全球變暖
命名法則
原則上,“全球變暖”一詞對成因持中立觀點,但是根據(jù)大眾的用法,“全球變暖”意味著人類對環(huán)境的影響。其他組織則使用“人為的氣候改變”(anthropogenic climate change)代表人為因素導(dǎo)致的改變。
歷史上的全球變暖
根據(jù)不同的重組所展示過去2000年的平均地表溫度。每十年找一個平均值。特別顯示2004年的溫度來作參考。
根據(jù)儀器記錄,相對于1860年至1900年期間,全球陸地與海洋溫度上升了攝氏0.75度。自1979年,陸地溫度上升速度比海洋溫度快一倍(陸地溫度上升了攝氏0.25度,而海洋溫度上升了攝氏0.13度)。根據(jù)衛(wèi)星溫度探測,對流層的溫度每十年上升攝氏0.12度至0.22度。在1850年前的一兩千年,雖然曾經(jīng)出現(xiàn)中世紀(jì)溫暖時期與小冰河時期,但是大眾相信全球溫度是相對穩(wěn)定的。
根據(jù)美國國家航空航天局戈達德太空研究所的研究報告估計,自1800年代有測量儀器廣泛地應(yīng)用開始,2005年是地球有溫度記錄以來第二溫暖的年份,比1998年的年平均地表溫度記錄低了0.06攝氏度。世界氣象組織和英國氣候研究單位也有類似的估計,曾經(jīng)預(yù)計2005年是僅次于1998年第二溫暖的年份。
在人類近代歷史才有一些溫度記錄。這些記錄都來自不同的地方,精確度和可靠性都不盡相同。在1860年才有類似全球溫度儀器記錄,相信當(dāng)年的記錄很少受到城市熱島效應(yīng)的影響。從最近的千禧年內(nèi)的多方記錄所展示的長遠展望,在過去1000年的溫度記錄中可以看到有關(guān)的討論及其中的差異。最近50年的氣候轉(zhuǎn)變的過程是十分清晰,全賴詳細的溫度記錄。到了1979年,人類更開始利用衛(wèi)星溫度測量來量度對流層的溫度。
在2000年后,各地的高溫記錄經(jīng)常被打破。譬如:2003年8月11日,瑞士格羅諾鎮(zhèn)錄得攝氏41.5度,破139年來的記錄。同年,8月10日,英國倫敦的溫度達到攝氏38.1度,破了1990年的記錄。同期,巴黎南部晚上測得最低溫度為攝氏25.5度,破了1873年以來的記錄。8月7日夜間,德國也打破了百年最高氣溫記錄。2005年7月,美國有兩百個城市都創(chuàng)下歷史性高溫記錄。
成因
過去40萬年的二氧化碳含量與自工業(yè)革命的急速飆升;地球軌道的周期性改變(又稱為米蘭柯維奇旋回)被相信是十萬年的冰河時期循環(huán)的背后推動者。
氣候系統(tǒng)的改變來自自然或內(nèi)部運作及對外來力量的改變作出的反應(yīng)。這些外來力量包括了人為與非人為因素,譬如太陽活動、火山活動及溫室氣體。多名氣候?qū)W家同意地球近年來已經(jīng)變暖。近代氣候轉(zhuǎn)變的成因仍然是活躍的研究范疇,但是科學(xué)界的共識指出溫室氣體是全球變暖的主因??墒?,科學(xué)界外仍然對此結(jié)論有爭議。不過暖化的主要因素是太陽輻射線增強,及地球已在適居線邊緣,溫室氣體只占其中的一小部分。
在地球大氣層排放二氧化碳及甲烷,而其他情況不變下,會促使地面升溫,溫室氣體產(chǎn)生天然的溫室效應(yīng)。如果沒有它,地球溫度會比現(xiàn)在低攝氏30度,使地球不適合人類居住。因此,在支持與反對這套變暖理論之間爭辯是不正確的,反而應(yīng)該側(cè)重于大氣層中二氧化碳及甲烷含量的增加所產(chǎn)生的最終效果,什么時候應(yīng)該促進或什么時候才同意使之緩和。
