基本介紹
- 中文名：全球溫室效應
- 外文名：Greenhouse Effect
概論,特點,後果,由來,新說,預防對策,
概論
除二氧化碳以外，對產生溫室效應有重要作用的氣體還有甲烷、臭氧、氯氟烴以及水氣等。隨著人口的急劇增加，工業的迅速發展，排入大氣中的二氧化碳相應增多；又由於森林被大量砍伐，大氣中應被森林吸收的二氧化碳沒有被吸收，由於二氧化碳逐漸增加，溫室效應也不斷增強。據分析，在過去二百年中，二氧化碳濃度增加25%，地球平均氣溫上升0.5℃。估計到下個世紀中葉，地球表面平均溫度將上升1.5——4.5℃，而在中高緯度地區溫度上升更多。
空氣中含有二氧化碳，而且在過去很長一段時期中，含量基本上保持恆定。這是由於大氣中的二氧化碳始終處於“邊增長、邊消耗” 的動態平衡狀態。大氣中的二氧化碳有80%來自人和動、植物的呼吸，20%來自燃料的燃燒。散布在大氣中的二氧化碳有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解於水中。還有5%的二氧化碳通過植物光合作用，轉化為有機物質貯藏起來。這就是多年來二氧化碳占空氣成分0.03%（體積分數）始終保持不變的原因。
但是近幾十年來，由於人口急劇增加，工業迅猛發展，呼吸產生的二氧化碳及煤炭、石油、天然氣燃燒產生的二氧化碳，遠遠超過了過去的水平。而另一方面，由於對森林亂砍亂伐，大量農田建成城市和工廠，破壞了植被，減少了將二氧化碳轉化為有機物的條件。再加上地表水域逐漸縮小，降水量大大降低，減少了吸收溶解二氧化碳的條件，破壞了二氧化碳生成與轉化的動態平衡，就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加。空氣中二氧化碳含量的增長，就使地球氣溫發生了改變。
在空氣中,氮和氧所占的比例是最高的,它們都可以透過可見光與紅外輻射。但是二氧化碳就不行，它不能透過紅外輻射。所以二氧化碳可以防止地表熱量輻射到太空中，具有調節地球氣溫的功能。如果沒有二氧化碳，地球的年平均氣溫會比目前降低20 ℃。但是，二氧化碳含量過高，就會使地球仿佛捂在一口鍋里，溫度逐漸升高，就形成“溫室效應”。 形成溫室效應的氣體，除二氧化碳外，還有其他氣體。其中二氧化碳約占75%、氯氟代烷約占15%～20%，此外還有甲烷、一氧化氮等30多種。
如果二氧化碳含量比現在增加一倍，全球氣溫將升高3 ℃～5 ℃，兩極地區可能升高10 ℃，氣候將明顯變暖。氣溫升高，將導致某些地區雨量增加，某些地區出現乾旱，颶風力量增強，出現頻率也將提高，自然災害加劇。更令人擔憂的是，由於氣溫升高，將使兩極地區冰川融化，海平面升高，許多沿海城市、島嶼或低洼地區將面臨海水上漲的威脅，甚至被海水吞沒。20世紀60年代末，非洲下撒哈拉牧區曾發生持續6年的乾旱。由於缺少糧食和牧草，牲畜被宰殺，飢餓致死者超過150萬人。
這是“溫室效應” 給人類帶來災害的典型事例。因此，必須有效地控制二氧化碳含量增加，控制人口增長，科學使用燃料，加強植樹造林，綠化大地，防止溫室效應給全球帶來的巨大災難。
科學家預測,今後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重的。如果海平面升高1 m,直接受影響的土地約5×106 km2,人口約10億,耕地約占世界耕地總量的1/3。如果考慮到特大風暴潮和鹽水侵入,沿海海拔5 m以下地區都將受到影響,這些地區的人口和糧食產量約占世界的1/2。一部分沿海城市可能要遷入內地,大部分沿海平原將發生鹽漬化或沼澤化,不適於糧食生產。同時,對江河中下游地帶也將造成災害。當海水入侵後,會造成江水水位抬高,泥沙淤積加速,洪水威脅加劇,使江河下游的環境急劇惡化。溫室效應和全球氣候變暖已經引起了世界各國的普遍關注,目前正在推進制訂國際氣候變化公約,減少二氧化碳的排放已經成為大勢所趨。
科學家預測，如果我國現在開始有節制的對樹木進行採伐，到2050年，全球暖化會降低5%。
特點
溫室有兩個特點：溫度較室外高，不散熱。 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。使用玻璃或透明塑膠薄膜來做溫室，是讓太陽光能夠直接照射進溫室，加熱室內空氣，而玻璃或透明塑膠薄膜又可以不讓室內的熱空氣向外散發，使室內的溫度保持高於外界的狀態，以提供有利於植物快速生長的條件。
