關於地球是否存在“溫室效應"的爭論
在了解這場爭論之前,首先要弄明白什麽是“溫室效應”。玻璃棚溫室是人們用來育種農作物和花卉的,它之所以能起到這個作用,是由於密閉的空間一旦有陽光射入,溫度就會升高,再加上室內十分保溫,植物在這種環境中便能加快生長或安全越冬。如果將地球看成一個大大的溫室,那麽大氣層就相當子“玻璃罩”。由於大氣中的二氧化碳越來越多。陽光照到大地上以後,二氧化碳便像厚厚的屏障一樣擋住地球向太空反射的熱量,這樣一來,地球越來越熱,成了一個巨大的“溫室”。科學家形象地將這種現象稱為“溫室效應”。
近年來,全球氣候逐漸變暖,經長期觀測得到了大量數據,據此科學家們分析指出,全球氣候在20世紀明顯變暖,跟20世紀初相比,現在的平均氣溫上升了0.5℃,這種溫暖期是過去600年裏從未有過的。在這個氣候變暖的世紀中,有兩個時期氣溫的上升十分明顯,第一個時期是1900~1950年,第二個時期是在20世紀80年代後,而在這兩個時期中間則出現過渡動。1999年3月,美國馬薩諸塞大學和亞利桑那大學的研究人員通過對樹木年輪、兩極冰芯等記錄氣候變化的“替代標誌”的測量發現,20世紀全球氣溫普遍升高,其中氣溫最高的時期是20世紀90年代,到1998年,地球表麵平均溫度比1961~1990年間的平均溫度高0.58℃,是地球迄今為止氣溫最高的1年。
全球氣候在整個20世紀確實一直在變暖,但氣候變暖是不是因為“溫室效應”呢?會不會持續變暖呢?對此,眾說紛紜,莫衷一是。
有些科學家認為20世紀氣候變暖是“小冰期”氣溫回升的延續,是自然演變的結果,跟“溫室效應”無關。在地球存在的45億年中,氣候始終在變化,並且是以不同尺度和周期冷暖交替變化的,也就是說,20世紀氣候變暖是正常的自然現象,人們不必恐慌,到了一定的時期氣溫自然會變冷。科學家經研究發現;第四紀也就是距今250萬年前,地球上出現了多個不同尺度的冷暖變化。周期越長,氣溫變幅也越大。周期為10萬年左右的冰期,氣溫變化了10℃;周期為2萬年的,氣溫僅變化了5℃。在近1萬年中,這個規律依然在起作用;10年尺度氣候變化的變幅是0.3℃~0.5℃;100年尺度氣候變化的變幅為1℃~1.5℃;1000年尺度氣候變化的變幅為2℃~3℃。
但還有些人反對以上觀點,他們認為,全球氣候變暖是因為“溫室效應”,而人類是造成“溫室效應”的罪魁禍首。近幾十年來,發展迅速的工業製造業以及日益增多的汽車等,導致燃燒礦物燃料越來越多,人類向空氣中排放的二氧化碳大大增加。由於綠色植物尤其是森林遭到了極大破壞,無法大量吸收人類出的二氧化碳,因此,大氣層中的二氧化碳濃度大大增加,阻百了大氣和地麵的熱交換,引發“溫室效應”。由於大量的二氧化碳既能吸收量,又阻止了地球散熱,地球熱交換因引失去了平衡,導致全球氣溫不斷升高。
美國俄勒岡大學的科學家在對遠古樹葉化石進行了分析研究後發現,從恐龍時代起,大氣中的二氧化碳濃度就能夠影響地球的氣溫變化,二氧化碳含量的變化和全球氣溫升降的曲線比較吻合。一個權威性的政府組織IPCC對全球氣候變暖的問題進行了大量詳盡的研究,他們明確指出了大氣中二氧化碳含量的增加是全球變暖的主要原因。
現在,地球變暖的現象已經十分嚴重。如果人類不加以控製,仍以目前的速度排放二氧化碳,據家估計,再過50年,全球氣溫至少會上升3℃。這樣的高溫必然導致南北兩極和高溫必然導致南北兩極和高山地麵會因此至少升高30厘米。
科學家琿認為,另外一個導致地球變暖的重要原因是,大氣中的甲烷含量增多。目前大氣層中所含的甲烷總重量已達6億噸以上,而3個世紀以前還不足3億噸。這是由瑞士科學家提出的,他們詳細分析了沉積在冰層中的降水成分,徹底弄明白了自1750年以來的大氣的化學組成,由此而發現了這一事實。
氣候變暖的跡象在大自然中隨處可見。由於氣候變暖,全球山地冰川一直在消融,雪山也不例外。20世紀半葉,中國的天山冰川後退了100多米;在1925~1950年間,意大利境內的100多條冰川有80%處於後退狀態;近20年不,普岩崗日冰原退縮了50米;世界上著名的雪山乞力馬紮羅山峰上麵的雪在未來的20年內很可能完全融化,變成一座“無雪之峰。”
此外,專家預言,位於歐洲南部的阿爾卑斯山,30年後也將片雪無存。根據衛星圖像,從1998年11月以來,南極的拉森陸緣冰和威爾金斯陸緣冰,分別減少了1174平方千米和2200平方千米,處於“全線潰退”狀態。20世紀,海冰也大量融化,南極地區的海冰僅在1973~1980年間就減少廠250萬平方千米,北極海冰減少的麵積超過了10%。
