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环境常识
 

全球大气环境问题(二)全球变暖-温室效应

1、温室效应的概念

  大气中的许多组分如CO2、CH4等,对长波辐射有特征的吸取光谱,像单向过滤器一样,可以阻止地面向外辐射红外光,从而把能量截留在大气中,使大气温度升高的现象,叫温室效应。能引起温室效应的气体就叫温室气体。大气中的痕量温室气体,除了CO2、CH4,还包括N2O、NO2、O3、CO和CFCS等。

  大气温室气体增加的原因:主要是,20世纪以来世界人口的剧增,特别是城市人口增加更快,使人类的工农业生产向自然环境排放的温室气体越来越多。比如工业上煤、石油、天然气等能源的利用量不断增加,使大气中温室气体的含量不断增加,近200年来,CO2增加了25%,CH4增加了一倍,N2O和NO2增加了19%,CFC以前在大气中根本就没有,它是现代工业生产中出现的一类的化合物。另外是,人类活动改变了温室气体的源和汇,生态环境的破坏,大量砍伐森林,破坏植被,直接减少了CO2等温室气体的汇;另外,过多的开垦农用土地和发展畜牧业又增加了CO2 和NOX等的源。例如,水稻在生长过程中和反刍动物在消化过程中都会排放大量的CH4;作物秸秆在燃烧时可产生CO2 和NOX;最新的研究还证明,作物在生长过程中也排放多种微量有机化合物,这些有机物中有些也属于温室气体。

  2、全球变暖对人类的影响

   全球变暖势必对人类生活产生影响,这种影响究竟有多大还有待进一步研究,但初步的研究成果是值得注意的。

  1) 沿海地区的海岸线变化

  全球变暖会使海平面上升,使沿海地区受到威胁,沿海低地有被淹没的危险,如“水城”威尼斯,低地之国“荷兰”等。海拔稍高的沿海地区的海滩和海岸也会遭受侵蚀,需耗费巨资修建海岸维护工程。另外,还会引起海水倒灌,洪水排泄不畅、土地盐渍化等后果。航运、水产养殖也会受到影响。

   2) 气候带移动

  气候带移动包括温度带的移动和降水带的移动。

  气候变暖会引起温度带的北移。温度带移动会使大气运动发生相应的变化,全球降水也会将改变。一般来说,低纬度地区现有雨带的降水量会增加,高纬度地区冬季降雪也会增多,而中纬度地区夏季降水将会减少。

  气候带的移动会引起一系列的环境变化。对于大多数干旱、半干旱地区,降水的增多可以获得更多的水资源,这是十分有益的。但是,对于低纬度热带多雨地区,则面临着洪涝威胁。而对于降水减少的地区,如北美洲中部、中国西北内陆地区等,则会因为夏季雨量的减少,变得更干旱,造成供水紧张,严重威胁这些地区的工农业生产和人们的日常生活。气候带移动引起的生态系统改变也是不容忽视的:据估计,气候变暖将使森林所占土地面积从现在的58%减到47%,荒漠将从21%扩展到24%;另一方面,草原将从18%增加到29%,苔原将从3%减到零,又使人类增加了可利用的土地。

  气候变暖对农业的影响可以说有利也有弊。虽然变暖会使高纬度地区生长季节延长,有些干旱、半干旱地区降雨可能增多,CO2的增多能促进作物生长,但是,作物分布区向高纬度移动,有时可能移到现在土壤贫瘠的地区。对于生产力水平低,粮食储备少的国家,其农业生产系统对气候变化敏感性大,如果气温升高而降水不增加或增加很少,则有可能使干旱加剧,连续长时间的干旱势必对这些国家造成严重灾害。另外,高温闷热天气也会使病虫害变得更严重。

   3) 全球气候变暖对中国的影响

   中国有关部门及科学界对全球气候变暖对中国环境的影响做了多方面的论证和评估。

   (1)气候变暖使中国农业生产的不稳定性增大。自60年代以来,我国地面附近温度变化与北半球气温变化趋势基本一致。一方面升温可延长作物有效生长期,提高作物光合作用,使农业增产。另一方面,由于地表水蒸发量增大,会加重中国华北和西北的干旱、沙化、碱化及草原退化等危害、东南沿海地区的台风频率和强度可能增加,农业病虫害增加。

