淺析溫室氣體與氣候變化

周雨祺

摘 要：隨著人類社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問題越來越突出，溫室氣體與氣候變化更是成為國際社會關(guān)注的焦點。根據(jù)政府間氣候變化專門委員會IPCC第四次評估報告，在過去一百年內(nèi)，即1916～2015年全球平均氣溫上升了0.74℃，最近50年升溫約為每10年升高0.13℃，是過去100年升溫的2倍，未來20年全球氣溫還會以每10年0.2℃的速度上升[1]。全球變暖不可避免會引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，不管是海平面上升還是極端氣候增多，其后果都不容忽視。本文將從溫室氣體和城市熱島兩個角度來分析氣候變化。

關(guān)鍵詞：溫室效應(yīng)；溫室氣體；城市熱島；氣候變化

一、溫室效應(yīng)原理

溫室效應(yīng)是指大氣層和地表這個系統(tǒng)組成的“玻璃溫室”，使地表一直保持著不變的溫度，太陽輻射可以透過到達(dá)地面并且可以阻止地面輻射的散失，從而使地球表面從太陽輻射獲得的能量相對多，而散失到大氣層以外的熱量相對少，地球表面的溫度維持在一個適合人類生存的水平。這種大氣對地面的保護(hù)作用我們稱之為溫室效應(yīng)，而這些氣體稱為溫室氣體。主要包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟氯烴、臭氧、水蒸汽、二氧化硫以及一氧化碳等。

二、主要溫室氣體

（一）二氧化碳CO2

在所有使大氣增溫的氣體中，二氧化碳是最為顯著的，大約可以占到所有溫室氣體的55%。近年來全球工業(yè)的快速發(fā)展帶來的化石燃料的大量消耗，地表森林資源的銳減等帶來的二氧化碳含量的增加。據(jù)估計，在所有二氧化碳排放的渠道里，化石燃料的燃燒引起的排放量可以占到70%，而最新的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在大約過去的一個世紀(jì)時期里，大氣中的二氧化碳含量大約有25%的增加[2]。

我國是除美國之外世界上最大的二氧化碳排放國。而且隨著我國越來越快的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，化石能源等資源的消耗和二氧化碳的排放總量都會成快速增長的狀態(tài)。為了在以后的發(fā)展中帶給世界盡量少的環(huán)境方面的負(fù)面影響，我國必須控制二氧化碳的排放以求減緩全球性的溫室效應(yīng)災(zāi)難。

（二）甲烷CH4

人們對溫室效應(yīng)及其對世界氣候影響的關(guān)注主要是在二氧化碳方面，而對甲烷卻了解得不多，甚至還有些誤解。其實，甲烷也是一種重要性僅次于二氧化碳的溫室氣體，同樣能吸收來自太陽的紅外輻射，而且吸收能力是二氧化碳的26倍！首次發(fā)現(xiàn)空氣中存在著大量甲烷的時間是在本世紀(jì)40年代。自那時以來，空氣中甲烷的濃度便以每年遞增1%的速度不斷增加，比二氧化碳增加的速度快了近3倍。難怪會有預(yù)言說，50年后，甲烷將取代二氧化碳而成為首要溫室氣體。

（三）一氧化二氮N2O

一氧化二氮即氧化亞氮，屬于常見的溫室氣體中的氮的氧化物一類。因為一氧化二氮同其他氣體一樣，具有很強(qiáng)的吸收和放出長波輻射的能力?？茖W(xué)家最近發(fā)現(xiàn)，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用化學(xué)肥料（按應(yīng)確切地說是氮素化肥），產(chǎn)生了大量的一氧化二氮。研究證明，一氧化二氮是一種非常強(qiáng)大的溫室效應(yīng)氣體，大氣中一氧化二氮的含量雖約僅為二氧化碳的9%，但其產(chǎn)生的溫室效應(yīng)卻是二氧化碳的310倍，已造成嚴(yán)重的生態(tài)問題。因此，一氧化二氮對環(huán)境的影響足夠引起我們的重視。

