5.2 温室效应

5.2 温室效应

温室效应理论从提出、验证,发展至今已有相当长的一段历史。

早在18世纪,自然学家索绪尔(Horace de Saussure)等就曾尝试通过建造玻璃温室以采集太阳热能,这种尝试为温室效应理论的提出奠定了早期试验基础。

1824年,法国数学家和物理学家傅立叶(Joseph Fourier)在索绪尔等温室试验的基础上发文解释了大气化学成分对地球表面温度的影响。傅立叶指出,以光形式传递的热(短波辐射)较容易穿过大气到达地球,而到达地球表面转化为非光形式的热(红外长波辐射)则不易再次穿过大气向外传递,从而引起地球表面增温。凭借这项研究成果,傅立叶被认为是正式提出温室效应理论的第一人。

1836年,法国物理学家普耶(Claude Pouille)在傅立叶理论的基础上,进一步做出大气层对地球表面辐射的吸收能力远强于其吸收太阳辐射能力的理论判断。

1861年,爱尔兰物理学家丁铎尔(John Tyndall)发现,大气成分中的水分子和二氧化碳有很强的热辐射吸收和释放能力,其量变可能引起气候的变异。

1896年,瑞典科学家阿雷纽斯(Svante Arrhenius)预测,如果大气中二氧化碳浓度上升或者减少40%,将可能引起冰川的扩张或消退。

20世纪70年代开始,人类对温室气体有了更全面的认识,具有更强热辐射吸附能力的甲烷、氯氟烃等因人类活动而大量积累于大气中的温室气体开始引起人们的重视。同时,因人类活动而产生的“变冷效应”亦得以发现,典型的如“气溶胶效应”,即由人类活动产生的气溶胶可通过增加云中液滴的数量浓度来增强云的反射率,从而使得大气“变冷”。变冷效应与温室效应的并存使得人类活动“加热”地球的作用路径变得更为复杂。

1992年,《联合国气候变化框架公约》缔结,被公认为全球迎接气候变化挑战之“实质性第一步”。事实确实也表明,《联合国气候变化框架公约》对统领和引导国际和国内气候变化制度的发展已产生深刻影响,世界各国都投入了相当的资源与心力,在全球气候治理的框架下,气候变化国家立法也逐渐活跃。

1997年12月,在日本京都召开的《气候框架公约》第三次缔约方大会上通过的国际性公约《京都议定书》(Kyoto Protocol)为各国的二氧化碳排放量规定了标准,即在2008年至2012年,全球主要工业国家的工业二氧化碳排放量比1990年的排放量平均要低5.2%。其目标是将大气中的温室气体含量稳定在一个适当的水平,进而防止剧烈的气候改变对人类造成伤害。

2009年,孟紫强在其主编的《生态毒理学》中对全球气候变暖的效应做了综述,指出在温室效应的防治对策中,除了应当控制二氧化碳之外,还应当控制所有温室气体和大气颗粒物对环境的污染。

2011年12月,加拿大宣布退出《京都议定书》,是继美国之后第二个签署后又退出的国家。

现阶段,《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC,1992)的决策信息主要来源于1988年建立的政府间气候变化专门委员会(IPCC)的评估报告。IPCC 综合全球可得气象与气候监测和评估信息,在其历次评估报告中肯定了全球变暖基本趋势的存在。以IPCC 最近一次气候评估报告为例,IPCC 综合评估指出:最近100年(1906—2005)全球平均气温线性升高达0.74℃左右;这一全球变暖趋势还将持续,预估未来20年间全球大气将以每十年大约升温0.2℃的平均速率继续变暖。

科学家通过统计分析发现,过去100年中海平面上升了10~25 厘米,而21世纪末则会达到50~110 厘米。海平面的上升将给人类造成巨大的灾难。世界海岸带面积约500 万平方千米,集中了世界耕地的三分之一,是全球人口稠密、大都市云集、经济发达之地。为使经济高度发达的海岸和海岸城市免受因海平面上升带来的危害,需要耗巨资对航道、堤防、运河、河流等的各种水利设施进行改建。更为严重的是,海陆变迁还可能改变地球板块应力的原有平衡,诱发地球板块活跃运动,增加海啸、地震的频率和强度,加重人间悲剧。