   (2)海水平面上升使中国沿海经济发展受到威胁。中国的黄河、长江、珠江三大三角洲,以及相当广泛的平原低地,都是中国经济密集和发达地区,海水平面上升将对其产生严重后果。据估计,如果海水平面上升的情况发生,中国第三大城市天津市的70%人口,80%的工业产值将受到威胁,一些大化工厂、大电厂、大盐场、大油田也将受到损害。其农业也会因海水入侵、土壤盐渍化加重、排水困难而受到损害。

   (3)全球气候变暖还会对中国生物多样化产生影响。气候变暖使生物带、生物群落纬度分布发生变化,使部分动植物和高等真菌等物种处于濒临灭绝、变异的境地。

  3、控制全球变暖的综合对策

   发达国家是温室气体的主要排放国,这些国家应采取有力措施限制温室气体的排放,同时减少向发展中国家转让有利环境的技术的障碍。发展中国家也有责任避免重复工业化国家所走过的道路,选择持续发展所需要的、与环境相协调的技术。

  控制温室气体剧增的基本对策有:

  1) 调整能源战略

  当今世界各国一次能源消费结构均以矿物燃料为主,全球矿物燃料消费量占一次能源消费总量的87%,燃烧矿物燃料每年排入大气中的CO2多达50亿吨,并以每年平均0.4%的速度递增。因此,在保持经济增长的情况下,若想抑制CO2排放量,必须大幅度地引进清洁能源并大力推行节能措施。

  调整能源战略可以从提高现有能源利用率,以及向清洁能源转化等着手。

  提高现有能源利用率,减少CO2的排放可以采取以下几个措施:

  (1)采用高效能转化设备,如电热共生产系统,或可调速电动机;

  (2)采用低耗能工艺,如新法炼钢可节能1/2;

  (3)改进运输,降低油耗;

  (4)推出新型高效家电;

  (5)改进建筑保温;

  (6)利用废热、余热集中供暖,可节能30%;

  (7)加强废旧物资回收利用。

  能源消耗转化是指从使用含碳量高的燃料(如煤),转向含碳量低的燃料(如天然气),或转向不含碳的能源,如太阳能、风能、核能、地热能、水力、海洋能发电等。这些选择将使大家向减少CO2排放的方向迈进。

  2) 绿化对策

  目前热带雨林年损失1400万公顷,每年从空气中就少吸取4亿吨CO2,为了抑制CO2增长,应大面积植树造林。林地可以净化大气,调节气候,吸取CO2,每公顷森林年净产氧量为:落叶林16吨,针叶林30吨,常绿阔叶林20-25吨,而消耗CO2为上述值的1.375倍。因此,造林10公顷,即每年世界净增林地5000万公顷,20年后新增林地将可以吸取CO2约200亿吨,达到阻滞CO2增长的目的。

   3) 控制人口,提高粮产,限制毁林

  不发达国家人口失控和发达国家无节制消费及短期行为是造成温室灾害的重要原因之一,从而要在全球推行控制人口数量,提高人口素质,使人口发展与环境和经济相适应。解决第三世界的粮食问题,应依靠农业技术进步,发展生态农业,走提高单产之路,摒弃毁林从耕的落后农业生产方式。
   4) 加强环境意识教育,促进全球合作

  缺乏环境意识是环境灾害发生的重要原因,为此,应通过各种渠道和宣传工具,进行危机感、紧迫感和责任感的教育。使越来越多的人认识到温室灾害已经能开始,气候有可能日益变暖,人类应为自身和全球负责,建立长远规划,防止气候恶化。

  上述环境污染是没有国界的,必须把地球环境作为整体统一考虑、合作治理,认真对待地球变暖问题,否则各国的发展进步都是无法实现的。
 
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