三、城市熱島

城市熱島效應(yīng)發(fā)生在人類高度聚集的城市，是指由于城市在生產(chǎn)生活中大量的人工發(fā)熱、建筑物和道路等高蓄熱體及綠地減少等因素，造成城市“高溫化”，城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象表現(xiàn)在近地面溫度圖上，即郊區(qū)氣溫變化很小，而城區(qū)則是一個高溫區(qū)，就象突出海面的島嶼，由于這種島嶼代表高溫的城市區(qū)域，所以學(xué)者們就形象地稱其為城市熱島[3]。形成城市熱島效應(yīng)的因素有很多，主要有城市面積持續(xù)增大、城市下墊面、交通工具的增加、人工熱源、水氣影響、空氣污染、綠地減少、人口遷徙等多方面的因素。

四、氣候變化

在不管是溫室氣體還是城市熱島，對氣候變化都有不可推卸的責(zé)任。

以二氧化碳為首的氣體造成的溫室效應(yīng)帶來許多環(huán)境方面的問題。其不僅僅是兩極冰雪融化和海水受熱膨脹等使全球性的海平面上升導(dǎo)致地球大陸的海岸線部分被大面積的淹沒的問題，同時它也會導(dǎo)致土地沙漠化、氣候干旱的現(xiàn)象，甚至還會助長疾病的傳播。從這些角度來看，大氣溫室效應(yīng)帶來的是發(fā)人深思的對整個人類有毀滅后果的災(zāi)難。

而熱島效應(yīng)使得城市里的廢氣不能擴(kuò)散，只能集中在城市里。造成城市空氣的污染得不到緩解，使得城市空氣質(zhì)量更差。在“熱島效應(yīng)”的影響下，城市上空的云、霧會增加，使有害氣體、煙塵在市區(qū)上空累積，形成嚴(yán)重的大氣污染。人類有許多疾病就是在“熱島效應(yīng)”下引發(fā)的[4]。嚴(yán)重的城市熱島效應(yīng)不但影響了人們正常的生活和工作，還成為人們生活質(zhì)量進(jìn)一步提高和城市進(jìn)一步發(fā)展的制約因素。

五、展望

在研究我國的氣候變暖問題時，由于正處于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展高峰期，人口城市化步伐加快，城市規(guī)模迅速擴(kuò)張，導(dǎo)致氣象站周邊逐步被城市建筑和水泥地面所包圍，其形成的城市熱島效應(yīng)的影響不可忽視[5]。

正如我們不能全靠地球母親來處理善后，氣候變暖將持續(xù)數(shù)百年，會帶來一系列災(zāi)難性后果，各國政府應(yīng)該積極采取有效措施。我們不僅要嚴(yán)格控制人口增長，減少化石燃料燃燒，開發(fā)新能源，還要植樹造林，合理利用土地，停止使用氟氯烴等化合物。各工業(yè)化國家要積極開展“節(jié)能減排”，應(yīng)用新能源；發(fā)展中國家應(yīng)該提高資源和能源利用效率，減少二氧化碳排放量。

還有就是加大科研支持力度，鼓勵科研機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)等開發(fā)新能源、新材料、新技術(shù)，以應(yīng)對能源資源日益枯竭而帶來的發(fā)展問題。發(fā)達(dá)國家承擔(dān)起應(yīng)負(fù)的責(zé)任，并幫助不發(fā)達(dá)國家提高資源能源利用效率。各國要開展全民環(huán)保教育，促使社會各界形成“愛我地球、保護(hù)生態(tài)”的良好意愿，并將這種意愿付諸行動。

參考文獻(xiàn)：

[1]政府間氣候變化專門委員會IPCC第四次評估報告.氣候變化的影響、適應(yīng)與脆弱性，2007.

[2]陳新光，潘蔚娟，張江勇，羅曉玲.氣候顯著變暖使廣州極端氣候事件增多.廣東氣象第29卷第2期，2007.

[3]江學(xué)頂，夏北成，郭濼，李楠.廣州城市熱島空間分布及時域-頻域多尺度變化特征.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報第18卷第1期，2007.

[4]肖榮波，歐陽志云，李偉峰，張兆明，王效科.城市熱島時空特征及其影響因素.氣象科學(xué)第27卷第2期，2007.

[5]田武文，黃祖英，胡春娟.西安市氣候變暖與城市熱島效應(yīng)問題研究.應(yīng)用氣象學(xué)報第17卷第4期，2006.endprint