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温室效应的影响与我国的应对措施

2011-08-15夏秀芳

和田师范专科学校学报 2011年2期
关键词:温室效应温室大气

夏秀芳

(西南大学地理科学学院 重庆 400715)

温室效应的影响与我国的应对措施

夏秀芳

(西南大学地理科学学院 重庆 400715)

当前温室效应和由此而产生的气候变化已经成为各国科学家共同关注的主题。本文简要阐述温室气体与温室效应;分析温室效应产生的原因;并总结了百年尺度气候变暖对人类的不利影响和我国现阶段的应对措施。

温室气体;温室效应;气候;影响;变暖;原因

随着人类社会的不断进步和发展,越来越多的环境向题已被提上议事日程,其中温室效应引起的全球变化越来越多的受到各国政府、学者们的关注,对于这个在日常生活中经常被提及的温室效应我们又了解多少呢?下面就有关温室效应及其带来的影响做以简要的阐述,希望我们每个人都能正确的认识温室效应并对减少温室气体的排放作一点自己的贡献。

1.温室气体与温室效应

1.1 温室气体。大气中能够产生温室效应的痕量气体主要有水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、一氧化碳(CO)等,[1]它们产生的温室效应维持着地球适宜的气候。工业革命以来,人类活动排放了大量的温室气体,包括大气中原有的成分(H2O、CO2、CH4、N2O、CO等)和大气中原来没有的氯氟碳化物(CFCS)、氢代氯氟碳化物(HFCS)、全氟化碳(PFCS)、六氟化硫(SF6)等。

1.2 温室效应。农民为了使农作物如蔬菜、花卉等能够在寒冷气候中正常生长,用玻璃(或塑料薄膜)搭建温室。利用玻璃可以让90%以上的太阳辐射(短波)通过和阻挡90%以上的地面辐射(长波)通过的原理,保持室内适应的温度,维持农作物生长发育的需要。大气中的气体如H2O、CO2、O3、CH4、N2O、CO等,能够起到类似玻璃的作用,即大气中的这些微量气体能够让太阳短波辐射透过大气层到达地面,从而使地球表面升温;与此同时这些气体会阻挡地球表面向宇宙空间发射的地面长波辐射,从而保持近地面的温度。因CO2等气体具有类似于栽培农作物的温室的作用,所以人们把大气中微量气体的这种作用称为大气中的温室效应,又称“花房效应”,并把具有温室效应的微量气体称为温室气体。研究表明:随着地球演化的进程,大气中的微量气体的温室效应使得地球表面平均温度由-23℃上升到自然生态系统和人类已适应的15℃,全球平均地表温度上升了38℃左右。[2]

2.温室效应产生的原因

导致温室效应产生的原因可以归结为:自然原因和人为原因两大类。

2.1 自然原因。主要包括海洋、陆地、火山活动、太阳活动、自然变率等,不少科学家还把气候变暖归结为大气候条件。地球逐渐变暖是地球大气自身调节的结果。[2]自地球形成以后,不同地质时期气候呈现出一定的规律性,一定幅度的气温波动是正常的,目前地球正处于“增温期”。如中国海南岛小东海礁区的滨珊瑚岩心长3m,反映近百年(1890~1990年)的温度变化,即20世纪50年代前升温,50~80年代降温,80年代后升温。

太阳本身提供的能量变化或者地球接收到的太阳能量发生变化都会影响到地球气候系统的变化。丹麦国家太空中心认为,由于帮助形成云层的部分宇宙射线被太阳的较强磁场阻挡,导致了地球温度的升高。[3]从十年至百年的长时间尺度分析,影响气候长期波动的主要因子是太阳辐射。俄罗斯天文学家Habibullo Abdussamatov还认为长期上升的太阳辐射是造成地球变暖的原因。[3]再就是厄尔尼诺现象造成全球气候异常。中高纬地区冬季气温与厄尔尼诺现象发生具有一致性,即厄尔尼诺现象发生当年冬季气温低、翌年也低。

2.2 人为原因。主要表现在三个方面:

第一,排放有害气体。“温室效应”是目前大气增温的根源。人类进步、经济发展、工业化程度越来越高,大量焦烧矿物能源导致大气中二氧化碳和稀有气体(如CH4、氮氧化合物、氯氟烃化合物等)有害气体逐年增加。如大气中CO2的浓度从上世纪中叶到现在递增了10%左右;氟烃气体在排放的温室气体中已占到20%以上。CH4含量已达六亿多吨,比300年前高出一倍多。[4]这些气体具有强烈吸收地面辐射的能力,形成“温室效应”,造成低层大气增温。

