溫室效應(yīng)完整

溫室氣體種類、來源和溫室效應(yīng)的作用機(jī)制與危害

由于近年來人口激增、人類活動頻繁，礦物燃料用量的猛增，再加上森林植被破壞，使得大氣中的溫室氣體含量不斷增加，造成了溫室效應(yīng)加劇，給生態(tài)環(huán)境及人類健康等多方面帶來影響。所以我們在追求物質(zhì)發(fā)展的同時，一定要注意保護(hù)環(huán)境，減緩溫室效應(yīng)的加劇。1

溫室效應(yīng)及其產(chǎn)生1.1溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)，又稱“花房效應(yīng)”，是大氣保溫效應(yīng)的俗稱。大氣中的一些氣體能對氣候造成一定程度的影響，這些氣體擅長吸收長波輻射，因其作用類似于栽培農(nóng)作物的溫室，故名溫室效應(yīng)。圖1.11.2溫室效應(yīng)的產(chǎn)生大氣中的這些溫室氣體就像一層厚厚的玻璃，使地球變成了一個大暖房。有了溫室效應(yīng)，才使地球保持了相對穩(wěn)定的氣溫，從而使生命世界繁衍生息，興旺發(fā)達(dá)。但由人類過多排放溫室氣體引起的溫室效應(yīng)是指地球表面變熱升溫的現(xiàn)象（見圖）。

圖1.22溫室氣體種類及來源2.1溫室氣體種類

溫室氣體是指大氣中促成溫室效應(yīng)的氣體成分。溫室氣體占大氣層不足1%。其總濃度需視乎各“源”和“匯”的平衡結(jié)果。

大氣層中主要的溫室氣體可有二氧化碳(CO2)，甲烷(CH4)，一氧化二氮(N2O)，氯氟碳化合物(CFCs)及臭氧(O3)。大氣層中的水氣(H2O)雖然是“天然溫室效應(yīng)”的主要原因，但普遍認(rèn)為它的成份并不直接受人類活動所影響。二氧化碳(CO2)－碳和含碳化合物的燃燒、碳酸鹽礦物的分解、動物的呼吸作用及發(fā)酵過程，每年大約有100億噸～200億噸二氧化碳排入大氣。

氟氯碳化物(CFCs)－以CFC－11、CFC－12及CFC－113佔(zhàn)最大使用量。使用范圍包括冷媒、清洗、噴霧及發(fā)泡等用途，同時此類化合物也是破壞臭氧層的禍?zhǔn)住?/p>

2.2溫室氣體的來源

甲烷(CH4))─產(chǎn)生自發(fā)酵與腐化的變更過程及物質(zhì)的不完全燃燒，主要來自牲畜、水田、汽機(jī)車及掩埋場的排放。氧化亞氮(N2O)─是由石化燃料的燃燒，微生物及化學(xué)肥料分解而排放出來。臭氧(O3)─是由石化燃料的燃燒，微生物及化學(xué)肥料分解而排放出來。

人類還有許多活動也產(chǎn)生了許多溫室效應(yīng)的氣體，見下表：人類活動產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體人類活動

產(chǎn)出氣體石油、煤等石化原料的燃燒二氧化碳（CO2）農(nóng)業(yè)活動甲烷（CH4）、氮氧化合物（N2O）工業(yè)制成品氟氯碳化物（CFC）物質(zhì)燃燒氮氧化合物（N2O）工廠、汽車排放的氮氧化合物及碳水化合物經(jīng)過光所合成臭氧（O3）溫室氣體對于全球氣候變暖的貢獻(xiàn)1.在大氣中的濃度（用體積分?jǐn)?shù)表示）

在多原子分子氣體中，CO2的體積分?jǐn)?shù)最大，是當(dāng)然的頭號溫室氣體。

表2.1顯示了一些溫室氣體的濃度2.在大氣中的增長勢頭

CO2、CH4、N2O都有較快的增長速率，因此在溫室氣體排序中名列前茅。右圖表示五十年來

CO2的增長趨勢，(—)表示每月平均值的長期趨勢下圖顯示了大氣層中CH4的增長趨勢。藍(lán)點(diǎn)表示量度數(shù)據(jù)，紅線和綠線分別表示CH4濃度短期和長期的變化。3.大氣壽命

