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溫室氣體(ti) 已經成為(wei) 人類的噩夢,正在侵蝕著地球生態,似乎要將地球生命拖向萬(wan) 劫不複的深淵。由此,人們(men) 大都將溫室氣體(ti) 視為(wei) 妖魔,深惡痛絕,必將除惡務盡而後快。
殊不知,溫室氣體(ti) 本身並沒有惡意,而且對人類來說還是必不可少的,隻是物極必反,多了就受不了而已。現在,就讓我們(men) 來了解一下這個(ge) 被過度妖魔化的玩意吧。
先了解一下何謂溫室氣體(ti)
簡單地說,溫室氣體(ti) 就是在大氣中能夠吸收地麵反射的長波輻射、並將吸收的輻射重新發射出去的氣體(ti) 。
宇宙中,充滿了電磁波,實際上電磁波就是光波,包括可見光和不可見光。任何物體(ti) 隻要不是絕對零度,都會(hui) 輻射電磁波。電磁波具有能量,根據波長不同,能量也不同,波長越長能量越小,波長越短能量越強。
而物體(ti) 溫度越高,輻射的電磁波波長越短,反之則越長。太陽表麵溫度約6000K,因此其輻射的波長就較短,99%以上波長在0.15~4μm(微米)之間;地表接收到太陽輻射後,一部分被吸收,還有一部分會(hui) 被反射回去,由於(yu) 地表溫度低,反射的波長就較長,一般在3~120μm之間。
地球大氣有一個(ge) 欺軟怕硬的特點,就是對能量強的短波輻射,會(hui) 敞開大門迎接,這樣太陽輻射穿過大氣就如透明的,長驅直入(一部分會(hui) 被反射);而對波長較長能量較小的輻射,則會(hui) 吸收和截留,不讓它過去,這樣地球反射的能量就被大氣層擋住了,並加熱了大氣和地表。
大氣中並不是所有氣體(ti) 都能夠吸收和截留長波輻射,隻有所謂“溫室氣體(ti) ”才這樣勢利眼,強烈吸收和發射長波輻射。這種溫室氣體(ti) 主要有:水汽、二氧化碳、氧化亞(ya) 氮、氟利昂、甲烷等。而二氧化碳則是溫室氣體(ti) 中最厲害的,其貢獻占比高達60~70%。
近100年來,大氣中的二氧化碳和甲烷增加很快,形成這種現象的主要原因是人類對森林的砍伐、化石燃料(包括木柴、煤炭、石油等)的燃燒、種植養(yang) 殖業(ye) 產(chan) 生的沼氣等。
溫室氣體(ti) 的不斷增加,就形成了溫室效應。溫室效應又叫“花房效應”或大氣保溫效應,就等於(yu) 溫室氣體(ti) 像一個(ge) 大玻璃罩,罩住了地球,陽光輻射可以透過這個(ge) 罩子到地表,而地表散發的熱量卻無法排放到室外,地球這個(ge) 大溫室就不斷的升溫。
人類麵臨(lin) 的困境
全球科學家時隔25年,已經先後兩(liang) 次向人類發出警告信,呼籲地球生態已經麵臨(lin) 極大危機,留下的時間不多了,人類如果不盡快改變自己的行為(wei) 模式,修複生態,很快地球將發生失控並不可逆轉的氣候災難,人類也將麵臨(lin) 滅絕大劫難。
這兩(liang) 封信第一封於(yu) 1992年發布,第二封於(yu) 2017年發布。第二封信中,科學家們(men) 失望地哀歎,從(cong) 第一封信發出後的25年,人類並沒有引起足夠重視,對環境的掠奪和破壞絲(si) 毫也沒有收斂,而是變本加厲,生態持續惡化。
後果就是溫室氣體(ti) 不斷增加,溫室效應就越來越厲害,地球平均氣溫不斷升高,兩(liang) 極冰蓋和各地冰川不斷融化縮小,海平麵上升,從(cong) 而導致極端氣候和一係列災變。
如何減少溫室氣體(ti) 排放,減緩氣溫升高,已經成為(wei) 聯合國最重要的事情之一。全球幾乎所有國家都參與(yu) 簽署的《巴黎協定》,核心內(nei) 容就是減少溫室氣體(ti) 排放,目標就是在本世紀末將溫度上升幅度控製在工業(ye) 化前平均氣溫2℃以內(nei) 。
監測表明,現在的平均氣溫已經比工業(ye) 化之前升高了1度多,這種趨勢還在加劇,如果不加以遏製,本世紀末將有50%機會(hui) 上升4℃。而科學研究認為(wei) ,地球自然調控係統承受溫度升高的閾值是上升3℃,到達這個(ge) 臨(lin) 界點,全球氣候自動調節係統就會(hui) 崩潰,不可逆轉係列災變就要降臨(lin) 。
溫室效應真會(hui) 導致生態大滅絕這麽(me) 嚴(yan) 重的後果嗎?