第二,改变地表状况。人类盲目开荒,过度放牧、滥砍森林,造成了地表植被的严重破坏。当前全世界森林正在以600万-800万公顷的速度递减,[3]森林急剧减少不仅使大片土地开始荒漠化,而且削弱了光合作用,导致大气中温室气体CO2的有增无减,从而间接的起到了增温的作用。

第三,释放大量的废热。自然状态下,大气中热量收支基本是平衡的,其均温保持稳定,而人类活动却破坏了这一平衡。化石燃料所产生的各种温室气体和大量人为热排放到大气中,日积月累,气温就会因此而升高。根据熵增的原理,人类的一切工业生产活动都是不可逆的过程,其中产生的废热也是难以再回收利用的,并且这一部分热量就是造成系统熵增的那部分废热。

3.温室效应的影响

温室效应引起的全球变暖将给地球环境带来一系列严重后果:

3.1 海水受热膨胀,冰盖融解,海平面上升。如果地球表面温度按现在的速度持续升高发展,到2050年全球温度将上升2℃~4℃,南北极地冰山将大面积融化,导致海平面不断上升,一些岛屿国家和沿海城市沙滩的海水冲蚀速率将加快、地下淡水也会被上升的海水推向更远的内陆地方,更严重的后果是整个城市将被淹没,其中包括几个著名的国际大城市:纽约、上海、东京和悉尼。世界银行的一份报告显示,即使海平面只小幅上升1米,也足以导致5600万发展中国家的人民沦为难民。预期由1900-2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.09米~0.88米之间。[5]

3.2 地球上病虫害增加,史前致命病毒将重新出现。温室效应引起或加剧了一些传染病的流行。以痰疾为例,过去5年中世界痰疾发病率已翻一两番,现在全世界每年约有5亿人得痰疾,其中200多万人因此丧命。[6]同时,全球气温上升令极地冰层融化,被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日,导致全球陷入疫症恐慌,由于目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力,所以人类生命将受到严重的威胁。

3.3 地球气候反常,海洋风暴增多。许多人看过美国电影《后天》,对其中所描绘的全球气候异常所带来的灭顶之灾感到恐慌,然而近几年地球上所出现的天灾似乎预示这一天的来临并不遥远。如2008年我国就出现了罕见的雪灾,20个省份受到不同程度的低温、雨雪、冰冻灾害的影响。五百年一遇的热带风暴“纳尔吉斯”5月初重创缅甸,风灾共夺走逾13万条人命。几乎全球所有地域都遭到气候反常的不同程度的影响。全球降雨量重新分配,引起洪涝灾害、干旱和沙漠面积的不断增大。如果二氧化碳的浓度达到目前的2倍将会导致两种后果:一是大气中水蒸气含量增加;二是低气压的频度和范围会发生变化,从而引起降雨量发生变化。这就意味这部分地区会暴雨成灾,洪水泛滥。像北美的中部、中国的南部、地中海沿岸地区等地区,另一方面会出现严重缺水的危险,如亚热带地区降雨量减少。[6]此外,温度的升高会增加水分的蒸发,这对地面上水源的运作带来了压力。

3.4 新的冰川期来临。南极冰盖的融化使得大量淡水注入海洋,海水被稀释,浓度降低。“大洋输送带”将不断减缓,小到一定程度,全球的温度调节会紊乱。暖流不能到达寒冷海域,而寒流不能到达温暖海域。全球温度降低,新的冰河时代将会来临。北半球大部被冰封,一阵接着一阵的暴风雪和龙卷风将横扫大陆。大气圈、水圈、生物圈的平衡被彻底打乱,大自然的“终极”调节机制便启动——一切归于起点。

4.我国现阶段应对温室效应的措施

为有效应对温室效应,我国政府在调整经济结构,转变发展方式,大力节约能源、提高能源利用效率、优化能源结构,植树造林等方面采取了一系列政策措施。

4.1 调整经济结构,促进产业结构优化升级。我国政府注重经济结构的调整和经济发展方式的转变,制定和实施了一系列产业政策和专项规划,将降低资源和能源消耗作为产业政策的重要组成部分,推动产业结构的优化升级,努力形成“低投入、低消耗、低排放、高效率”的经济发展方式。[7]政府出台一些政策来加快服务业的发展;强调做强做大高技术产业;加快淘汰落后产能;遏制高耗能、高排放行业过快增长。

4.2 大力节约能源,提高能源利用效率。我国政府高度重视能源节约问题,把节约资源作为基本国策,长期坚持开发与节约并举,节约优先的方针。党中央、国务院把节能减排放在更加突出的位置,建立节能减排的目标责任制;采取措施加快实施重点节能工程,推动重点领域的节能减排工作;提高能源开发转换效率;实施有利于节能的经济政策;加强法制建设。

