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全球气候变暖-为什么全球变暖?

发布时间:2020-09-27 15:29:37【足球新闻】人次阅读

摘要全球气候变暖是人类破坏的吗?占百分之几?变暖和变冷以前曾发生过,但自工业革命以来的全球变暖,于以往都不一样,因为这一次变暖,主要原因来自人类活动对地球的破坏。那

全球气候变暖是人类破坏的吗?占百分之几?

全球气候变暖是人类破坏的吗?占百分之几?

变暖和变冷以前曾发生过,但自工业革命以来的全球变暖,于以往都不一样,因为这一次变暖,主要原因来自人类活动对地球的破坏。那么,我们怎么知道人类正在引起当前温度的爆炸性上升?

前所未有的变暖

在上个世纪,尤其是在本世纪,地球表面经历了前所未有的变暖。

自1977年以来的每一年都比20世纪的平均温度要高,有记录的17个最温暖年份中有16个是自2001年以来发生的,而2016年则是有记录以来最温暖的一年。%202016年的一项研究发现,如果没有燃烧煤炭和石油的排放,有记录的15个最暖年中有13个发生的可能性很小。

  • 图注:全球变暖的10个迹象。

任何农民都可以看出,自然的气候模式已经改变。

我们知道,过去曾发生过变暖和降温,而且远未人类出现。许多因素(称为“气候驱动因素”)都会影响地球的气候,例如太阳强度的变化和火山喷发以及大气中的热量捕集气体。

但是,造成今天前所未有的变暖的原因是人类吗?

科学家已经设计出不同的方法来回答这个问题。气象学家和海洋学家将他们观察到的气候模式与使用复杂的地球大气和海洋模型开发的模式进行了比较。通过匹配观察和建模的模式,科学家可以肯定地识别与这些变化相关的“人类指纹”,并且他们还可以将这些变化的比例归因于人类活动。

人类在地球气候上留下的指纹在各种记录中都在增加,并且可以在海洋、大气层和地球表面看到。

科学家们一致认为,今天地球变暖主要是由于人类往大气中排放了过多的碳,例如当我们选择提取和燃烧煤炭、石油和天然气,或者砍伐和燃烧森林时,大量的碳以不同形式进入大气中。

科学家已经收集了证据,并改进了解决自然和人为因素的方法。如今,科学家对人为造成的全球平均表面温度升高(一种关键的气候指标)抱有很高的信心。通过政府间气候变化专门委员会(IPCC)的连续气候评估,可以看出他们的信心增强。

人类对大气二氧化碳贡献的直接证据

二氧化碳(CO2)是主要的集热气体,在过去几十年中,大部分平均升温都与二氧化碳有关。

从工业化前时代(公元1000年至1750年)的二氧化碳浓度大约为百万分之280(ppm),到今天的400%20ppm,大气中的CO2浓度已急剧增加。

  • 图注:二氧化碳浓度。

多年来,科学家警告过这个危险的阈值,但是随着排放速度的加快,这个问题从“是否*我们会达到高于400%20ppm的二氧化碳浓度”变为“何时*”。

北极地区在2012年达到了400ppm。2013年,夏威夷的莫纳罗阿天文台记录到的碳含量超过400ppm。%202015年3月,全球平均水平达到了这一阈值,2016年9月,世界达到了不可逆转的地步:二氧化碳浓度水平不太可能再次降至400%20ppm以下。

  • 图注:人类滥砍伐森林。

我们知道人类活动正在推动二氧化碳浓度的增加,因为大气中的二氧化碳包含有关其来源的信息。%20科学家可以弄清楚有多少二氧化碳来自自然资源,有多少二氧化碳来自化石燃料。

与其他碳源相比,来自化石燃料的碳具有明显不同的“特征”,本质上是相对较重或较轻的碳原子的相对量(技术上为δ13C)。δ13C越大,来自化石燃料的碳比例就越高。

  • 图注:化石燃料衍生的二氧化碳在大气中的直接证据。%20尽管碳的浓度增加了,但自然来源的碳却减少了。

多年来,δ13C下降了,而二氧化碳的总量却增加了。该信息告诉科学家。自工业化时代以来,化石燃料的排放是造成CO2浓度最大的因素。

影响气候的自然和人为因素(称为“气候驱动因素”)