各類生物也對氣候變暖做出了各種反應:1997~1998年間,生活在太平洋中的大馬哈魚,由於水溫升高,種群數量大幅度下降;加拿大哈得遜灣的海冰,在春季融化的日期逐漸提前,致使北極熊產仔減少;北美洲的一種蝴蝶100年內已向北遷移了100千米;過去50年中,由於南極附近海域異常升溫,一種身高可達90厘米、體重超過29千克的大企鵝,數量減少了一大半。
氣候變暖更是給人類帶來了災難。1998年5月,印度有2500人死於炎熱;同年夏,美國達拉斯持續了1個月的37.7~C的高溫;2000年,中國西藏大部分地區氣溫偏高2~C一4℃,雪域高原的人們過春節也可以不穿棉衣;2001年6月4日,中國東北的哈爾濱市的最高氣溫達到了39.2℃。
毫無疑問,人為因素對氣候的影響正日益顯著,全球氣溫正在上升,21世紀全球變暖現象將比20世紀更加顯著。IPCC的科學家們利用電腦收集了大量的技術發展預測、人口增長預測、經濟增長預測等相關資料,再根據對未來100年裏排放到大氣中的二氧化碳數量的35種估計值,做出了7種不同模型來預測全球氣候,最終的結論是氣溫在未來100年可能增加1.4℃5.8℃。如果這種預測變成現實,地球將會發生一場大災難。20世紀,全球氣溫不過上升了0.5℃,就發生了許多人們意想不到的事情,如果氣溫再上升1.4℃~5.8℃,後果將更為嚴重。農業將遭到毀滅性打擊;海平麵將上升,淹沒更多陸地,並導致淡水危機,各種自然災害將輪番發生,生態平衡將遭到破壞,有些物種將瀕臨滅絕,人類將不得不忍受疾病、貧窮、災難的折磨。
為了防止這些惡果的發生,科學家們想方設法改善環境,應對嚴峻的現實和未來。
有一些科學家受大自然變化規律的啟示,提出了用遮蔽或反射照射到地球上的太陽光的辦法來抵消全球變暖的設想。他們從理論上推知:如果給地球造把遮陽傘,照射到地球上的太陽光就會減少,地球就會因此而降溫。不僅如此,科學家還對這種方法的可行性進行了論證。按日前地球變暖的發展趨勢,大氣層中的二氧化碳含量會大大增加,50年後,地球氣溫將會上升2.5℃。如果將射人地球的太陽光遮蔽掉1.8%,升高的這個溫度就會被完全抵消。美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的科學家厄爾利等依據這種理論計算,提出了“太陽盾”方案。
“太陽盾”是一個巨型反射鏡,直徑2000千米,麵向太陽,安放在“拉格朗日點”上,在這點太陽和地球的引力相互抵消。“太陽盾”能反射陽光,將之拒於數百萬千米之外,並能改變其角度,以調節地球的溫度變化。
除了“太陽盾”方案外,還有許多奇思妙想。美國國家科學院的科學家對“太陽盾”方案提出了改進,主張在地球近地軌道上安5個直徑100米的小型太陽反射鏡,遮蔽陽光,防止全球變暖。還有些科學家提出,用塗有有機染料或鍍銀的小型氫氣球或者小金屬片代替反光鏡來反射太陽光。這種方案成本很低,隻需幾十億美元。
誰會想到,“溫室效應”在帶來災難的同時,也能造福人類。由於“溫室效應”,大氣中的二氧化碳大量增加,這將會促進植物光合作用,刺激農作物產量增加。此外,科學家推算,如果今後氣溫升高,俄羅斯和加拿大北部土壤會解凍,耕地會大麵積增加;北冰洋沿岸港門將終年不結冰,常年通航。
盡管“溫室效應”論十分盛行,多數人都讚同這種觀點,但也有不同的聲音。不少科學家認為目前地球正朝低溫濕潤化方向發展。
他們認為,盡管20世紀的氣溫總體上呈上升趨勢,但二氧化碳濃度變化與氣溫曲線變化並非完全一致,20世紀40-80年代,有過降溫的過程。這種看法也不無道理,他們從兩個方麵提出證據支持自己的觀點。
首先,他們認為,氣候變化受地球自身反饋機製的影響。一方麵,由於大氣與海水間存在著熱交換,氣溫升高時,熱交換增強,海水吸收熱量升溫後,對二氧化碳的溶解度也會增加。不僅如此,氣溫的升高還會增加地球上的生物總量,寒冷地帶由於變熱,生長在那裏的植物生長期變長,植物帶也在高溫的作用下移向高緯度的地方,二氧化碳被森林吸收後,要經過更長的時間才能回到大氣層。另一方麵,由於空氣極度濕潤,植物殘體在這種情況下不能充分分解,以泥炭的形式儲存到地殼,這正是碳元素從生物圈到地圈的轉化過程。
其次,氣溫上升過程中產生的水蒸氣也能起到一定程度的緩解作用。氣溫升高導致蒸發加劇,大氣含水量增加,形成一些雲,大量的太陽輻射會被這些雲反射、散射掉,從而緩解氣溫的上升。
氣象係統是十分複雜的,無論地球變暖是否因為“溫室效應”,我們都應該加以關注。科學家們也在努力研究,相信他們總有一天會弄明白地球變暖的來龍去脈,從而改善環境,造福人類。