浅析温室效应及控制对策.doc

浅析温室效应及控制对策
刘宏文，夏秀丽
(大连市环境监测中心，大连 116023)
摘 要：由于近年来人口激增、人类活动频繁，矿物燃料用量的猛增，再加上森林植被破坏，使得大气中的温室气体含量不断增加，造成了温室效应加剧，将会导致全球变暖，海平面升高，给生态环境及人类健康等多方面带来影响。提醒人们在追求物质发展的同时，一定要注意保护环境。我们只要设法减少燃料的使用量，开发新能源，广泛植树造林，禁止砍伐森林，有效地控制人口，才能减缓温室效应的加剧。
关键词：温室效应；气候变暖；危害；控制对策
Analysis of Greenhouse Effect and Control Countermeasures
LIU Hong-wen，XIA Xiu-li
(Dalian Environmental Monitoring Center, Dalian 116023, China)
Abstract: The levels of greenhouse gases in atmosphere are continuously increasing due to the explosive increase in population, the frequent anthropic activity, the slathering of fossil fuel and the serious damage of forest and vegetation, which lead to further aggravation of greenhouse effect. Furthermore, the greenhouse effect could result in the warming of all over the world, the elevation of sea level and having adverse effect on entironment and people healthy. This review showed that it is important to protect environment as well as economy development. The greenhouse effects could be controlled by reducing the usage of fossil fuel, developing new energy sources, planting trees widely, prohibiting disafforestation and controlling populations effectively.
Key Words：greenhouse effect; climate warming; damage; control countermeasures
0 引言
2006年底－2007年初全球气温升高现象在整个社会中引起了强烈的反响，温室效应增强已使人类的生存环境质量遭受严重的损害。温室效应导致全球变暖已成为人类面临的一个重要而又棘手的热点问题，是21世纪人类面临的巨大挑战。 
1 温室效应及温室气体
1.1 温室效应及产生的原因
在大气中有些含量十分微小，却会对气候造成相当程度影响的气体，这些气体擅长吸收长波辐射但不吸收短波辐射，它们允许约50%太阳短波辐射能量穿过地球大气，这些能量会被地表吸收；地表在吸收这些能量后本身会放出长波辐射，但这些由地表或大气放出的长波辐射却会被刚才提到的那些气体吸收，並且再將之放射出來，使得地表及对流层溫度升高。在夜晚，这些气体继续放射长波辐射，地面就不会因为缺乏太阳的加热而变得太冷.因此我们称这些气体为“温室气体”，它们的影响则称为“温室效应”。
大气中的这些温室气体就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。假若没有大气层，地球表面的平均温度不会是现在适宜的15℃，而是十分低的-18℃。这就是说温室效应使地表温度提高33℃。有了温室效应，才使地球保持了相对稳定的气温，从而使生命世界繁衍生息，兴旺发达。
不论地表和大气内的物理过程如何复杂，进入与离开大气中的辐射能量之间必须保持平衡。如果这种平衡一旦被破坏，它可以通过地球表面温度的升高来恢复平衡。可造成这种辐射平衡破坏的主要因子是由于人类活动引起的大气中温室气体的增加，由此而造成的地表温度的进一步增加被称为增强的温室效应。这种增强的温室效应实际上是由于人类活动引起的附加在自然温室效应之上的一种温室效应，虽然其量值比自然温室效应小得多，但其增暖作用的意义是非常重要的。
1.2 温室气体种类及来源
大气中起温室作用的气体称为温室气体，温室气体占大气层不足1% 。大气层中主要的温室气体可有二氧化碳(CO2)，甲烷(CH4)，一氧化二氮(N2O)，氯氟碳化合物(CFCs)及臭氧(O3)。大气层中的水气(H2O)虽然是“天然温室效应”的主要原因，但普遍认为它的成份并不直接受人类活动所影响。
