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1981~1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料如煤石油等排放出大量的CO2等多种温室气体这些温室气体导致全球气候变暖在20世纪全世界平均温度约攀升0.6摄氏度北半球春天冰雪解冻期比150年前提前了9天而秋天霜冻开始时间却晚了约10天20世纪90年代是自19世纪中期开始温度记录工作以来最温暖的十年在记录上最热的几年依次是1998年2002年2003年2001年和1997年
变暖后联合国的措施
为阻止全球变暖趋势1992年联合国专门制订了联合国气候变化框架公约该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效依据该公约发达国家同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它温室气体的排放量降至1990年时的水平另外这些每年二氧化碳合计排放量占到全球二氧化碳总排放量60%的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国家发达国家转让给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化带来的各种挑战截止2004年5月已有189个国家正式批准了上述公约
变暖后的危害
变暖的危害从自然灾害到生物链断裂涉及人类生存的各个方面
原因异议
MIT工学院地球大气科学专家Richard Lindzen对此观点持怀疑态度早
美国和全球年平均温度测量值之间比较情况
加拿大首位气候学博士蒂莫西写成全球暖化有硬数据支持吗一文他说有人提到地球平均气温上升会超出地球恒温的安全警戒线有地球恒温这样的东西吗难道他没有听说过冰期吗在20世纪70年代热门话题是全球冷化在21世纪是全球暖化低几度和高几度都会有灾难难道地球的温度就是最理想的
2007年3月8日英国广播公司播出了纪录片全球暖化大骗局以全然迥异于当前主流观点的态度讨论全球暖化的议题这部影片不断提出暖化现象并非人类活动所致的说法并访问多名气候学家最后结论认为太阳活动才可能是暖化的主因人类对气候的影响微不足道
全球变暖作者美S.弗雷德?辛格/丹尼斯?T.艾沃利在书中同样阐述了这种观点最后以京都议定书将以失败告终结尾
东英吉利大学的邮件系统有1000多封邮件被曝光有封邮件包括一张过去一千年间全球气候变化的曲线图琼斯在正文中写道在汇总气温数据时他使用了迈克的窍门使每20年的平均气温变化趋势符合基思掩饰气温下降趋势的立场琼斯提及的迈克是美国宾夕法尼亚州立大学气象学教授迈克尔?曼
历史温度
在人类近代历史中才有一些温度记录这些记录的来源不同精确度和可靠性也参差不齐在1850年前的一两千年中虽然曾经出现中世纪温暖时期与小冰河时期但是大众一直相信全球温度是相对稳定的在1860年才有类似全球温度的仪器记录当年的记录很少考虑的城市热岛效应的影响但是根据仪器记录1860~1900年期间全球陆地与海洋的平均温度上升了0.75℃自1979年开始陆地温度上升幅度约为海洋温度上升幅度的一倍陆地温度上升了0.25℃而海洋温度上升了0.13℃同年人类开始利用卫星温度测量来量度对流层的温度发现对流层的温度每十年上升0.12℃至0.22℃2000年之后多方组织对过去1000年的全球温度进行了研究对这些研究成果进行对比和讨论后发现自1979年开始的气候转变的过程是十分清晰此外其他的研究报告显示从20世纪初开始至今地球表面的平均温度增加了约1.1f0.6℃在过去的40年中平均气温上升约0.5f0.2-0.3℃在20世纪全球变暖的程度是更超过在过去400-600年中任何一段时间.