舉一個重要的回饋過程的例子,就是冰反照率回饋。大氣層中增加二氧化碳暖化了地球表面,導(dǎo)致兩極冰塊溶解。陸地與開放水域便占據(jù)更多的地方。兩者比冰的反射還要少,所以吸收了更多太陽輻射。這樣使變暖加劇,到頭來促使更多冰塊溶化,循環(huán)不斷持續(xù)。
因為地球的熱力慣性與對其他間接效應(yīng)的緩慢反應(yīng),地球現(xiàn)今的氣候在不斷增加的溫室氣體下變得不平衡。氣候行為研究指出,縱使溫室氣體維持現(xiàn)今的水平,全球平均溫度可能仍然會上升攝氏0.5至1度。
大氣層中的溫室氣體
1980年至2003年,全球主要溫室氣體的趨勢圖
燃料類造成的排放比較
溫室氣體對于太陽的短波輻射來說是透明的。可是,它們卻吸收了來自地球發(fā)放的(黑體輻射)部分長波的紅外線輻射。這樣使地球難以降溫。它們能暖化地球多少是以全球變暖勢能作指標(biāo)。
大氣層中二氧化碳及甲烷的濃度自1750年比前工業(yè)化水平(280百萬分率)分別上升了31%與149%。而現(xiàn)在的水平已經(jīng)長期高于380百萬分率,并即將突破400ppm。從冰芯中提取可靠的數(shù)據(jù)指出,與過去65萬年的作比較,這是個明顯的飆升。從一些非直接的地質(zhì)學(xué)證據(jù),有理由相信過去4000萬年的二氧化碳含量比較高。在過去的20年中,大約四分之三的人為的二氧化碳排放都是燃燒化石燃料。其他的人為排放都是土地使用方面,特別是砍伐森林。
1958年在夏威夷大島海拔約3400米的毛納洛峰上對二氧化碳混合比率展開了最漫長的連續(xù)的儀器測量。從此以后,人們發(fā)現(xiàn)每年的測量結(jié)果不斷攀升,如基林曲線(Keeling Curve)顯示,數(shù)值由當(dāng)初的315百萬分率上升至2006年超過了380百萬分率,升幅大約是21%。結(jié)果顯示二氧化碳含量在每個月出現(xiàn)輕微季節(jié)性變動而整體上全年是不斷上升。
甲烷是天然氣的主要組成部分,大部分由生物生產(chǎn)和從天然氣管道和其它基礎(chǔ)設(shè)施泄漏出來。一些甲烷的生物來源是自然的,譬如白蟻。可是其他來源則是由人類農(nóng)業(yè)活動增加而帶動的,例如稻米的耕種。最近的證據(jù)顯示,森林也許是甲烷的來源。如果屬實,這會是對天然溫室效應(yīng)的額外貢獻,而不是人為溫室效應(yīng)的。
雖然實際的趨勢軌線視乎不確定的經(jīng)濟、社會、科技及自然發(fā)展,預(yù)期未來的二氧化碳水平將因為使用化石燃料而持續(xù)攀升。政府間氣候變化專門委員會的《排放情況的特殊報告》羅列出很多不同的二氧化碳情況,在2100年可以達致由541至970百萬分率的水平。如果煤與焦油被廣泛地采用,現(xiàn)時的化石燃料儲備是有能力實現(xiàn)這個水平并且在2100年后繼續(xù)排放。
于2000年人為排放的溫室氣體的各個組成部分
全球的主要人為排放的溫室氣體是來自燃燒燃料。余下的大部分來自“短暫的燃料”(生產(chǎn)與運送中耗用的燃料)、工業(yè)及農(nóng)業(yè)體增多。生產(chǎn)中的排放。在1990年,他們的比重分別是5.8%、5.2%和3.3%。當(dāng)前的數(shù)據(jù)都可以作比較。大約17%來自發(fā)電時所耗用的燃料。很少來自大自然與人為生物來源,大約只有6.3%來自農(nóng)業(yè)所產(chǎn)生的甲烷和氧化亞氮。