1）二氧化碳（CO2）： 由于大量使用煤、石油、天然气等石化燃料，全球的二氧化碳正以每年约六十亿吨的量增加中，是造成温室效应的主要气体。吸收红外线辐射，影响大气平流层中O3的浓度。
2）氟氯碳化合物（CFCs）：目前以 CFC-11， CFC-12，CFC-113 为主。使用于冷气机、电冰箱的冷媒、电子零件清洁剂、发泡剂，是造成温室效应的气体。吸收红外线辐射，影响平流层中O3的浓度
3）甲烷（CH4）：有机体发酵及物质不完全燃烧的过程会产生甲烷，主要来源为天然湿地（沼泽、苔原等）、水稻田、反刍动物煤炭开采、海洋湖泊和其他生物活动场所、CH4水合物的失稳分解等。吸收红外线辐射，影响对流层中O3及OH的浓度，影响平流层中O3和H2O的浓度，产生CO2。
4）氮氧化合物（N2O）：由燃烧石化燃料、微生物及化学肥料分解所排放。吸收红外线辐射，影响大气平流层中O3的浓度。
5）臭氧（O3）：来自汽机车等所排放的氮氧化物及碳氢化合物，经光化学作用而产生的气体。吸收紫外光及红外线辐射。
人类还有許多活动也产生了许多温室效应的气体，见表1-1；不同的气体对于温室效应增温效果见表1-2。
表1-1人类活动产生温室效应的气体
Table 1-1 Greenhouse gases from human activity
人类活动
产出气体
石油、煤等石化原料的燃烧
二氧化碳（CO2）
农业活动
甲烷（CH4）、氮氧化合物（N2O）
工业制成品
氟氯碳化物（CFC）
物质燃烧
氮氧化合物（N2O）
工厂、汽车排放的氮氧化合物
及碳水化合物经过光所合成
臭氧（O3）

表1-2：不同的气体对于温室效应增温效果
Table 1-2 Temperature incensements of different greenhouse gases
气体
增温效应（以二氧化碳作为基准）
二氧化碳（CO2）
1
甲烷（CH4）
10
氮氧化合物（N2O）
100
臭氧（O3）
1000
氟氯碳化物（CFC）
10000
注：另外水蒸气也具有部份的增温效应
2 温室效应增强后的危害
2.1 气候转变，全球变暖
人类活动使温室效应日益加剧，以至于影响气候。自工业革命以来，资源与能源大量消耗，特别是煤、石油、天然气等物质的燃烧所排放的大量CO2含量增加。目前全球平均温度经1000年前上升了0.3~0.6℃。而在此前一万年间，地球的平均温度变化不超过2℃。联合国机构还预测，由于能源需求不断增加，到2050年，全球平均气温将上升1.5~4.5℃。
2.2 海平面升高
假若“全球变暖”正在发生，有两种过程会导致海平面升高。第一种是海水受热膨胀令海平面上升。第二种是冰川和及南极洲上的冰块溶解使海洋水份增加。按最新预测研究结果，到2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.15~0.95米。海水将淹没生产的土地，盐水入侵将污染淡水资源，海平面上升将使洪泛和风暴潮灾害增多，改变海岸线和海岸生态系统，直接威胁沿海地区以及广大岛屿国家人民的生存环境及社会经济发展。
2.3 对生物多样性的影响
2.3.1 对温热带生物多样性的影响
由于气温持续升高，北温带和南温带气候区将向两极扩展。气候的变化必然导致物种迁移。许多物种似乎不能以高的迁移速度跟上现今气候的迅速变化。所以，许多分布局限或扩散能力差的物种在迁移过程中无疑会走向灭绝。只有分布范围广泛，容易扩散的种类才能在新的生境中建立自己的群落。
2.3.2 对沿海湿地和珊瑚礁生物多样性的影响
湿地和珊瑚礁是生物多样性丰富的生态系统，然而它们也会受到气候变暖的威胁。温度升高会使高山冰川融化和南极冰层收缩。在未来的50~100年中，海平面将升高0.15~0.95米，甚至更高。海平面的升高会淹没沿海地区的湿地群落。海水温度升高同样会对珊瑚产生极大危害。由此将导致大量的珊瑚沉没以致死亡。
2.4 对人类生活的潜在影响 
2.4.1 经济的影响 
　　全球有超过一半人口居住在沿海100公里的范围以内，其中大部份住在海港附近的城市区域。所以，海平面的显着上升对沿岸低洼地区及海岛会造成严重的经济损害，例如：加速沿岸沙滩被海水的冲蚀、地下淡水被上升的海水推向更远的内陆地方。 
2.4.2 农业的影响 
　　 实验证明在CO2高浓度的环境下，植物会生长得更快速和高大。但是，“全球变暖”会影响大气环流，继而改变全球的雨量分布及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解“全球变暖”对各地区性气候的影响，以致对植物生态所产生的转变亦未能确定。 
2.4.3水循环的影响 
　　全球降雨量可能会增加。但是，地区性降雨量的改变则仍未知道。某些地区可有更多雨量，但有些地区的雨量可能会减少。此外，温度的提高会增加水分的蒸发，这对地面上水源的运用带来压力。
2.4.4人类健康的影响
研究认为，气温与人的死亡率之间呈U型关系，在过冷和过热条件下的死亡率都将增加，最低死亡率处于16~25℃的温度范围内，人类为适应预测的21世纪的气候变化将付出重大代价。
3 控制对策    