美国国家航空航天局戈达德太空研究所的研究报告显示自19世纪广泛地用仪器测量并记录温度开始2005年是最温暖的年份比1998年的温度记录还要高世界气象组织和英国气候研究单位也有类似的估计相反的是他们测量显示2005年是仅次于1998年第二温暖的年份
在2000年后各地的高温记录经常被打破譬如2003年8月11日瑞士格罗诺镇录得41.5℃破139年来的记录同年8月10日英国伦敦的温度达到38.1℃破了1990年的记录同期巴黎南部晚上测得最低温度为25.5℃破了1873年以来的记录8月7日夜间德国也打破了百年最高气温记录在2003年夏天台北上海杭州武汉福州都破了当地高温记录而中国浙江省更快速地屡破高温记录67个气象站中40个都刷新记录2004年7月广州的罕见高温打破了53年来的记录2005年7月美国有两百个城市都创下历史性高温记录2006年8月16日重庆最高气温高达43℃台湾宜兰在2006年7月8日温度高达38.8℃破了1997年的记录2006年11月11日是香港整个11月最热的一日最高气温高达29.2℃比1961年至1990年的平均最高温26.1℃还要高
研究预测
据俄罗斯独立报2013年7月31日消息美国科学院院报(PNAS)发表文章称随着海平面上升美国约1400个城市至2100年或将被淹没据报道该结论由Climate Central独立研究中心的本杰明?施特劳斯研究所得他的研究报告称至2100年全球气候变暖会导致海平面上升127厘米届时美国约1400个城市将面临被淹没的威胁
在这份研究报告中施特劳斯特别关注了美国佛罗里达州和路易斯安那州他认为佛罗里达州150个城市的270万人以及路易斯安那州114个城市中的120万人都将处于极大的威胁中此外面临淹没威胁的地区还有新泽西州加利福尼亚州和北卡罗来纳州等
根据新科学家杂志上的研究报告浮质法能够让抵达地面的阳光减少五分之一不过这种方式也会降低天空的蓝度从我们熟悉的蔚蓝色变成白色美国加利福尼亚州卡内基科学研究所的本-克拉维茨表示人类可以通过实施地球工程解决面临的环境问题然而这种做法也会产生副作用他指出喷射到空中的颗粒直径在0.1到0.9微米之一负责将阳光反射回太空不过由于太空中存在这些颗粒天空的颜色也会从蓝色变成白色
美国科学家研究发现古代农业活动曾使世界避免进入新冰川期这说明人类活动引起全球气候变暖可能持续了数千年研究人员说砍倒大树并开垦第一片田地的史前农民使大气中甲烷和CO2等温室气体含量发生了很大变化全球气温因此逐渐回升
美国弗吉尼亚大学教授拉迪曼说要不是早期农业带来的温室气体地球气温很可能还是冰川时期的气温拉迪曼承认研究结果非常容易引起争议
美国国家大气研究中心17日说科学家通过两项最新研究预测即使全世界温室气体的排放量稳定在2000年的水平本世纪全球变暖和海平面上升的趋势已经不可逆转
国家大气研究中心的科学家在18日出版的科学杂志上连续发表两篇论文从不同角度预测了全球气候变化的趋势他们的成果将由联合国下属的政府间气候变化专家委员会评估收录到2007年公布的下一份全球气候变化报告中
在第一篇论文中国家大气研究中心的魏格雷提出了一个较简单的数学模型来理解全球气候变化他认为由于海洋存在热惯性对温室气体等外界影响的反应有所滞后本世纪全球变暖的趋势只不过是以前排放温室气体的后果
据预测到2400年已存在于大气中的温室气体成分将至少使全球平均气温升高1℃不断新排放的温室气体又将导致全球平均气温额外升高2至6℃这两个因素还会分别引起海平面每世纪上升10厘米和25厘米要遏制气候变暖的趋势就必须将全球温室气体排放控制在极其低的水平即使这样海平面上升的趋势恐怕也难以避免每世纪10厘米的上升速度可能是最乐观的预测
由杰拉尔德?梅尔等人发表的第二篇论文则预测由于热惯性的存在即使本世纪中人类不向大气排放任何温室气体到2100年全球平均气温也将至少升高0.5℃海平面将上升11厘米以上其中海平面上升的速度比科学家早先的预测值高了一倍多梅尔对此解释说这是因为以前的预测没有考虑到冰川融化等的影响
梅尔的研究小组用两套数学模型借助超级计算机模拟了全球温室气体排放量分别为低中高时的气候和海平面变化情况
中国科学家的最新研究表明地球表面植被覆盖不断减少与全球气候变暖两者有着必然的内在联系首先对这个更为科学的数学模型作一简单介绍
首先必须介绍几个简单的物理常识
一力学
二焦耳定律