许多自然和人为因素(也称为驱动因素)会影响气候。

汽车和发电厂的排放以及太阳发出的辐射量增加是驱动温度升高的“强迫”的例子,第一个通过捕集热量,第二个通过增加能量转化为热量。火山事件和某些类型的人为污染,两者都将反射阳光的气溶胶(即细小颗粒)注入大气中,温度较低,并且是导致温度降低的强迫因素。

2016年的一项研究发现,“与大气和海洋温度相关的影响几乎有三分之二可以确信地归因于人为强迫”(意味着人为驱动力)。

自然气候驱动因素包括来自太阳的能量;周期性火山喷发产生的气溶胶,灰尘和盐雾;自然碳循环过程,例如非洲排放甲烷的白蚁丘或海洋表面吸收二氧化碳的微小生物;以及冰雪覆盖的变化,改变了地球表面将太阳能量反射回太空的程度(称为反照率)。

在自然驱动器中,大的火山喷发会产生强烈的降温影响,因为它将高空喷出的细小颗粒喷入平流层。

  • 图注:气候驱动因素的历史:捕集热量的排放远远超过其他驱动因素对地球气候的影响。火山喷发是1883年和1991年观测到的降温峰值的原因。

例如,1883年从印度尼西亚的卡卡托亚和1991年的皮纳图博火山(菲律宾)爆发的大规模爆炸,可以看作是上图所示火山数据中的两个最大的下行峰值。这些粒子阻止了太阳的全部能量到达地球表面,并导致了数年的冷却趋势。

人类气候驱动因素包括发电厂和汽车中燃烧的煤炭,天然气和石油所产生的热量捕集排放;砍伐和烧毁森林;%20微小的污染颗粒(气溶胶);黑碳污染更通常称为烟灰;以及土地使用的变化也会影响地球的反照率。

人类燃烧的化石燃料除了在大气中释放二氧化碳外,还会排放微小的颗粒。%20与火山颗粒类似,一些颗粒将太阳光反射回太空(气溶胶),具有冷却作用。

烟灰(黑碳)等其他颗粒吸收阳光并驱动温度升高,从而导致烟灰颗粒循环的大气层局部变暖。%20两种类型的人造粒子都会导致到达地球表面的太阳能量减少。

如果不是这些人造的天然小颗粒,过去60年中很可能会变暖。

自然驾驶员+人类驾驶员最适合现实

这些气候驱动因素中的一些会导致变暖,而另一些则会导致降温,但是当所有自然和人为因素引起的气候驱动因素叠加起来并相互比较时,人类释放的热阱气体在大气中的积累是如此之大,在过去的半个世纪中,它很可能淹没了其他气候驱动因素,导致全球变暖。

就像空军开发计算机程序来模拟不同条件下的飞机飞行一样,气候科学家也开发计算机程序来模拟不同条件下的全球气候变化。这些程序利用了我们对地球大气层,海洋及其陆地表面中发生的物理、化学和生物过程的了解。

数学模型使科学家可以模拟复杂系统的行为(例如气候),并探索这些系统如何响应自然和人为因素。

为了使计算机模型能够准确地预测未来的气候,科学家必须首先确保其准确再现已观察到的温度变化(即,他们需要测试其是否工作正常)。

自上个世纪以来,从事IPCC评估的科学家已仔细记录了观测到的气温,海洋温度,冰层退缩和海平面上升的变化。科学家使用气候计算机模型将这些观测到的变化与自然气候驱动因素和人类气候驱动因素进行比较。

  • 图注:山火导致大量的温室气体进入大气中。

政府间气候变化专门委员会得出结论说:“%20[温室气体]的影响,以及其他人为驱动因素的影响,已在整个气候系统中被发现,极有可能是自20世纪中叶以来观测到的变暖的主要原因。”

在对比观察到的不同类型驱动因素的变化后,科学家得出了这一结论。当气候模型仅包括记录的自然气候驱动因素时,这些模型将无法准确地再现过去半个世纪观测到的变暖。当这些模型还包括人为引起的气候驱动因素时,它们就可以准确地捕捉到大气和海洋中最近的温度升高。当将所有自然和人为的气候驱动因素相互比较时,来自人类源的大量碳积累是过去半个世纪以来最大的气候变化驱动因素。

多年来,归因科学的模型已经变得越来越复杂,除了将全球变暖归因于人为排放物外,它们还能够确定全球变暖对极端事件(例如洪水,热浪,暴风雨,%20等等)。

  • 图注:全球变暖对极端事件,例如洪水,暴风雨,等等。

2016年,美国国家科学,工程和医学研究院发布了一份报告,分析了极端事件归因科学的状况。%20该报告表明,科学家可以评估气候变化对单个极端事件的影响——人为排放如何增加该事件发生的可能性。