正回授效果會導(dǎo)致更多溫室氣體的來源。譬如從西伯利亞永久凍土中的泥煤田釋放的甲烷可能多達7百億噸。注意人類排放的污染物如硫酸鹽氣溶膠有冷卻的作用。雖然被干擾的自然循環(huán)可能導(dǎo)致二十世紀(jì)中期的溫度記錄中所見的高原,但那些人類排放的污染物在某個程度上也引致同樣的溫度記錄。
另外一些理論
人類曾企圖測量關(guān)于“在過去50年觀察得到的大部分暖化都是由人類活動所致的”的科學(xué)公眾程度。 在科學(xué)雜志中,加利福尼亞大學(xué)圣地牙哥分校的歷史學(xué)教授納奧秘·奧勒斯克斯從科學(xué)資訊機構(gòu)中的928份科學(xué)文獻的摘要中尋找全球氣候改變(global climate change)。他得出結(jié)論,當(dāng)中75%明示或暗示接受了這個公眾的觀點??墒?,奧勒斯克斯教授并沒有表示多少摘要指出人類導(dǎo)致的暖化效果。
除了這個公眾外,還有其他的假說嘗試解釋全部或部分的全球溫度升高的原因。某些假說如下:
全球溫度升高仍然屬于自然溫度變化的范圍之內(nèi)。
全球溫度升高是小冰河時期的來臨。
全球溫度升高的原因是太陽輻射的變化及云層覆蓋的調(diào)節(jié)效果。
全球溫度升高正反映了城市熱島效應(yīng)。因為很多都市都在人口稠密或正在擴張的地區(qū)。
太陽變化理論
過去30年的太陽輻射的變化圖
政府間氣候變化專門委員會的第三份評估報告所闡述的模型研究發(fā)現(xiàn)最近40至50年的氣候改變并不需要太陽發(fā)光度的變動。這些研究發(fā)現(xiàn)火山及太陽活動只能影響1950年前的溫度改變的一半,但這種自然力量最近已經(jīng)被抵消。特別是,自1750年的溫室氣體所推動的氣候改變比同期增加的太陽活動所推動的高出八倍。
有些研究(Lean等人,2002年;Wang等人,2005年)認為前工業(yè)時期的太陽發(fā)光度比第三份評估報告中所提及的復(fù)原紀(jì)錄(例如:Hoyt和Schatten,1993年;Lean,2000年)還少三四倍。其他研究人員相信太陽發(fā)光度對全球變暖的影響被低估了。他們估計太陽活動促使近來溫室效應(yīng)的16%或36%。其它人則建議云層和其他過程的回饋加劇了太陽活動的變動所帶來的影響。如果是真的,太陽活動的變動真的被低估了。從普遍的科學(xué)理解來說,太陽發(fā)光度變動對歷史上的氣候改變貢獻是十分小。
現(xiàn)在的太陽活動水平是歷史性高??茖W(xué)家薩米·索蘭基(英語:Sami Solanki)博士等人認為過去60年至70年的太陽活動是八千年來的高峰期。 Muscheler等人則認為過去幾千年都曾經(jīng)出現(xiàn)類似的高峰期。 Solanki博士根據(jù)他們的分析斷定了太陽活動在未來的50年會降低的機會率大約是92%。再者,美國杜克大學(xué)的研究者在2005年發(fā)現(xiàn)過去二十年的改變中的10%至30%可能來自增加的太陽輸出?;仡櫫爽F(xiàn)有的文獻,F(xiàn)oukal等人斷定自從1970年代中期太陽輸出的變化很難加劇全球變暖并且沒有證據(jù)顯示太陽發(fā)光度在這個時期有所增加。
植物、森林資源與全球變暖的關(guān)系
全球森林資源是有效防止全球變暖的工具。樹木通過光合作用吸收空氣中的二氧化碳,生成氧氣和糖類。當(dāng)人類將森林破壞后有一部分會被用作燃料使用用于供暖或是燒制成碳木。在使用的過程中燃燒會產(chǎn)生二氧化碳,增加二氧化碳在大氣中的含量,進一步加重溫室效應(yīng),加速全球氣溫變暖。因此,一方面減少吸收二氧化碳這種主要溫室氣體的數(shù)量,另一方面又會增加二氧化碳的排放。所以破壞或是不合理使用森林資源是對環(huán)境的嚴(yán)重破壞,是全球氣溫上升的一大誘因。大面積的草原與植物同樣具有吸收二氧化碳與涵養(yǎng)地下水的功能,草原與植物被嚴(yán)重破壞的區(qū)域同時會造成嚴(yán)重沙塵暴,加速草原與植被的沙漠化。