英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比跟导体的电阻成正比.跟通电时间成正比这个规律叫做焦耳定律焦耳定律可以用公式Q=I^2Rt表示
三光电效应
光照射到某些物质上引起物质的电性质发生变化也就是光能量转换成电能这类光致电变的现象被人们统称为光电效应Photoelectric effect光电效应分为光电子发射光电导效应和光生伏特效应前一种现象发生在物体表面又称外光电效应后两种现象发生在物体内部称为内光电效应赫兹于1887年发现光电效应爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应
四尖端放电效应
五电磁感应定律
六场分布概念
总之其实就是力热光电四大力学近代物理等一些理论还要知道高等数学地质构造板块运动等方面的一些知识
有了这些知识之后可以理解下面的话
⑴大前提
地球在围绕太阳公转地同时进行自转黄赤夹角是23度26分在太阳辐射的照射下由于光电效应地表物体的电子被不断电离形成的负离子随着热空气上升使得地表带上正电荷带电量与太阳辐射强度以及时间成线性关系也就是说太阳在不断为地表充正电荷负电荷则上升至高空整个地表与大气层构成一个超级巨大电容器
⑵电荷在地表将如何分布
由于海水是良导体相比之下大陆板块是不良导体因此电荷在海平面能够迅速流动而在大陆上则流动相对缓慢一些由于尖端效应电荷将向地球表面海拔较高的地区不断聚集因此海平面总的电流效应为零电流效应将主要体现在大陆板块之中这样就可根据地球板块分布地表详细地形地貌地球自转情况以及太阳辐射角度等基本参数建立一个地球的电流及电荷模型可计算出分布情况理论上能够得出与实际非常吻合的结果视参数选择的精确度以及计算机的数据处理能力
⑶所带来的电流场分布情况以及地磁场产生机理
当地球一侧面对太阳时根据此理论模型若外界太阳辐射全部屏蔽则地球表面的电荷运动趋势是不断向尖端地带运动产生电流场1称之为磁场1这个电流场与地表大陆分布情况以及大陆海拔情况有关且电流各向同性所以其总体效应为零但可在局部地区对地磁场的分布造成影响与此同时地表在不断地放电因此在太阳辐射存在的情况下地球正对太阳一面的电荷分布主要分布在大陆上是东面电荷最多西面电荷最少由于地球自西向东自转因此在面对太阳一侧形成了自东向西的电流称之为电流分布2这个电流产生一个磁场称之为磁场2且可知面对太阳一侧磁场较强背对太阳一侧磁场发散此外地表尖端地带聚集的正电荷随着地球自转所产生的磁场大小可称为磁场3而地表上空的负电荷也在随着地球自转产生电流场4对应一个磁场可称为磁场4由于正负电荷总量相等因此磁场3和磁场4总体效应为零综上所述磁场2是地磁场的主要来源具体数据则需要根据太阳辐射情况大陆板块分布情况等详细数据建立模型计算
全球气候变暖
(16张)
⑷地球如何实现电荷平衡
可将地球视为一个超级电容器在太阳为这个超级电容器以1800A持续充电的同时也在进行着1800A的放电见费曼物理学讲义闪电平均电流1800A可推知充电电流是1800A这个放电就是闪电所以地球上当今20世纪闪电的平均电流就是1800A闪电的电流则是自地表向高空自下而上闪电需要将空气击穿因此多发生在空气湿度较大的地带如阴雨大风天气以及较高海拔火山口地带等地球的表面电场强度自下而上超过100V/m见费曼物理学讲义电场分布应该是地表直到电离层因此可以推算出地球这个超级电容器蕴藏着很大的能量既然电荷量很大为什么我们没有感觉因为我们所处的位置在同一电位上而干燥的空气又是极佳的绝缘体所以没有什么感觉
⑸若地表植被减少会出现什么问题
由以上几点可知地球大电容是一个平衡系统长期以来地球上生态环境植被覆盖情况是相对稳定的因此地表的含水量相对稳定因此地表的电导率相对稳定按照此理论当地表植被减少时地表的电导率下降即表现为电阻加大也就是说地球电容器的内阻增大而充电功率即太阳辐射情况相对较稳定根据焦耳定律这在一定程度上使得地表的发热量增大一定程度上促进了全球变暖
⑹若地表植被大量消失或者出现大范围干旱将出现什么情况
如方圆上千公里植被大量消失或者干旱造成地表大片地区成为绝缘体使得无法按照原来的电流场进行流动而大量电荷聚集在地表由于电荷之间的库仑力直观上表现为土地表面形成裂口宏观上则表现为所在大陆板块的张力能量形式则是弹性势能干旱的时间越长则能量聚集量越大当潮湿的空气运动到这一地区时由于雨水的湿润大地又重新成为较好的导体地表积聚的大量电荷迅速向尖端地带运动于是倾盆大雨伴随着大量的闪电能量迅速释放造成大陆板块的异常运动这种能量释放对于地球来说微不足道但是对于人类来说则破坏力巨大