後果
1) 地球上的病蟲害增加；
2) 海平面上升；
3) 氣候反常，海洋風暴增多；
4) 土地乾旱，沙漠化面積增大。
科學家預測：如果地球表面溫度的升高按現在的速度繼續發展，到2050年全球溫度將上升2－4攝氏度，南北極地冰山將大幅度融化，導致海平面大大上升，一些島嶼國家和沿海城市將淹於水中，其中包括幾個著名的國際大城市：紐約，上海，東京和悉尼。
溫室效應可使史前致命病毒威脅人類
美國科學家近日發出警告，由於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，導致全球陷入疫症恐慌，人類生命受到嚴重威脅。
紐約錫拉丘茲大學的科學家在最新一期《科學家雜誌》中指出，早前他們發現一種植物病毒TOMV，由於該病毒在大氣中廣泛擴散，推斷在北極冰層也有其蹤跡。於是研究員從格陵蘭抽取 4塊年齡由 500至14萬年的冰塊，結果在冰層中發現TOMV病毒。研究員指該病毒表層被堅固的蛋白質包圍，因此可在逆境生存。
這項新發現令研究員相信，一系列的流行性感冒、小兒麻痹症和天花等疫症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活，形成疫症。科學家表示，雖然他們不知道這些病毒的生存希望，或者其再次適應地面環境的機會，但肯定不能抹煞病毒捲土重來的可能性。
由來
溫室效應主要是由於現代化工業社會過多燃燒煤炭、石油和天然氣，這些燃料燃燒後放出大量的二氧化碳氣體進入大氣造成的。
二氧化碳氣體具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中增多的結果是形成一種無形的玻璃罩，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發散，其結果是地球表面變熱起來。因此，二氧化碳也被稱為溫室氣體。
人類活動和大自然還排放其他溫室氣體，它們是：氯氟烴（CFC〕、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物氣體、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陸地上的森林，尤其是熱帶雨林。
為減少大氣中過多的二氧化碳，一方面需要人們儘量節約用電（因為發電燒煤〕，少開汽車。另一方面保護好森林和海洋，比如不亂砍濫伐森林，不讓海洋受到污染以保護浮游生物的生存。我們還可以通過植樹造林，減少使用一次性方便木筷，節約紙張（造紙用木材〕，不踐踏草坪等等行動來保護綠色植物，使它們多吸收二氧化碳來幫助減緩溫室效應。
新說
自1975年以來，地球表面的平均溫度已經上升了0.9華氏度，由溫室效應導致的全球變暖已 成了引起世人關注的焦點問題。學術界一直被公認的學說認為由於燃燒煤、石油、天然氣等產生的二氧化碳是導致全球變暖的罪魁禍首。然而經過幾十年的觀察研究，來自美國Goddard空間研究所的詹姆斯·漢森博士提出新觀點，認為溫室氣體主要不是二氧化碳，而是碳粒粉塵等物質。
碳粒粉塵是一種固體顆粒狀物質，主要是由於燃燒煤和柴油等高碳量的燃料時碳利用率太低而造成的，它不僅浪費資源，更引起了環境的污染。眾多的碳粒聚集在對流層中導致了雲的堆積，而雲的堆積便是溫室效應的開始，因為40%至90%的地面熱量來自由雲層所產生的大氣 逆輻射，雲層越厚，熱量越是不能向外擴散，地球也就越裹越熱了。
漢森博士對於各種溫室氣體的含量變化都做了整理記錄，發現在1950至1970年間，二氧化碳 的含量增長了近兩倍，而從70年代到90年代後期，二氧化碳含量則有所減少。用目前流行的理論很難解釋仍在惡化的全球變暖的現象。
漢森博士認為，除了碳粒粉塵以外，還有一些氣體物質能導致溫室效應，如對流層中的臭氧 (正常的臭氧應集中在平流層中)、甲烷，還有巨毒無比的氯氟烴。但這些污染源的治理就相對困難些了。可喜的是，近幾十年來非二氧化碳的溫室氣體含量已經有了一定的下降，如若 甲烷和對流層中的臭氧含量也能逐年下降趨勢，那么再過50年，地球表面平均溫度的變化將近乎零。