造成的影響
受全球變暖影響,在瑞士阿爾卑斯山的阿萊奇冰川正在不斷后退。
一千年內(nèi)北半球溫度變化趨勢(1000年-1950年每50年一刻度,1950-2000每10年一刻度)。
由于海洋溫度升高,海水體積膨脹,南極和格陵蘭的大陸冰川也會加速融化,導(dǎo)致海平面上升,會淹沒沿海低海拔地區(qū)。例如大洋洲島國圖瓦魯已被水淹沒。全世界有3/4的人口居住在離海岸線不足500公里的地方,陸地面積縮小會極大地影響人類居住環(huán)境,甚至可能導(dǎo)致戰(zhàn)爭。河、海堤的建立,可降低海平面上升的影響,保護地勢低的地區(qū)。(要注意,廣為流傳的“海洋上漂浮的冰川的融化會導(dǎo)致海平面上升”的說法是錯誤的。根據(jù)阿基米德原理,實際上,海洋上漂浮的冰川融化后海平面仍會保持不變。只有當(dāng)陸地的冰川融化后流入海洋才會改變海平面的高度)
由于海洋溫度升高,水蒸發(fā)加快,大量水氣被輸送進入大氣,會導(dǎo)致局部地區(qū)短時間內(nèi)降雨量突然升高,這樣暴雨天氣就會導(dǎo)致水災(zāi)、山體滑坡、泥石流等更加頻繁的發(fā)生,位于河流沿岸的城市和位于河流下游的廣大地區(qū)因此受到洪水的威脅,水災(zāi)面積因為短時的強降水而迅速擴大,水土流失問題也比過去更加嚴(yán)峻。
由于大氣溫度升高,導(dǎo)致熱帶傳染病向高緯擴散,目前已有熱帶傳染病擴散的跡象。而過去在低溫下難以存活的病毒隨著冬季溫度上升,有全年活動的可能,最近一段時間的監(jiān)控發(fā)現(xiàn),過去已經(jīng)得到控制的疾病如結(jié)核病等有再度爆發(fā)的可能。
由于大氣溫度升高,令蒸發(fā)量上升,在以往干旱少雨的地區(qū)面臨更加嚴(yán)峻的考驗,而不正確的耕作方法很有可能讓以前植物覆蓋的半干旱地區(qū)失去保護成為半沙漠化地區(qū),從而導(dǎo)致內(nèi)陸地區(qū)沙漠化加速,沙漠有擴大的危險(實際上沙漠化問題已經(jīng)困擾著東亞和中亞國家,在撒哈拉邊界地區(qū)更是情況堪憂)。
由于溫度升高,如果食物鏈中的上層和頂層生物如果不作出相應(yīng)變動就會嚴(yán)重危機到種群的繁殖和發(fā)展,整個生物多樣性會受到威脅,許多物種會加速滅絕的步伐。
由于兩極冰山崩塌,北歐、南美近極地的地方溫度會迅速下降(因冰溶化有溶化比潛熱,大量冰同時溶化會吸取大量能量以作溶化之用,所以近極地的地方溫度會迅速下降),會嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng),造成不可逆的變化。
澳洲流行病學(xué)家安東尼奧·麥克邁克爾(英語:Tony McMichael)于美國微生物學(xué)會的會議上提出警告,表示全球變暖使得多種流行病的流行模式發(fā)生改變增加爆發(fā)機會。
由于極端氣候會使農(nóng)作物失收,減少糧食供應(yīng),在一些地區(qū)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失,甚至引致饑荒,例如干旱會使非洲的荒漠化范圍擴大,農(nóng)地生產(chǎn)力下降。