可以由这个模型得知地表植被不断减少是全球气候异常的主要推动力之一在地表温度缓慢上升的同时各类异常天气现象也日益频繁发生其中有着复杂的相互作用需要更多更详尽的数据如大气洋流地质等多方面这个模型可以作为地球物理学的基本模型具体问题具体分析还可以推广至其他天体星系
化石能源的大量使用一方面是造成温室气体的排放另外一方面则是大量酸雨使得植被减少双重作用使气候异常加剧
海洋变化
讲气候变化海平面上升是很吸引眼球的新闻其实大海并不是一个平面海洋不同地方的海平面高度并不都是相同的不同的大洋之间的海洋高度能相差不少人类关心的观测到的实际上是沿岸的海平面影响沿岸海平面变化的因素非常多比如潮汐天气比如气候变化还有陆地本身的上升下降等等当然不同的因素有不同的时间尺度人类对沿岸海平面变化的观测很早当然早期资料的代表性普遍不足地中海的资料比较好一些观测到从公元1世纪到1900年的漫长时间里面地中海的海平面变化幅度没有超过正负25厘米或者说基本上是稳定的这期间地中海的海平面升降的变化速率基本上都在每年0到2毫米之间进入近代以后19世纪后半期世界各大洋面都有了观潮仪这样就有了对所有大洋洋面高度的监测数据这些历史数据里面能发现明显的海平面加速上升的趋势但是数据还不足以作定量分析全面系统的观潮仪的数据记录是
全球变暖导致冰雪融化
和很多气候问题一样尽管全球海平面呈现了整体的升高趋势但是各个大洋的海平面变化各有不同观察到从1992年以来最大的海平面上升发生在太平洋西部和印度洋东部整个大西洋的海平面除了北大西洋部分地区外基本上在上升但是在太平洋东部部分地区和印度洋西部海平面实际上在下降有兴趣的可以关注一下几个嚷嚷得很厉害的小岛国的位置看看对他们来讲问题究竟是不是真的存在是不是真得很迫切不同的岛国情况还是很不同的
原因分析
人为因素
1.人口剧增因素
人口的剧增是导致全球变暖的主要因素之一同时这也严重地威胁着自然生态环境间的平衡这样多的人口每年仅自身排放的二氧化碳量就将是一惊人的数字其结果就将直接导致大气中二氧化碳的含量不断地增加这样形成的二氧化碳温室效应将直接影响着地球表面气候变化
2.大气环境污染因素
环境污染的日趋严重已构成一全球性重大问题同时也是导致全球变暖的主要因素之一21世纪关于全球气候变化的研究已经明确指出了自上个世纪末起地球表面的温度就已经开始上升
3.海洋生态环境恶化因素
海平面的变化是呈不断地上升趋势根据有关专家的预测到下个世纪中叶海平面可能升高50cm如不采取及对措施将直接导致淡水资源的破坏和污染等不良后果另外陆地活动场所产生的大量有毒性化学废料和固体废物等不断地排入海洋发生在海水中的重大泄漏油事件等以及由人类活动而引发的沿海地区生态环境的破坏等都是导致海水生态环境遭破坏的主要因素
4.土地遭破坏因素
造成土壤侵蚀和沙漠化的主要原因是不适当的农业生产众所周知良好的植被能保持水土流失但到当前2014年
人类活动由于为获取木材而过度砍伐森林开垦土地用于农业生产以及过度放牧等原因仍在对植被进行着严重的破坏土地沙化4.7万吨土壤被侵蚀土壤侵蚀使土壤肥力和保水性下降从而降低土壤的生物生产力及其保持生产力的能力并可能造成大范围洪涝灾害和沙尘暴给社会造成重大经济损失并恶化生态环境5.森林资源锐减因素
在世界范围内由于受自然或人为的因素而造成森林面积正在大幅度地锐减
6.酸雨危害因素
酸雨给生态环境所带来的影响已越来越受到全世界的关注酸雨能毁坏森林酸化湖泊危及生物等20世纪世界上酸雨多集中在欧洲和北美洲多数酸雨发生在发达国家一些发展中国家酸雨也在迅速发生发展
7.物种加速灭绝因素
地球上的生物是人类的一项宝贵资源而生物的多样性是人类赖以生存和发展的基础但是地球上的生物物种正在以前所未有的速度消失
8.水污染因素
据全球环境监测系统水质监测项目表明全球大约有10%的监测河水受到污染本世纪以来人类的用水量正在急剧地增加同时水污染规模也正在不断地扩大这就形成了新鲜淡水的供与需的一对矛盾由此可见水污染的处理将是非常地迫切和重要
9.有毒废料污染因素
不断增长的有毒化学品不仅对人类的生存构成严重的威胁而且对地球表面的生态环境也将带来危害
自然因素
1.火山活动
2.地球周期性公转轨迹变动
地球周期性公转轨迹由椭圆形变为圆形轨迹距离太阳更近根据某科学家的研究地球的温度曾经出现过高温和低温的交替是有一定的规律性的