碳粒粉塵並不是不可避免的東西，隨著內燃機品質的不斷提高，甚或不使用內燃機的交通工 具的問世，不能燒盡而剩餘的碳粒是可以減少的。漢森博士的學說能夠成立，則給地球帶來了降溫的新希望，但願地球早日退燒。
工業革命前大氣中CO2含量是280ppm，如按目前增長的速度，到2100年CO2含量將增加到550ppm，即幾乎增加一倍。全世界的許多氣象學家都在努力研究，CO2含量增加一倍以後，到2100年全球的平均氣溫會增高多少？
目前採用的具體辦法是，根據大氣運動規律和物理狀態變化規律，設計成數值模式進行計算。不過，由於人們對大氣運動變化規律認識得還不夠完善，採取的簡化計算辦法不同，各個模式的計算結果常相差很大。為此，80年代美國科學院組織了評估委員會，對這些模式的結果進行研究和綜合評估，最終得出CO2倍增後全球平均氣溫將上升3℃土1.5℃，即1.5℃-4.5℃。這就是對本問題最有權威的組織--聯合國IPCC第一次《報告》中採用的數字。
近年來，氣候模式的模擬能力有了重大改進，這主要是考慮了大氣中氣溶膠（空氣中懸浮的微小顆粒）的作用。因為在燃燒化石燃料放出CO2的同時也釋放出了巨量的硫化物等氣溶膠。這種氣溶膠會遮擋部分陽光到達地面，因此使地面氣溫降低，起到冷卻作用。其數值據IPCC估計可達-0.5瓦/米2。即相當於CO2增溫效應（1.56瓦/米2）的1/3，比甲烷的增溫效應（ 0.47瓦/米2）還略大。主要根據這個改進，IPCC在l996年公布的第二個《報告》中，把2100年CO2倍增後全球平均氣溫的升溫值從1.5℃-4.5℃，修改為1.0℃-3.5℃。評估報告中還指出，由於海洋的巨大熱慣性，到2100年這個增溫值中大約只有50%-90%得以實現。
然而，模式計算結果還說明，全球平均增溫1.0℃-3.5℃不均勻分布於世界各地，而是赤道和熱帶地區不升溫或幾乎不升溫，升溫主要集中在高緯度地區，數量可達6℃-8℃甚至更大。這一來便引起另一嚴重後果，即兩極和格陵蘭的冰蓋會發生融化，引起海平面上升。北半球高緯度大陸的凍土帶也會融化或變薄，引起大範圍地區沼澤化。還有，海洋變暖後海水體積膨脹也會引起海平面升高。IPCC的第一次評估報告中預計海平面上升70-140厘米（相應升溫1.5℃-4.5℃），第二次評估報告中比第一次評估結果降低了約25% （相應升溫1.0℃一3.5℃），最可能值為50厘米。IPCC的第二次評估報告還指出，從19世紀末以來的百年間，由於全球平均氣溫上升了0.3℃-0.6℃，因而全球海平面相應也上升了10-25厘米。
全球海平面的上升將直接淹沒人口密集、工農業發達的大陸沿海低地地區，因此後果十分嚴重。1995年11月在柏林召開的聯合國《氣候變化框架公約》締約方第二次會議上，44個小島國組成了小島國聯盟，為他們的生存權而呼籲。
此外，研究結果還指出，CO2增加不僅使全球變暖，還將造成全球大氣環流調整和氣候帶向極地擴展。包括我國北方在內的中緯度地區降水將減少，加上升溫使蒸發加大，因此氣候將趨乾旱化。大氣環流的調整，除了中緯度乾旱化之外，還可能造成世界其他地區氣候異常和災害。例如，低緯度颱風強度將增強，颱風源地將向北擴展等。氣溫升高還會引起和加劇傳染病流行等。以瘧疾為例，過去5年中世界瘧疾發病率已翻了兩番，現在全世界每年約有5億人得瘧疾，其中200多萬人死亡。
但是，溫室效應也並非全是壞事。因為最寒冷的高緯度地區增溫最大，因而農業區將向極地大幅度推進。CO2增加也有利於植物光合作用而直接提高有機物產量。還有論文指出，在我國和世界歷史時期中溫暖期多是降水較多、乾旱區退縮的繁榮時期，等等。
當然，在大氣溫室效應這個問題上，也有不同意見。例如，過去有些科學家認為目前數值模式還不成熟，計算結果過於誇大；百年升高0.3℃-0.6℃屬於正常氣候變化，不能證明是大氣溫室效應所造成，等等。當然這是少數人的意見。
儘管如此，但對於目前大氣中CO2濃度和全球溫度正迅速增加，以及溫室氣體增加會造成全球變暖的原理，都是沒有爭論的事實。我們如果等到問題發展到了人類可以明顯感知的水平，這時候往往已經難以逆轉，那么就為時已晚。因此現在就必須引起高度重視，以便採取對策，保護好人類賴以生存的大氣環境。
預防對策
雖然迄今為止，我們無法提出有效的解決對策，但是退而求其次，至少應該想盡辦法努力抑制排放量的增長，不可聽天由命任憑發展。