尽管归因科学对于某些类型的事件比对其他类型的事件更清晰,但它是在较长的提前期提供极端事件的预测预测、降低风险和改进准备的重要一步。

我们力所能及的解决方案

我们是原因,我们中国有一句古话:解铃还须系铃人,因此,我们是解决方案。

知道人类活动是导致全球变暖的主要动力,这有助于我们了解气候变化的方式和原因,并且清楚地将问题定义为我们有能力解决的问题。

我们无法避免由于大气中已经存在的热排放而导致的某种程度的变暖,其中一些(例如二氧化碳和一氧化二氮)持续了100年或更长时间。但是,通过采取减少排放并适应我们无法避免的变化的积极措施,我们有了一个小窗口,可以避免真正危险的变暖并为子孙后代提供一个可持续发展的世界。

2015年《巴黎协定》呼吁在全球范围内减少排放量,以使全球变暖保持在2°C的危险阈值之内。我们可以通过立即采取持续的行动来减少我们的散热排放,例如采用提高能源效率的技术,扩大我们对可再生能源的使用以及减缓森林砍伐的方法(以及其他解决方案)来实现这一目标。

为什么全球气候变暖啊?

自20世纪80年代以来,全球气候明显变暖。英国伦敦气象台的科学家宣称,自1850年开始有可靠的世界气温记录以来,本世纪80年代是全球最热的10年,而1990年则是全球创记录的最热年。全球气候为什么会变暖?科学界一致认为,是由于大气中的二氧化碳等气体含量的增加引起的“温室效应”所造成的。大气中本身的二氧化碳含量并不高,一般约占大气的0.03%,它是有机化合物氧化作用的产物。燃料的燃烧,有机物的腐化以及动植物的呼吸都会产生二氧化碳。二氧化碳主要集中在大气底部20千米的薄层内。大气中的二氧化碳对太阳辐射吸收很少,但却能强烈地吸收地面辐射。大家可能见过温室吧,通常温室由大面积玻璃窗构成,来自太阳的短波辐射很容易通过玻璃,将室内晒热;被加热后的室内则辐射出长波辐射,长波辐射不易穿过玻璃散射出去,这样,太阳能的一部分以热能形式被阻拦保持在室内,形成温室。大气中二氧化碳的作用,就类似温室玻璃窗的作用。日光通过大气层射向地球,地球向空间辐射出长波辐射。而二氧化碳可将大量的长波辐射吸收,从而减少了地表热量向空间辐射损失,使得大气层保持一定的热能,增加地表气温。人们把二氧化碳在大气中的这种作用称为“温室效应”。二氧化碳引起的“温室效应”对人类生产、生活并不一定都是有害的,关键在于二氧化碳在大气中的含量。在过去的10万年内,大气中的二氧化碳,经植物的自然消耗,大致保持着平衡状态,也就是说,大气中二氧公碳的含量为280PPm(即百万分之280),它恰好适合人类和动植物生存,也不会使气候发生较大的变化。可是,近几年来,大气中二氧化碳的含量不断增高,温室效应不断增强,从而导致了全球性的气候变暖。

为什么全球变暖?

为什么全球变暖?

为什么全球变暖?

全球气候变暖的主要原因是:氧化碳、甲烷、氯氟烃等“温室气体”的排放 。

1.首先:全球气候变暖是一种和自然有关的现象,是由于温室效应不断积累,导致地气系统吸收与发射的能量不平衡,能量不断在地气系统累积,从而导致温度上升,造成全球气候变暖。

2.原因: 由于人类焚烧化石燃料,如石油,煤炭等,或砍伐森林并将其焚烧时会产生大量的二氧化碳,即温室气体,这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度透过性,而对地球发射出来的长波辐射具有高度吸收性,能强烈吸收地面辐射中的红外线,导致地球温度上升,即温室效应。

3.结果:全球变暖会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等,不仅危害自然生态系统的平衡,还威胁人类的生存。另一方面,由于陆地温室气体排放造成大陆气温升高,与海洋温差变小,近而造成了空气流动减慢,雾霾无法短时间被吹散,造成很多城市雾霾天气增多,影响人类健康。汽车限行,暂停生产等措施只有短期和局部效果,并不能从根本上改变气候变暖和雾霾污染。

4.处理方案:节能减排,多种树


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