毋庸置疑，温室效应的恶化进程对生物多样性，将构成强大冲击。控制温室效应，保护湿地、减缓全球气候变暖，是世界各国面临的重大课题。
3.1 控制CO2向大气的排放量
减缓全球气候变暖的根本对策是全球参与控制CO2向大气的排放量。为此，在国际上达成共识，即从政治上和技术上控制CO2的排放量。
 3.1.1 法律上
制定各种旨在限制CO2排放的各种政府和国际的规定，签订各种国际公约。如1992年在巴西召开的联合国发展和环境大会的“气候公约”，要求占全球CO2排放总量80%的发达国家到2000年将其CO2排放量降至1990年的水平。其次采用经济手段，提高易排放CO2能源价格和对超标排放课税等。
 3.1.2 技术上
A、提高能源的生产效率和使用效率 采取措施促进节能技术的进一步开发及普及，扩大新能源利用的可能性，推进物资再循环、延长产品寿命、完善公共交通体系等。
B、改善能源结构 主要措施是扩大天然气、液化石油气的使用比例，开发煤层气资源,既可以减少甲烷排放所引起的温室气体增加，又可以替代煤炭等高含碳燃料，减少碳排放。
C、鼓励迅速发展和使用清洁能源及可再生能源发展高效价廉、适用的脱硫、除尘、洁净煤技术，同时也需采取措施大力发展水利、风力、太阳能及核能等可再生能源。
D、停止大部分氟氯化碳(CFCs )的生产并开发回收已投入使用的CFCs，允许冰箱生产厂根据现有的技术、工艺、装备以及产供销渠道、国际合作背景等条件，选择不同替代方案。
E、降低森林砍伐、植树造林和改良农业生产方法，森林是生态环境的根本，吸收CO2能力很强。加速天然林保护工程，退耕还林，发展生态农业。
F、人工吸收CO2 在一些工业过程中，用人工方法吸收CO2。例如日本学者提出在吸收剂中使用沸石对火山发电中排出的CO2做物理式吸收，或者使用胺化学溶剂进行化学吸收。
G、向海中施铁 美国学者提出向海中施铁，可使海生植物大量繁殖，从而达到大量吸收的CO2的目的。
3.2加强湿地保护，减缓温室效应
全球气候变暖、海平面升高势必会淹没沿海地区的湿地群落。森林资源的过度砍伐，植被破坏，导致水土流失加剧，江河湖泊泥沙瘀积等等，使湿地资源遭受了严重破坏，其生态功能也严重受损，将势必导致吸收环境中CO2的能力减弱。湿地与人类的生存、繁衍、发展息息相关，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，它不仅为人类的生产、生活提供多种资源，而且具有巨大的环境功能和效益，在抵御洪水、调节径流、蓄洪防旱、控制污染、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、美化环境等方面有不可替代的作用，被誉为“地球之肾”。保护湿地，保护生态环境，就是保护我们人类自己。
A、加大湿地保护的宣传力度，提高社会公众湿地保护意识。
B、完善湿地法制体系，把湿地保护与利用纳入法治轨道。
C、健全协调管理机制，加强各部门间协调与合作。
D、多方筹措资金，增加湿地保护的资金投入。
E、加强湿地科研，为湿地环境保护提供科技支持。
F、加强湿地环境监测，完善湿地生态环境监测体系。
4 小结
对于目前大气中CO2浓度和全球温度正迅速增加，以及温室气体增加会造成全球变暖的原理，都是没有争论的事实。我们如果等到问题发展到了人类可以明显感知的水平，就为时已晚。因此现在就必须引起高度重视，以便采取对策，保护好人类赖以生存的环境。
为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电(因为发电烧煤)，少开汽车。另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存；通过植树造林，减少水土流失以保护湿地，调节气候；我们还可以减少使用一次性方便木筷，节约纸张(造纸用木材)，不践踏草坪等等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。
但即使如此，人为排放的温室气体的变暖效应将长期存在，在未来的几十年乃至上百年中，气温还将上升，人类防止全球变暖任重而道远。

参考文献：
[1] 裴克毅,孙绍增,黄丽坤.全球变暖与二氧化碳减排,节能技术.2005,23(3):239~243.
[2] 马一太,魏东,吕灿仁.温室气体减排与CO2 资源化宏观研究与探讨,大连理工大学学报.2001,41(S1):9~14.
[3] 王明星,郑循华.温室气体的源与汇,气候与环境研究.2000,5(01):75~79.
[4] 庄林.减缓温室效应不妨资源化利用二氧化碳,资源与人居环境.2007,(13):54~57.
[5] 刘强,刘嘉麟.温室气体浓度变化及其源与汇研究进展,地球科学进展.2000,15(4):453~460.
[6] 丁一汇.全球气候变化,世界环境.2002,(6):11~14.
[7] 王朝科.湿地生态安全评价刍议,科技情报开发与经济.2003(06):119~120.

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