首先，暫訂二○五○年作為目標。如果按照目前這種情勢發展下去，綜合各種溫室效應氣體的影響，預計地球的平均氣溫屆時將要提升兩度以上。一旦氣溫發生如此大幅提升，地球的氣候將會引起重大變化。
因此為今之計，莫過於竭盡所能採取對策，儘量抑制上升的趨勢。目前國際輿論也在朝此方向不斷進行呼籲，而各國的研究機構亦已提出各種具體的對策方案。
可惜仔細檢視各種方案之後，迄今尚未發現任何一項對策足以獨挑大樑解決問題。因此，吾人遂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
實際上全球正在朝此方向推動努力，是以此案最具實現可能性。倘若此案能夠實現，對於二○五○年為止的地球溫暖化，根據估計可以發揮三%左右的抑制效果。
二、保護森林的對策方案
今日以熱帶雨林為生的全球森林，正在遭到人為持續不斷的急劇破壞。有效的因應對策，便是趕快停止這種毫無節制的森林破壞，另一方面實施大規模的造林工作，努力促進森林再生。目前由於森林破壞而被釋放到大氣中的二氧化碳，根據估計每年約在1～2gt.碳量左右。倘若各國認真推動節制砍伐與森林再生計畫，到了二○五○年，可能會使整個生物圈每年吸收相當於0.7gt.碳量的二氧化碳。具結果得以降低七%左右的溫室效應。
三、汽車使用燃料狀況的改善
日本汽車在此方面已獲技術提升，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，對於省油設計方面，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，該地區生產的汽車在改善燃油設計方面，具有充分發揮的餘地。由於此項努力所導致的化石燃料消費削減，估計到了二○五○年，可使溫室效應降低五%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備為最。因此，對於提升能源使用效率方面，仍然具有大幅改善餘地，這對二○五○年為止的地球溫暖化，預計可以達到八%左右的抑制效果。
五、對石化燃料的生產與消費，依比例課稅
如此一來，或許可以促使生產廠商及消費者在使用能源時有所警惕，避免作出無謂的浪費。而其稅金收入，則可用於森林保護和替代能源的開發方面。
任何化石燃料一經燃燒，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。由於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。同樣是要產生一千卡的熱量，煤炭必須排放相當於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。至於消費方面的情形亦復加此，其課稅比例在煤炭訂為23%，在天然瓦斯訂為13%。
當然，現今階段只不過是有這麼一個構想而已。但若果真付諸實行，可望對於二○五○年為止的地球溫暖化，提供大約五%的抑制效果。
六、鼓勵使用天然瓦斯作為當前的主要能源
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，此案則是希望更進一步推廣這種運動。惟其抑制溫暖化的效果並不太大，頂多只有一%的程度左右。
七、汽機車的排氣限制
由於汽機車的排氣中，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到直接削減二氧化碳的目的，但卻能夠產生抑制臭氧和甲烷等其他溫室效應氣體的效果。預計將對二○五○年為止的溫暖化，分擔二%左右的抑制效果。
八、鼓勵使用太陽能
譬如推動所謂「陽光計畫」之類。這方面的努力能使化石燃料用量相對減少，因此對於降低溫室效應具備直接效果。不過，就算積極推動此項方案，對於二○五○年為止的溫暖化，只具四%左右的抑制效果。其效果似乎未如人們的期待。
九、開發替代能源
利用生物能源(Biomass Energy)作為新的乾淨能源。亦即利用植物經由光合作用製造出來的有機物充當燃料，藉以取代石油等既有的高污染性能源。
燃燒生物能源也會產生二氧化碳，這點固然是和化石燃料相同，不過生物能源系從大自然中不斷吸取二氧化碳作為原料，故可成為重覆循環的再生能源，達到抑制二氧化碳濃度增長的效果。
