温室气体的功与过,是恶魔还是天使,没了它会有现在的你我吗?
时间:2022-07-07 07:29:29 来源:科普之家 作者:时空通讯 栏目:头条 阅读:53
温室气体已经成为人类的噩梦,正在侵蚀着地球生态,似乎要将地球生命拖向万劫不复的深渊。由此,人们大都将温室气体视为妖魔,深恶痛绝,必将除恶务尽而后快。
殊不知,温室气体本身并没有恶意,而且对人类来说还是必不可少的,只是物极必反,多了就受不了而已。现在,就让我们来了解一下这个被过度妖魔化的玩意吧。
先了解一下何谓温室气体
简单地说,温室气体就是在大气中能够吸收地面反射的长波辐射、并将吸收的辐射重新发射出去的气体。
宇宙中,充满了电磁波,实际上电磁波就是光波,包括可见光和不可见光。任何物体只要不是绝对零度,都会辐射电磁波。电磁波具有能量,根据波长不同,能量也不同,波长越长能量越小,波长越短能量越强。
而物体温度越高,辐射的电磁波波长越短,反之则越长。太阳表面温度约6000K,因此其辐射的波长就较短,99%以上波长在0.15~4μm(微米)之间;地表接收到太阳辐射后,一部分被吸收,还有一部分会被反射回去,由于地表温度低,反射的波长就较长,一般在3~120μm之间。
地球大气有一个欺软怕硬的特点,就是对能量强的短波辐射,会敞开大门迎接,这样太阳辐射穿过大气就如透明的,长驱直入(一部分会被反射);而对波长较长能量较小的辐射,则会吸收和截留,不让它过去,这样地球反射的能量就被大气层挡住了,并加热了大气和地表。
大气中并不是所有气体都能够吸收和截留长波辐射,只有所谓“温室气体”才这样势利眼,强烈吸收和发射长波辐射。这种温室气体主要有:水汽、二氧化碳、氧化亚氮、氟利昂、甲烷等。而二氧化碳则是温室气体中最厉害的,其贡献占比高达60~70%。
近100年来,大气中的二氧化碳和甲烷增加很快,形成这种现象的主要原因是人类对森林的砍伐、化石燃料(包括木柴、煤炭、石油等)的燃烧、种植养殖业产生的沼气等。
温室气体的不断增加,就形成了温室效应。温室效应又叫“花房效应”或大气保温效应,就等于温室气体像一个大玻璃罩,罩住了地球,阳光辐射可以透过这个罩子到地表,而地表散发的热量却无法排放到室外,地球这个大温室就不断的升温。
人类面临的困境
全球科学家时隔25年,已经先后两次向人类发出警告信,呼吁地球生态已经面临极大危机,留下的时间不多了,人类如果不尽快改变自己的行为模式,修复生态,很快地球将发生失控并不可逆转的气候灾难,人类也将面临灭绝大劫难。
这两封信第一封于1992年发布,第二封于2017年发布。第二封信中,科学家们失望地哀叹,从第一封信发出后的25年,人类并没有引起足够重视,对环境的掠夺和破坏丝毫也没有收敛,而是变本加厉,生态持续恶化。
后果就是温室气体不断增加,温室效应就越来越厉害,地球平均气温不断升高,两极冰盖和各地冰川不断融化缩小,海平面上升,从而导致极端气候和一系列灾变。
如何减少温室气体排放,减缓气温升高,已经成为联合国最重要的事情之一。全球几乎所有国家都参与签署的《巴黎协定》,核心内容就是减少温室气体排放,目标就是在本世纪末将温度上升幅度控制在工业化前平均气温2℃以内。
监测表明,现在的平均气温已经比工业化之前升高了1度多,这种趋势还在加剧,如果不加以遏制,本世纪末将有50%机会上升4℃。而科学研究认为,地球自然调控系统承受温度升高的阈值是上升3℃,到达这个临界点,全球气候自动调节系统就会崩溃,不可逆转系列灾变就要降临。
温室效应真会导致生态大灭绝这么严重的后果吗?