大氣壽命越長的溫室氣體對于全球氣候變暖的貢獻(xiàn)越大。

溫室氣體化學(xué)式大氣壽命/年二氧化碳CO25~200甲烷CH4120一氧化二氮N2O114氟氯烴CHF3260氟氯烴CHF2CF329下表為幾種溫室氣體的大氣壽命4.每個氣體分子吸收紅外線的能力

5.全球增暖潛勢

100年時間尺度的全球增暖潛勢值是，CO2:1；CH4:23；N2O:296；CFC11、CFC12:3400～7100綜合以上因素，IPCC在2001年第3次氣候變化科學(xué)評估中提出各溫室氣體對全球氣候變暖的貢獻(xiàn)比例為，CO2:60%；CH4:20%；N2O:6%；CFC11、CFC12等:14%。

如果設(shè)定1個CO2分子吸收紅外線的能力是1，那么同種能力是，CH4:21；N2O:310；CFC11、CFC12:數(shù)千。

空氣中含有二氧化碳，而且在過去很長一段時期中，含量基本上保持恒定。這是由于大氣中的二氧化碳始終處于“邊增長、邊消耗”的動態(tài)平衡狀態(tài)。大氣中的二氧化碳有80％來自人和動、植物的呼吸，20％來自燃料的燃燒。散布在大氣中的二氧化碳有75％被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。還有5％的二氧化碳通過植物光合作用，轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)貯藏起來。這就是多年來二氧化碳占空氣成分0.03%（體積分?jǐn)?shù)）始終保持不變的原因。溫室氣體的排放但是自工業(yè)革命以來，資源與能源大量消耗，特別是煤、石油、天然氣等物質(zhì)的燃燒所排放的大量CO2

含量增加。汽車尾氣，森林火災(zāi)，火力發(fā)電廠等都造成大氣中二氧化碳含量的增加。

全球大氣CO2濃度從工業(yè)革命前的280ppm上升到了2005年的379ppm.目前全球溫室氣體的年排放量一直在增長。相比1970年,目前的年排放總量增長了70%,與1990年的水平相比也增長24%。其中CO2

的年排放總量比1970年代增長80%,相比1990年水平增長28%。甲烷的排放量相比1970年增長40%,相比1990年增長11%。氮氧化物的排放相比1970年增長50%,相比1990年增長11%。頭號溫室氣體二氧化碳的成長速度是史前期的30至100倍，二氧化碳濃度則為第二冰河期的1.25倍，為上一次冰河期的1.75倍。

年份2025205020752100大氣中CO2濃度值404～425434～480456～536469～614表：未來大氣中的CO2濃度值（ppm）

數(shù)據(jù)來自IPCC第四次評估報(bào)告，2007溫室效應(yīng)所造成的影響

1.氣候轉(zhuǎn)變、全球變暖近年來地球氣候異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)越來越頻繁氣溫升高，將導(dǎo)致某些地區(qū)雨量增加，某些地區(qū)出現(xiàn)干旱，颶風(fēng)力量增強(qiáng)，出現(xiàn)頻率也提高，自然災(zāi)害加劇。英國的歐洲氣候研究所研究員認(rèn)為，在未來的一百年間，北歐和中歐冬季的降雨量將增加5倍。受氣候異常影響最嚴(yán)重的將是英國、荷蘭、丹麥和德國北部，法國南部遭遇冬季暴雨的概率會從2％上升到4％。