解決和緩和方案
能量信息管理預(yù)言世界能量和礦物燃料用法在下十年內(nèi)將上升。
不少公司和團體組織設(shè)法削減全球變暖,為全球變暖的削減與緩和提議了某些戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù),包含:倡導(dǎo)使用生物柴油、風(fēng)能、太陽能、核聚變、純電動車、混合動力車輛、碳稅、人口管控策略等。許多環(huán)境小組鼓勵單獨行動抵抗全球變暖,經(jīng)常瞄準(zhǔn)消費者,并且有對氣候變化的業(yè)務(wù)商業(yè)活動。
京都議定書
關(guān)于參與全球變暖的主要世界性國際協(xié)議就是在京都協(xié)議書。京都協(xié)議書是1997年討論聯(lián)合國氣候變化應(yīng)變中心(UNFCCC),批準(zhǔn)這個協(xié)議的國家承諾減少排放二氧化碳和其他五種溫室氣體,如果他們繼續(xù)增加排放這些氣體,他們就會受到其他國家的譴責(zé)。萊比錫宣言于1995年簽訂,大部分科學(xué)家認為二氧化碳的增加不足以引致全球變暖。
科技
Raymond Kurzweil在美國國會軍隊科學(xué)顧問委員會面前作證,他在納米科技科學(xué)看到可觀的潛力可解決重大全球性問題,例如氣候變化,即納米科技可能將全球變暖問題逐漸解決。 Raymond Kurzweil在其于2012出版之作品How to Create a Mind一書中預(yù)測,以科技進步的速度,屆公元2040時的人工智能將強大到足以解決全球變暖。
陰謀論
2013年4月2日,根據(jù)一家專門分析政治動向的美國機構(gòu) — 公共政策民調(diào)基金會所做的調(diào)查顯示,有37%的美國民眾投票認為,全球變暖是一場騙局。羅格斯大學(xué)社會學(xué)教授泰德·戈澤爾(英語:Ted Goertzel)指出,參與全球變暖研究的科學(xué)家和機構(gòu)是全球科學(xué)陰謀的一部分,是他們進行操縱性的一場騙局。有關(guān)陰謀的指控,最引人注目的是氣候研究小組電郵爭議,駭客證明負責(zé)研究全球變暖的研究員在篡改數(shù)據(jù)。
美國作家、制片人格林·貝克將宣揚全球變暖的聯(lián)合國、前美國副總統(tǒng)艾爾·高爾與納粹黨相提并論,批評全球變暖的宣傳運動等同于納粹黨對猶太人的運動。他表示:“這和希特勒用的是同樣戰(zhàn)術(shù),你必須有一個敵人作為目標(biāo),當(dāng)你弄出一個假的敵人讓大家感到威脅,你就可以團結(jié)整個世界當(dāng)你的靠山,讓你順利奪取權(quán)力。希特勒的計劃就是將猶太人當(dāng)作敵人,高爾和聯(lián)合國的敵人就是全球變暖這個假議題”。
澳洲總理東尼·艾伯特的首席商務(wù)顧問莫里斯·紐曼(英語:Maurice Newman)也表示:“有95%的氣候模型都告訴我們,人類排放的二氧化碳導(dǎo)致災(zāi)難性的全球變暖,聯(lián)合國堅持要求世界各國,每年花費數(shù)千億美元來應(yīng)對無效的氣候變化政策。我想說的是,全球變暖議題是‘新世界秩序’的一件工具,這跟事實或邏輯無關(guān),而是聯(lián)合國控制下的‘新世界秩序’,他們用偽造的科學(xué)數(shù)據(jù)欺騙我們”。
有關(guān)的國際公約
《聯(lián)合國氣候變化綱要公約》
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