这一点似乎无可置疑,因为温室效应的不断增加会让地球环境生态发生连锁的恶化反应。
温度升高的最直接现象就是导致冰盖和冰川融化,海平面升高,大洋环流发生变化,水循环也发生重大改变,从而引发整个气候发生灾变。
这些灾变包括,一些地区暴雨成灾,沙漠变泽国;一些地方长期干旱,绿洲变沙漠;森林大火持续不断,热带雨林不断消失;温暖气候导致病虫害肆虐,封在冰盖中的史前病毒也伺机而出,对生态可能造成难以预测的损害。
海平面不断上升,还将淹没沿海区域,而现代人有50%居住在沿海区域,80%以上的发达城市都在沿海,这种全球性灾难变化将导致人类不得不大逃亡和大迁徙;混乱和经济的衰退,物资的匮乏将导致瘟疫盛行,人类面临大减员。
由于人类赖以生存的淡水宝库~冰川消失殆尽,江河湖等淡水资源不断干涸枯竭,人类生存将受到巨大威胁;研究表明,高温环境更容易怀上男宝宝,低温环境更容易怀上女宝宝,温度升高的副作用导致男女比例严重失调,由此人类将遭受繁衍危机。
温室气体持续不断地增加,氧气的比重将逐渐下降,大气最终会与地球10亿年前的情况类似,届时野生动物与人类都将无法生存。
物极必反,温室效应最终的结果很可能是导致全球性冰川期来临。这是因为南极冰盖融化导致的大量淡水注入海洋,海水盐度降低,大洋的冷暖循环将逐渐停滞,由此导致全球温度降低,冰河时期将会来临。
冰河期,地表大部分或全部被冰封,暴风雪和龙卷风不间断地肆虐,人类还能生存否?有人可能认为在地底下能躲过一劫,但这种冰川期有多久呢?据考证,距离我们最近的冰期叫第四期冰期,开始于距今200~300万年前,结束于距今2万年前。人类能够经受住冰封数百万年,冰盖厚达数千米的严寒考验吗?问题是,吃什么续命呢?
但温室气体也不是全坏,人类也离不了它
研究表明,地球上的温室气体,为地球温度贡献了38℃,也就是说提升了地球温度38℃。目前地球全年平均气温约15℃,如果没有温室气体,地球平均气温将下降到-23℃。
前面说了,地球气温上升3℃是一个阈值,会导致巨大灾难,而事实上下降3℃也不行,同样可以导致巨大灾难。温度降低的灾难就是冰期的到来,所谓冰期,就是全球冰天雪地,草木不留。
如果平均气温降到-23℃,地球将会成为一个永不解冻的冰球,所有可见物种将完全死绝。由此可见,正是温室气体,保护着人类滋润地活着。所以,按哲学观点,任何事物都要一分为二,没有极端的坏,也没有极端的好,温室气体也是一把双刃剑。
地球每天吸收的太阳辐射,有70%要反射回太空。由于温室气体的阻隔,将这些反射的热量保存下来,就让地球有了温暖。这种阻隔过多了,地球就会越来越热,而阻隔不足,就会越来越冷。
出现在24亿年前到21亿年前的休伦冰期,就是因为温室气体不足导致的。当时地球发生了大氧化事件,大气中的氧气从0.2%急剧上升到4%,但大气中的二氧化碳却急剧减少,几乎没有了。这是因为大量的蓝细菌吸收了二氧化碳,释放的氧气又把甲烷氧化。
地球由于没有了温室气体保护,气温急剧下降,进入了冰期。休伦冰期的地球冻成了一个雪球,白色雪球反射的阳光量更多,可以高达90%以上,地球就越来越冷。恶性循环的结果是这个冰球越冻越结实,冰期一直持续了2~3亿年之久。
这次大冰期让刚刚诞生脆弱的生物大量灭绝,差点扼杀了地球生命的萌芽。因此,温室气体本身不是恶魔,而是一把双刃剑。温室气体不能没有,也不能过多,要恰到好处,才能有利于地球的生态。
将来人类很可能会在火星制造温室气体
现在,火星已经成为人类移民地外的首选星球,但那里的平均气温只有-55℃;大气只有地球大气密度的1%,且主要是二氧化碳;那里的水都隐藏在地下,以冰冻的方式存在。这样的条件是不适合人类居住的,必须改造。
科学家们认为,首先要改造那里的大气,就是制造大量的温室气体。通过温室气体,让火星锁住反射的阳光而升温,溶解出地下水,在火星上形成江河湖泊和海洋,然后再在上面播撒经过基因改造的生命种子,渐渐将火星改造成地球的姊妹星球。
在火星上制造温室气体的方案有很多,其中广受欢迎的方案是在火星上建大型化工厂,并配套建设核电站提供动力。化工厂源源不断地制造并向大气中释放四氟化碳,这是一种温室气体,如果每小时排放1000吨这样的气体到火星大气中,只要30年,火星温度就可以提高27.8℃。
火星改造计划有许多步骤和方法,这里就不展开说了。说这个事的意义在于,温室气体在某些时候不但不是恶魔,还是救世主,是生命的创造者和保护神呢。
就说这些吧,欢迎讨论,感谢阅读。
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