這一點似乎無可置疑,因為(wei) 溫室效應的不斷增加會(hui) 讓地球環境生態發生連鎖的惡化反應。
溫度升高的最直接現象就是導致冰蓋和冰川融化,海平麵升高,大洋環流發生變化,水循環也發生重大改變,從(cong) 而引發整個(ge) 氣候發生災變。
這些災變包括,一些地區暴雨成災,沙漠變澤國;一些地方長期幹旱,綠洲變沙漠;森林大火持續不斷,熱帶雨林不斷消失;溫暖氣候導致病蟲害肆虐,封在冰蓋中的史前病毒也伺機而出,對生態可能造成難以預測的損害。
海平麵不斷上升,還將淹沒沿海區域,而現代人有50%居住在沿海區域,80%以上的發達城市都在沿海,這種全球性災難變化將導致人類不得不大逃亡和大遷徙;混亂(luan) 和經濟的衰退,物資的匱乏將導致瘟疫盛行,人類麵臨(lin) 大減員。
由於(yu) 人類賴以生存的淡水寶庫~冰川消失殆盡,江河湖等淡水資源不斷幹涸枯竭,人類生存將受到巨大威脅;研究表明,高溫環境更容易懷上男寶寶,低溫環境更容易懷上女寶寶,溫度升高的副作用導致男女比例嚴(yan) 重失調,由此人類將遭受繁衍危機。
溫室氣體(ti) 持續不斷地增加,氧氣的比重將逐漸下降,大氣最終會(hui) 與(yu) 地球10億(yi) 年前的情況類似,屆時野生動物與(yu) 人類都將無法生存。
物極必反,溫室效應最終的結果很可能是導致全球性冰川期來臨(lin) 。這是因為(wei) 南極冰蓋融化導致的大量淡水注入海洋,海水鹽度降低,大洋的冷暖循環將逐漸停滯,由此導致全球溫度降低,冰河時期將會(hui) 來臨(lin) 。
冰河期,地表大部分或全部被冰封,暴風雪和龍卷風不間斷地肆虐,人類還能生存否?有人可能認為(wei) 在地底下能躲過一劫,但這種冰川期有多久呢?據考證,距離我們(men) 最近的冰期叫第四期冰期,開始於(yu) 距今200~300萬(wan) 年前,結束於(yu) 距今2萬(wan) 年前。人類能夠經受住冰封數百萬(wan) 年,冰蓋厚達數千米的嚴(yan) 寒考驗嗎?問題是,吃什麽(me) 續命呢?
但溫室氣體(ti) 也不是全壞,人類也離不了它
研究表明,地球上的溫室氣體(ti) ,為(wei) 地球溫度貢獻了38℃,也就是說提升了地球溫度38℃。目前地球全年平均氣溫約15℃,如果沒有溫室氣體(ti) ,地球平均氣溫將下降到-23℃。
前麵說了,地球氣溫上升3℃是一個(ge) 閾值,會(hui) 導致巨大災難,而事實上下降3℃也不行,同樣可以導致巨大災難。溫度降低的災難就是冰期的到來,所謂冰期,就是全球冰天雪地,草木不留。
如果平均氣溫降到-23℃,地球將會(hui) 成為(wei) 一個(ge) 永不解凍的冰球,所有可見物種將完全死絕。由此可見,正是溫室氣體(ti) ,保護著人類滋潤地活著。所以,按哲學觀點,任何事物都要一分為(wei) 二,沒有極端的壞,也沒有極端的好,溫室氣體(ti) 也是一把雙刃劍。
地球每天吸收的太陽輻射,有70%要反射回太空。由於(yu) 溫室氣體(ti) 的阻隔,將這些反射的熱量保存下來,就讓地球有了溫暖。這種阻隔過多了,地球就會(hui) 越來越熱,而阻隔不足,就會(hui) 越來越冷。
出現在24億(yi) 年前到21億(yi) 年前的休倫(lun) 冰期,就是因為(wei) 溫室氣體(ti) 不足導致的。當時地球發生了大氧化事件,大氣中的氧氣從(cong) 0.2%急劇上升到4%,但大氣中的二氧化碳卻急劇減少,幾乎沒有了。這是因為(wei) 大量的藍細菌吸收了二氧化碳,釋放的氧氣又把甲烷氧化。
地球由於(yu) 沒有了溫室氣體(ti) 保護,氣溫急劇下降,進入了冰期。休倫(lun) 冰期的地球凍成了一個(ge) 雪球,白色雪球反射的陽光量更多,可以高達90%以上,地球就越來越冷。惡性循環的結果是這個(ge) 冰球越凍越結實,冰期一直持續了2~3億(yi) 年之久。
這次大冰期讓剛剛誕生脆弱的生物大量滅絕,差點扼殺了地球生命的萌芽。因此,溫室氣體(ti) 本身不是惡魔,而是一把雙刃劍。溫室氣體(ti) 不能沒有,也不能過多,要恰到好處,才能有利於(yu) 地球的生態。
將來人類很可能會(hui) 在火星製造溫室氣體(ti)
現在,火星已經成為(wei) 人類移民地外的首選星球,但那裏的平均氣溫隻有-55℃;大氣隻有地球大氣密度的1%,且主要是二氧化碳;那裏的水都隱藏在地下,以冰凍的方式存在。這樣的條件是不適合人類居住的,必須改造。
科學家們(men) 認為(wei) ,首先要改造那裏的大氣,就是製造大量的溫室氣體(ti) 。通過溫室氣體(ti) ,讓火星鎖住反射的陽光而升溫,溶解出地下水,在火星上形成江河湖泊和海洋,然後再在上麵播撒經過基因改造的生命種子,漸漸將火星改造成地球的姊妹星球。
在火星上製造溫室氣體(ti) 的方案有很多,其中廣受歡迎的方案是在火星上建大型化工廠,並配套建設核電站提供動力。化工廠源源不斷地製造並向大氣中釋放四氟化碳,這是一種溫室氣體(ti) ,如果每小時排放1000噸這樣的氣體(ti) 到火星大氣中,隻要30年,火星溫度就可以提高27.8℃。
火星改造計劃有許多步驟和方法,這裏就不展開說了。說這個(ge) 事的意義(yi) 在於(yu) ,溫室氣體(ti) 在某些時候不但不是惡魔,還是救世主,是生命的創造者和保護神呢。
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