20世紀(jì)60年代末，非洲撒哈拉牧區(qū)曾發(fā)生持續(xù)6年的干旱。我國2008年初遭受的特大雪災(zāi)也是全球變暖產(chǎn)生極端天氣的結(jié)果。歐洲北部地區(qū)（法國維姆勒港）2008年一月遭遇近年來罕見特大暴風(fēng)雨襲擊2007年一月歐洲部分地區(qū)遭到暴風(fēng)雨襲擊，風(fēng)力達(dá)到颶風(fēng)級別。2007年長沙出現(xiàn)50年一遇特大旱，圖為長沙瀏陽市北盛鎮(zhèn)一處接干涸的水庫非洲東部由于雨水不足，遭遇嚴(yán)重干旱，導(dǎo)致農(nóng)作物顆粒無收，大量牲口死亡，飲用水短缺。目前全球平均溫度經(jīng)1000年前上升了0.3~0.6℃。而在此前一萬年間，地球的平均溫度變化不超過2℃。根據(jù)近年來氣候模型的計(jì)算，大氣中二氧化碳及其他溫室效應(yīng)氣體濃度的增度，將使地球在未來50年內(nèi)上升3．5℃至4．2℃。在過去一百年間，地球平均溫度已上升0.45℃。而二十年內(nèi)，北極的夏天就暖和了6度1860～2000年全球氣溫變化1000～2000年北半球氣溫變化2、冰山融化、海平面升高假若“全球變暖”正在發(fā)生，有兩種過程會導(dǎo)致海平面升高。第一種是海水受熱膨脹令海平面上升。第二種是冰川和及南極洲上的冰塊溶解使海洋水份增加。自20世紀(jì)60年代起，加利福尼亞海岸附近的水溫在逐漸升高。到1995年，水溫已經(jīng)比1960年升高了將近3華氏度。大約在1963年，肯尼亞山的冰帽開始明顯變小，到1987年已經(jīng)縮小了40%。而且從1960年到80年代初，秘魯境內(nèi)安第斯山脈的冰川融化速度加快了兩倍。全球變暖導(dǎo)致非洲最高山峰冰雪融化南極冰川融化速度加快珠江水位每年升1厘米

全球變暖導(dǎo)致珠江三角洲氣候異常、水平面上升和農(nóng)田被淹。中國科學(xué)院廣州分院、廣州地理研究所研究員李平日教授透露，20世紀(jì)20年代至今，廣州珠江各年代最高水位已經(jīng)上升了80厘米(平均每年升近1厘米)按最新預(yù)測研究結(jié)果，到2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.15~0.95米。海水將淹沒生產(chǎn)的土地，鹽水入侵將污染淡水資源，海平面上升將使洪泛和風(fēng)暴潮災(zāi)害增多，改變海岸線和海岸生態(tài)系統(tǒng)，直接威脅沿海地區(qū)以及廣大島嶼國家人民的生存環(huán)境及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。(1)對溫?zé)釒锒鄻有缘挠绊?/p>

由于氣溫持續(xù)升高，北溫帶和南溫帶氣候區(qū)將向兩極擴(kuò)展。氣候的變化必然導(dǎo)致物種遷移。許多物種似乎不能以高的遷移速度跟上現(xiàn)今氣候的迅速變化。所以，許多分布局限或擴(kuò)散能力差的物種在遷移過程中無疑會走向滅絕。只有分布范圍廣泛，容易擴(kuò)散的種類才能在新的生境中建立自己的群落。

3.對生物多樣性的影響

(2)對沿海濕地和珊瑚礁生物多樣性的影響

濕地和珊瑚礁是生物多樣性豐富的生態(tài)系統(tǒng)，然而它們也會受到氣候變暖的威脅。溫度升高會使高山冰川融化和南極冰層收縮。在未來的50~100年中，海平面將升高0.15~0.95米，甚至更高。海平面的升高會淹沒沿海地區(qū)的濕地群落。海水溫度升高同樣會對珊瑚產(chǎn)生極大危害。由此將導(dǎo)致大量的珊瑚沉沒以致死亡。

4.對人類生活的潛在影響

(1)經(jīng)濟(jì)的影響

全球有超過一半人口居住在沿海100公里的范圍以內(nèi)，其中大部份住在海港附近的城市區(qū)域。所以，海平面的顯著上升對沿岸低洼地區(qū)及海島會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損害，例如：加速沿岸沙灘被海水的沖蝕、地下淡水被上升的海水推向更遠(yuǎn)的內(nèi)方。

圖3.3英國政府的一份報(bào)告指出，如果繼續(xù)忽視溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球氣候變暖，從而造成環(huán)境進(jìn)一步惡化，人類有可能再次面臨類似上世紀(jì)30年代的全球性經(jīng)濟(jì)大衰退，全球?qū)⒂袃蓛|人會因?yàn)楦珊祷蚴澄锒倘倍蔀殡y民。水蒸氣從英國利茲市附近的發(fā)電站冷卻塔中升起

