小M的话:
作为计算白痴的我,在学校里数理化成绩绝不算好,但从小就对自然科学和环保非常热衷,我深信对于科学的真正把握不在乎熟练地套用计算公式,而是正确地认识事物的真相,用真理指引我们的生活。
工作后我一度在科技出版社工作,担任《彩图科技百科全书 - 地球卷》的美术编辑。我画过很多关于地球生态、地理地貌及气候变化的插图,在许多优秀的科学编辑和中国顶级科学家顾问的耳濡目染下学到了很多关于地球环境的知识和先进观点,获益匪浅。
让我分外自豪的是我们的偶像Orlando也是积极投身于环保事业的,在他的带动或触发下我们论坛的环保热情一波波地高涨。Orli说过他并非环保问题专家,但是他在不断学习,很多日常的小习惯就能为遏制全球变暖做出贡献。
这篇东西,只是想辅助大家多了解一些关于全球变暖的知识。对于常见或容易引起误解的概念进行解释。部分内容参考了《彩图科技百科全书 - 地球卷》的“全球变化”章。
大多是名词解释,可能比较枯燥,我的所知有限,欢迎有相关专业的同学来补充和纠正我说错的地方。
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◇ 全球变暖
全球变暖指在全球范围、长时间平均的一种增暖现象。
如果某年的全球地面平均温度大于30年平均值,那么该年属于全球变暖年,反之,则是全球变冷年。
因此全球变暖是一个宏观平均和全局性的概念,并不一定表示全球在一年内时时处处在变暖。在多数国家在异常变暖的时候,有些国家受到气候紊乱的影响,反而极度寒冷。
◇ 温室效应
温室效应分为自然温室效应和“增强”温室效应,我们通常所说造成气候的变暖的“温室效应”主要是指后者。
起到温室效应的是是大气中的温室气体成分。温室气体成分在人类出现以前就存在于自然了,这是自然界自身协调打倒平衡的一种温室效应,恒控地面平均温度,使生物适宜生长。但工业革命后,人类大量燃烧化石燃料和滥伐森林,造成大气中的二氧化碳和其他温室气体剧增这就是“增强”温室效应了。
◇ 温室气体
温室气体对大气温室效应影响最大的是:二氧化碳、水汽和甲烷。
水汽主要来自于海面蒸发,和其他两个相比,受人为活动影响很小;甲烷虽然量最小,但产生温室效应的能力却在二氧化碳的20~60倍(提倡用天然气的人好好想想吧)。
近百年来,全球气候正以异乎寻常的速度变暖。人们变暖的原因归结于温室气体(特别是二氧化碳)的增加。二氧化碳的剧增并不唯一取决于工业生产的排放,还有森林砍伐等原因。因为随着全球森林面积的急剧减少,也大大降低了森林对大气中二氧化碳的吸收能力。
◇ 冰期
冰期是指有大面积冰川覆盖且有强烈冰川作用的重要地质时期。有广义和狭义之分,广义的冰期又称大冰期,大冰期中气候较寒冷的时期称冰期,气候较温暖的时期称间冰期。
地球上一共发生过4次大冰期,距今最近是第四纪冰期,当今世界的地貌主要是受上次冰期的影响。普遍的观点认为,当今世界正处于一个间冰期,也就是正在渐渐向下一个冰期过渡(听起来有点抖吧)。
间冰期中往往还有小冰期,13世纪到18世纪就是一个相对的小冰期,当时欧亚大陆气候寒冷,很多国家的史书都有记载,比如寒潮突来时跑在路上的狗被瞬间冻结。
冰期变化是自然规律,无论有没有人为的因素,它都必然会发生。只是现在人类已经强大到可以改变自然的节奏。
◇ 大洋环流与温盐平衡
大洋环流一般指海域中形成首尾相接、相对独立的环流系统和流圈的海流。就整个世界大洋而言,大洋环流的时空变化是连续的,它就像海洋的大动脉一样,把世界大洋联系在一起,使世界大洋的温度、盐度等状况得以保持相对稳定。
大洋温盐环流(又称热盐环流)就是其中很重要的一种。其原理就是盐分高密度大的海水因为温度降低而下沉,下沉的驱动力又带动了温暖而盐分低的海水向上流动。这种循环在维持全球气候系统的能量平衡方面,有着极为重要的作用。
(褐色带是由海洋浅层流回北大西洋的较暖海流。深蓝色带是海洋深层冷而咸、流出北大西洋的海流。这个循环模式被称为“大洋传输带”。)
电影《后天》描述的突如其来的冰期,就是大洋温盐环流突然停滞带来的可怕后果。冰岛和格陵兰岛附近海岸是温盐环流的主要源头之一,那里冰冷的海水由于含盐量高,融化后沉入北冰洋底,冰冷的海水向低纬度海洋流动,低纬度洋流携带着暖流向高纬度地区推进,完成能量的循环。但是,随着全球持续增暖,极地的冰川大面积融化,气候变暖又使中高纬度地区降水增加,这些变化让极地和高纬度地区海水的盐度下降,当融化的海水与周围海水没有盐度的差异后,冰冷的海水就不再下沉,温盐环流中断。其后果是,北半球气温骤降,进入新的冰期。
因为大洋环流其实移动相当缓慢,完成一整个温盐循环大,它们运载着全球的热量及盐度输运,因此是气候研究中一个焦点问题,如果温盐平衡的运输状态被破坏。那就是加快我们向《后天》结局靠拢的时间。
◇ 海面上升