4.3 发展可再生能源,优化能源结构。在当前科学技术高度发达的情况下,我们不能只是停留在对煤炭和石油的广泛利用上。要逐步调整能源结构,开发利用无污染的能源。如加快风电发展速度,充分利用风能;以生物质发电、沼气、生物质固体成型燃料和液体燃料为重点,大力推进生物质能源的开发和利用;积极发展太阳能发电和太阳能热利用,加强新能源和替代能源的研发与应用;不断加强对煤层气和矿井瓦斯的利用,发展以煤层气为燃料的小型分散电源;进一步推进煤炭清洁利用,研究CO2捕获与封存技术。

4.4 发展循环经济,减少温室气体排放。中国政府高度重视发展循环经济,积极推进资源利用减量化、再利用、资源化,从源头和生产过程减少温室气体排放。完善废弃物综合利用和再生资源回收利用的税收优惠政策,加大国债和中央预算内投资对发展循环经济重点项目的支持力度。制定促进填埋气体回收利用的激励政策,推动垃圾填埋气体的收集利用,减少甲烷等温室气体的排放。研究推广先进的垃圾焚烧、垃圾填埋气体回收利用技术,发布相关技术规范,完善垃圾收运体系,开展生活垃圾分类收集,提高垃圾的资源综合利用率,推动垃圾处理产业化发展,加强垃圾处理企业运行监管。

4.5 减少农业、农村温室气体排放。近年来,中国在减少农业和农村温室气体排放方面做了很多工作。迄今已在多个县开展了测土配方施肥行动,引导农民科学施肥,减少农田氧化亚氮排放;推广以秸秆覆盖、免耕等为主要内容的保护性耕作,发展秸秆养畜、过腹还田,增加土壤有机碳含量;建立草原生态补偿机制,落实草畜平衡、禁牧休牧轮牧制度,控制草原载畜量,避免草场退化。同时,大力发展农村沼气,推广太阳能、省柴节煤炉灶等农村可再生能源技术。

4.6 推动植树造林,增强碳汇能力。近几年,通过集体林权制度改革等措施,调动了广大农民参与植树造林、保护森林的积极性。目前,全国人工林面积达到了0.54亿公顷,蓄积量15.05亿立方米,森林覆盖率由上世纪80年代初期的12%提高到目前的18.21%。2006年中国城市园林绿地面积达到132万公顷,绿化覆盖率为35.1%。据估算,1980-2005年中国造林活动累计净吸收约30.6亿吨二氧化碳,森林管理累计净吸收16.2亿吨二氧化碳,减少毁林排放4.3亿吨二氧化碳,有效增强了温室气体吸收汇的能力。

4.7 加大研发力度,科学应对气候变化。2007年制定《中国应对气候变化科技专项行动》,提出了应对气候变化科技工作在“十一五”期间的阶段性目标和到2020年的远期目标,对气候变化的科学问题、控制温室气体排放的技术研发、适应气候变化的技术和措施、应对气候变化的重大战略与政策等方面进行了重点部署。主要表现在加强人才与基地建设;不断加大对气候变化相关科技工作的资金投入和科技研发重点领域。

5.结语

全球气候变暖是人类共同面临的问题,对地表自然环境和人文社会环境正在产生深刻的影响。世界各国政府、国际组织和区域组织等已经意识到气候变暖问题的严重性和紧迫性,陆续制定各种政策、签署多个协议和采取多项措施以控制全球变暖之势。但是,有效地控制和减缓气候变暖是一项十分艰巨的重大课题,需要世界各国的共同努力,任何一个国家单独是不能扭转这种局面的。2009年12月在丹麦召开的哥本哈根大会最终结果差强人意,仅以一项没有法律约束力的《哥本哈根协议》遗憾收场,更能说明这一点,各国之间的合作还有待于进一步加强。目前的研究还远远不够,有关全球变暖的原因、人类活动的影响程度、地表环境对全球变暖的响应、世界各国对待变暖的认识等等,都需要做深入的研究。

[1]吴兑.温室气体与温室效应[M].气象出版社,2003.

[2]Houghton J著,戴晓苏等译.全球变暖[M].气象出版社,1997.

[3]李爱贞,刘厚凤,张桂芹.气候系统变化与人类活动[M].气象出版社,2005.

[4]王忻宇.温室效应问题浅析[J].理论讨论·网络财富,2009(3),P190-192.

[5]程东来,钱学斌.温室效应与气候变化即人类活动的关系[J].咸宁学院学报,2008(6),P86.

[6]郑师谊.全球气候变化及其导致灾害对策分析[J].宏观形势,2009(2).

[7]庄林.减缓温室效应不妨资源化利用二氧化碳[J].资源与人居环境,2007(13).

夏秀芳(1986-)女,甘肃陇西人,西南大学地理科学学院2009级硕士,研究方向:区域与可持续发展。

2011-02-23

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