英國公布了由前世界銀行首席經(jīng)濟(jì)師尼古拉斯·斯特恩爵士得出的全球氣候報(bào)告，再次敲響全球升溫警鐘。(2)農(nóng)業(yè)的影響實(shí)驗(yàn)證明在CO2高濃度的環(huán)境下，植物會生長得更快速和高大。但是，“全球變暖”會影響大氣環(huán)流，繼而改變?nèi)虻挠炅糠植技案鞔笾薇砻嫱寥赖暮俊?/p>

糧食的質(zhì)量可能隨著二氧化碳的提高而下降，因?yàn)槿~子的含碳量可能增加，含氮量可能減少。在溫室效應(yīng)中，害蟲和病害較易蔓延，這就需要更多的農(nóng)藥治理。

圖3.4(3)水循環(huán)的影響

全球降雨量可能會增加。但是，地區(qū)性降雨量的改變則仍未知道。某些地區(qū)可有更多雨量，但有些地區(qū)的雨量可能會減少。此外，溫度的提高會增加水分的蒸發(fā)，這對地面上水源的運(yùn)用帶來壓力。海洋中的浮游生物顯微照片

研究認(rèn)為，氣溫與人的死亡率之間呈U型關(guān)系，在過冷和過熱條件下的死亡率都將增加，最低死亡率處于16~25℃的溫度范圍內(nèi)，人類為適應(yīng)預(yù)測的21世紀(jì)的氣候變化將付出重大代價。(4)人類健康的影響控制對策

毋庸置疑，溫室效應(yīng)的惡化進(jìn)程對生物多樣性，將構(gòu)成強(qiáng)大沖擊?？刂茰厥倚?yīng)，保護(hù)濕地、減緩全球氣候變暖，是世界各國面臨的重大課題。

1.控制CO2向大氣的排放量

減緩全球氣候變暖的根本對策是全球參與控制CO2向大氣的排放量。為此，在國際上達(dá)成共識，即從政治上和技術(shù)上控制CO2的排放量。

法律上

(1)制定各種旨在限制CO2排放的各種政府和國際的規(guī)定，簽訂各種國際公約。1992年在巴西召開的聯(lián)合國發(fā)展和環(huán)境大會的“氣候公約”，要求占全球CO2排放總量80%的發(fā)達(dá)國家到2000年將其CO2排放量降至1990年的水平。1997年12月，在日本京都舉行的聯(lián)合國氣候大會通過了《京都議定書》，目標(biāo)是在2008年至2012年間，將發(fā)達(dá)國家二氧化碳等6種溫室氣體的排放量在1990年的基礎(chǔ)上平均削減5.2%。

(2)采用經(jīng)濟(jì)手段，包括提高易排放CO2能源價格和對超標(biāo)排放課稅,自愿協(xié)議、能源/二氧化碳稅、排放貿(mào)易、可再生能源或熱電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)配額、能源效率標(biāo)準(zhǔn)、對可再生能源等的直接資金鼓勵如優(yōu)惠費(fèi)率、贈款、免稅措施等等

自1990年溫室氣體排放量占世界總量36.1%的美國于2001年宣布退出《京都議定書》后，人們普遍擔(dān)心這一關(guān)系人類未來的重要協(xié)議將成為一紙空文。1990年溫室氣體排放量占世界總量17.4%的俄羅斯2004年11月18日提交加入文件，此舉為現(xiàn)有189個締約方的協(xié)議生效鋪平最后一段道路。

技術(shù)上

A、提高能源的生產(chǎn)效率和使用效率采取措施促進(jìn)節(jié)能技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)及普及，擴(kuò)大新能源利用的可能性，推進(jìn)物資再循環(huán)、延長產(chǎn)品壽命、完善公共交通體系等。B、改善能源結(jié)構(gòu)主要措施是擴(kuò)大天然氣、液化石油氣的使用比例，開發(fā)煤層氣資源,既可以減少甲烷排放所引起的溫室氣體增加，又可以替代煤炭等高含碳燃料，減少碳排放。C、鼓勵迅速發(fā)展和使用清潔能源及可再生能源發(fā)展高效價廉、適用的脫硫、除塵、潔凈煤技術(shù)，同時也需采取措施大力發(fā)展水利、風(fēng)力、太陽能及核能等可再生能源。預(yù)計(jì)到2030年，全球能源需求將達(dá)到目前的1.5倍

