；此外,人们大量生产氯氟化碳化合物（即氟利昂）,如CFCL3（氟利昂-11）、CF2CL2（氟利昂-12）、CCI2FCCIF2（氟利昂-113）、CCIF2（氟利昂-114）等,用作致冷剂、除臭剂、头发喷雾剂等,其中用量最多的是氟利昂-11和氟利昂-12.据统计,1973年全世界共生产这两种氟利昂约480万吨,绝大部分释入低层大气后,进入臭氧层中.氟利昂在对流层中很稳定,能长时间滞留在大气中不发生变化,逐渐扩散到臭氧层中,与臭氧发生化学反应,并降低臭氧层的浓度.臭氧的消除主要是由于一氧化氮、氯氟化碳经光分解产生的活性氯自由基、氯氧自由基等与臭发生反应,而使臭氧层中臭氧的浓度逐渐降低.
自从70年代末发现南极上空巨大的“臭氧洞”,臭氧耗竭问题已引起人们的极大关注.有人估计臭氧层中臭氧浓度减少1%,会使地面增加2%的紫外线辐射量,导致皮肤癌的发病率增加2%——5%（美国每年新增患者达30——40万人）.最近美国等国家已禁止使用氯氟化碳喷雾剂,并严格控制其它氯氟化碳的生产与使用.最近有人估算,如按1977年的水平继续使用氯氟化碳,则将使臭氧减少5%—9%.根据联合国环境署最新统计情况看,臭氧减少的趋势还在发展,南极上空的臭空洞仍在扩大,且在北极上空也出现了类似的臭空洞现象,只是范围小一些.
当前,全球环境领域防止臭氧层破坏的一项重要措施是努力减少消耗大气平流层臭氧的化学吕产量.根据统计和估算,1994年全球氯氟化碳产量进一步下降,连续6年保持下降的势头,总产量从1988年时的高峰下降了77%.
由于外交努力的结果,1987年签订的蒙特利尔议定书在1990年和1992年得到进一步强化,工业化国家同意到1995年12月31日停止生产氯氟化碳,已经签字的发展中国家则有10年的宽限期,到2005年停止生产.至1994年底,全球共有146个国家签署了这项议定书.
尽管发展中国家氯氟化碳产量比工业化国家低得多,然而,对这些化学品的需求量却明显增加.90年代初期,印度、中国和其他一些发展中国家氯氟化碳的使用量少于美国的一半,但是,其中一些国家氯氟化碳的消耗量却几乎以两位数的速率增长.
为了帮助发展中国家减少和消除氯氟化碳,工业化国家应建立开发替代氯氟化碳产品技术的基金.但是,基金捐助国家并没有兑现他们的承诺.在1991—1994年间,捐助国家所捐赠的金额只有他们原先承诺的3.93亿美元的2/3.缺少资金和技术仍然是发展中国家减少氯氟化碳所面临的主要困难.
阻碍氯氟化碳产量减少的另一个原因是日益发展起来的“国际氯氟化碳黑市”.1994年从俄罗斯和爱沙尼亚法进口到欧盟的氯氟化碳约2500吨,相当于欧盟合法进口总量的10%.而在美国,对氯氟化碳征收高额执照税,又进一步刺激了机会主义贸易者,1994年美国非法进口的氯氟化碳量估计在1万吨左右,占美国总产量的10%.
现在已经清楚,由于臭氧层破坏将使地球表面的紫外线辐射增强而增加对生物的损害.实验和流行病研究表明,紫外线—β增加可能对人体和生物产生不同的影响,包括非黑色瘤皮肤发病率增高和导致农作物减产.