全球气温升高,会引起地球上的冰盖和山岳冰川等加速融化,大量冰川融水回归海洋(顺便引起一些得到人类破坏山体和植被活动辅助下的洪水)。海水温度升高会使上层海水的密度减小,导致海洋水体热膨胀,从而加大了海面的上升量。温度升高了的海洋又会反过来影响气候的变化——季风(地球的呼吸系统)、海流(地球的血管系统),两者互为反馈,共同影响和支配着全球的气候变化和海面变动。
如果海面升高1米,就将使几千万以上人口无家可归,中国、美国的频海城市,马尔代夫、孟加拉等岛国会被淹没而不适合人类居住。倒时候由于人口环境的失衡所引起的动乱会带来给各国政府更大的麻烦。
生态难民这个词现在并不稀奇。其引起的后果之一就是人类社会结构动荡,和文明的倒退。
◇ 全球环境变化的后果
全球环境变化是指由于自然和人为因素造成的全球性的环境变化。全球环境变化的研究对象包括地球系统的岩石圈、大气圈、水圈和生物圈,发生在地球系统各部分之间的各种现象、过程以及各部分之间的相互作用。
因此,这里要再次提醒大家,时刻记得生态系统是一个整体。当我们弥补了一处问题,也许有更多的问题在等待着我们。
这不是一个国家或者一个地区的事情。全球变化会影响到世界的每一个角落。
总体上说,全球变暖在一定程度上会使南北极的冰川融化,冰川退缩,并使高山积雪慢慢消失,北极多年的多年冻土推迟而解冻提早。冰雪融水注入大海,海水水体热膨胀,从而使海面上升。随着海面的上升,海岸线退缩,大片陆地将被淹没。海面升高导致蒸发量剧增,从而使世界范围的降水量增多,而同时,厄尔尼诺事件将更加频繁地变化,各气候带发生剧烈变动;虽然部分地区会异常降水,但干旱在亚洲和非洲一些地区很普遍(在中国已经得到应验);这些气候变化(以及与之配套的人类污染活动)会对世界农业产生难以预计的后果(大家很痛恨现在的食品价格吧)。
全球性升温对生态环境就不用说了。气候一旦改变,脆弱的生态体系无法与之适应。植物无法产生种子,动物将无栖身之处。它们的生长区域向南极,而各个地带动物的迁徙规律被打破。珊瑚等海洋生物因水体过热死去,低等动物的减少影响食物链高等动物的繁衍。传播疾病的鼠类和蚊子等活动范围扩大(湖南洞庭鼠害非常恐怖吧?),除了登革热、疟疾、脑炎之外我们还需要提防禽流感,口蹄疫之类的。
我们的生活在恶化——好像是废话= =
◇ 环保能源真的环保吗?
以前我们对于环保的定义似乎仅在于使用可持续能源、使用清洁能源、减少污染上。但是环保仅仅指不产生和不使人类患上癌症吗?所谓环保能源和全球变暖有什么关系呢?
我们先来分析一下变暖的本质。
变暖的本质是增加热量,热量用物理的方式说就是做功产生热能。人类的生存、生活、生产,一切一切所有的活动都通过使用各种地球能源在做功。
石油、煤等物质,是有机转化为非常稳定的分子结构,这些物质原本埋藏于低下,吸收大量地热,不会产生任何热量。
同样,天然气、沼气都积存在地球内部,是内在的稳定能量。
流淌的江河,海滩边的潮汐,山间吹拂的风,都在按照自然规律运动。
但是地下的能源被人类挖掘了出来。通过燃烧,它们的分子结构转为成了热,也就是可以人类文明产物运作的能量。
原本好好流动的自然的水体和气流被人类拦截和利用起来,从不会产生热量到产生巨大的热量。
石油、煤等:燃烧转化为——>热能
天然气、沼气等:燃烧转化为——>热能
风能、水能、潮汐能:动能——>热能
这些热量都会进入空气。人口越多,能源需求得就越多,热量也就越多。
当我们认为换了一辆氢气为动力的汽车就是非常环保健康的时候,可别忘了根据能量守恒定律,能量的转换完全是平衡的,无论多么清洁的地球能源,都是全球变暖的促进者。天然气的主要成分是甲烷,前面也说了,甲烷对温室效应的作用高出二氧化碳20-60倍。
目前为止,真正环保的能源只有太阳能。道理很简单,太阳能本身就是太阳辐射的热能,从热能——>热能,其中没有额外的产生。人类能源的唯一出路就是大力发展这种太阳赐予我们的能源。
现在各国政府为了天然气吵个不休,为了石油而大打出手,如果有星球大战军备竞赛科技实力,何不用在开发低成本民用太阳能设备上。可惜,人类的生存环境,除了要健康,还要玩政治。
我必须强调,战争是全球变暖的严重催化剂。战争中使用的炮弹,本身是具有稳定分子结构的小东西,如果没有触发的化学效应,不会造成任何影响。但在战争中,一枚很小的炮弹就会产生几千万倍于其本身质量的热,同时会造成大量的浮尘,浮尘对大气气溶胶的形成用重要作用(气溶胶是温室效应的温床)。更别提生化武器和放射性武器对于自然环境的灾难性破坏。
有时我们说,不开冰箱,不开空调,不做车就可以大大减少全球变暖的程度,而从另一个角度讲,这就不得不迫使人类放弃自己创造的文明社会,文明的进步是和能量的需求增大呈正比的。但是,战争这架多余的机器是人类应该通过努力停止下来的。
◇ 我们又会去哪里?
(未完待续) |