以經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的中國、印度等為主的亞洲地區(qū)為中心，全球能源的需求量正急速擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2030年，將達(dá)目前的1.5倍。在能源需求不斷擴(kuò)大的情況下，如還利用傳統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備，則必然導(dǎo)致CO2排放量的增加，對防止溫室效應(yīng)不利。目前，世界各國都急需不增加CO2排放而可以提高電力生產(chǎn)的方法。太陽能和風(fēng)力發(fā)電沒有CO2排放，但目前其發(fā)電的成本較高，難以大規(guī)模普及，目前總發(fā)電量還不多。D、停止大部分氟氯化碳(CFCs)的生產(chǎn)并開發(fā)回收已投入使用的CFCs，允許冰箱生產(chǎn)廠根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)、工藝、裝備以及產(chǎn)供銷渠道、國際合作背景等條件，選擇不同替代方案。E、降低森林砍伐、植樹造林和改良農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法，森林是生態(tài)環(huán)境的根本，吸收CO2能力很強(qiáng)。加速天然林保護(hù)工程，退耕還林，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。F、人工吸收CO2

在一些工業(yè)過程中，用人工方法吸收CO2。例如日本學(xué)者提出在吸收劑中使用沸石對火山發(fā)電中排出的CO2做物理式吸收，或者使用胺化學(xué)溶劑進(jìn)行化學(xué)吸收。

G、向海中施鐵美國學(xué)者提出向海中施鐵，可使海生植物大量繁殖，從而達(dá)到大量吸收的CO2的目的。全球氣候變暖、海平面升高勢必會淹沒沿海地區(qū)的濕地群落。森林資源的過度砍伐，植被破壞，導(dǎo)致水土流失加劇，江河湖泊泥沙瘀積等等，使?jié)竦刭Y源遭受了嚴(yán)重破壞，其生態(tài)功能也嚴(yán)重受損，將勢必導(dǎo)致吸收環(huán)境中CO2的能力減弱。濕地與人類的生存、繁衍、發(fā)展息息相關(guān)，是自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一，它不僅為人類的生產(chǎn)、生活提供多種資源，而且具有巨大的環(huán)境功能和效益，在抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、蓄洪防旱、控制污染、調(diào)節(jié)氣候、控制土壤侵蝕、促淤造陸、美化環(huán)境等方面有不可替代的作用，被譽(yù)為“地球之腎”。保護(hù)濕地，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，就是保護(hù)我們?nèi)祟愖约骸?.加強(qiáng)濕地保護(hù)，減緩溫室效應(yīng)A、加大濕地保護(hù)的宣傳力度，提高社會公眾濕地保護(hù)意識。

B、完善濕地法制體系，把濕地保護(hù)與利用納入法治軌道。

C、健全協(xié)調(diào)管理機(jī)制，加強(qiáng)各部門間協(xié)調(diào)與合作。

D、多方籌措資金，增加濕地保護(hù)的資金投入。

E、加強(qiáng)濕地科研，為濕地環(huán)境保護(hù)提供科技支持。

F、加強(qiáng)濕地環(huán)境監(jiān)測，完善濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系。對于目前大氣中CO2濃度和全球溫度正迅速增加，以及溫室氣體增加會造成全球變暖的原理，都是沒有爭論的事實(shí)。我們?nèi)绻鹊絾栴}發(fā)展到了人類可以明顯感知的水平，就為時已晚。因此現(xiàn)在就必須引起高度重視，以便采取對策，保護(hù)好人類賴以生存的環(huán)境。位于羅馬的一個聯(lián)合國組織發(fā)布一份報(bào)告稱：導(dǎo)致全球變暖的大量溫室氣體來源于牲畜。該報(bào)告是由聯(lián)合國糧食農(nóng)業(yè)組織公布的，它表示：溫室氣體的來源包括采伐森林、利用能源生產(chǎn)肥料、運(yùn)行中的屠宰場及處理廠。

這份聯(lián)合國糧農(nóng)組織的報(bào)告表示：牲畜貿(mào)易產(chǎn)生的溫室氣體占到了總溫室氣體排放量的18％，其中二氧化碳排放量占9％、甲烷占37％、一氧化二氮占65％?？偟陌俜?jǐn)?shù)已經(jīng)超過了由交通運(yùn)輸造成的排放量。

牛肉產(chǎn)生溫室效應(yīng)的最主要原因是，吸收二氧化碳的樹木、草地和其他所念生植物