地球存在“溫室效應(yīng)”嗎

什么是“溫室效應(yīng)”？玻璃棚溫室是人們用來育種農(nóng)作物和花卉的，它之所以能起到這個(gè)作用，是由于密閉的空間一旦有陽光射入，溫度就會(huì)升高，再加上室內(nèi)十分保溫，植物在這種環(huán)境中便能加快生長(zhǎng)或安全越冬。如果將地球看成一個(gè)大大的溫室，那么大氣層就相當(dāng)于“玻璃罩”。由于大氣中的二氧化碳越來越多，陽光照到大地上以后，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(gè)巨大的“溫室”。科學(xué)家形象地將這種現(xiàn)象稱為“溫室效應(yīng)”。

近年來，全球氣候逐漸變暖，經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)得到了大量數(shù)據(jù)，據(jù)此科學(xué)家們分析指出，全球氣候在20世紀(jì)明顯變暖，跟20世紀(jì)初相比，現(xiàn)在的平均氣溫上升了0.5℃，這種溫暖期是過去600年里從未有過的。在這個(gè)氣候變暖的世紀(jì)中，有兩個(gè)時(shí)期氣溫的上升十分明顯，第一個(gè)時(shí)期是1900～1950年，第二個(gè)時(shí)期是在20世紀(jì)80年代后，而在這兩個(gè)時(shí)期中間則出現(xiàn)過波動(dòng)。1999年3月，美國馬薩諸塞大學(xué)和亞利桑那大學(xué)的研究人員通過對(duì)樹木年輪、兩極冰芯等記錄氣候變化的“替代標(biāo)志”的測(cè)量發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)全球氣溫普遍升高，其中氣溫最高的時(shí)期是20世紀(jì)90年代，到1998年，地球表面平均溫度比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(gè)20世紀(jì)確實(shí)一直在變暖，但氣候變暖是不是因?yàn)椤皽厥倚?yīng)”呢？會(huì)不會(huì)持續(xù)變暖呢？對(duì)此，眾說紛紜，莫衷一是。

有些科學(xué)家認(rèn)為20世紀(jì)氣候變暖是“小冰期”氣溫回升的延續(xù)，是自然演變的結(jié)果，跟“溫室效應(yīng)”無關(guān)。在地球存在的45億年中，氣候始終在變化，并且是以不同尺度和周期冷暖交替變化的，也就是說，20世紀(jì)氣候變暖是正常的自然現(xiàn)象，人們不必恐慌，到了一定的時(shí)期氣溫自然會(huì)變冷?？茖W(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：第四紀(jì)也就是距今250萬年前，地球上出現(xiàn)了多個(gè)不同尺度的冷暖變化。周期越長(zhǎng)，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(gè)規(guī)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(duì)以上觀點(diǎn)，他們認(rèn)為，全球氣候變暖是因?yàn)椤皽厥倚?yīng)”，而人類是造成“溫室效應(yīng)”的罪魁禍?zhǔn)?。近幾十年來，發(fā)展迅速的工業(yè)制造業(yè)以及日益增多的汽車等，導(dǎo)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。由于綠色植物尤其是森林遭到了極大破壞，無法大量吸收人類排出的二氧化碳，因此，大氣層中的二氧化碳濃度大大增加，阻礙了大氣和地面的熱交換，引發(fā)“溫室效應(yīng)”。由于大量的二氧化碳既能吸收熱量，又阻止了地球散熱，地球熱交換因此失去了平衡，導(dǎo)致全球氣溫不斷升高。

美國俄勒岡大學(xué)的科學(xué)家在對(duì)遠(yuǎn)古樹葉化石進(jìn)行了分析研究后發(fā)現(xiàn)，從恐龍時(shí)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(gè)權(quán)威性的政府組織IPCC對(duì)全球氣候變暖的問題進(jìn)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(xiàn)在，地球變暖的現(xiàn)象已經(jīng)十分嚴(yán)重。如果人類不加以控制，仍以目前的速度排放二氧化碳，據(jù)科學(xué)家估計(jì)，再過50年，全球氣溫至少會(huì)上升3℃。這樣的高溫必然導(dǎo)致南北兩極和高山地區(qū)的部分冰川融化，全球洋面會(huì)因此至少升高30厘米。

科學(xué)家還認(rèn)為，另外一個(gè)導(dǎo)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(dá)6億噸以上，而3個(gè)世紀(jì)以前還不足3億噸。這是由瑞士科學(xué)家提出的，他們?cè)敿?xì)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(xué)組成，由此而發(fā)現(xiàn)了這一事實(shí)。

氣候變暖的跡象在大自然中隨處可見。由于氣候變暖，全球山地冰川一直在消融，雪山也不例外。20世紀(jì)上半葉，中國的天山冰川后退了100多米；在1925～1950年間，意大利境內(nèi)的100多條冰川有80%處于后退狀態(tài)；近20年來，普若崗日冰原退縮了50米；世界上著名的雪山乞力馬扎羅山峰上面的雪在未來的20年內(nèi)很可能完全融化，變成一座“無雪之峰?！?/p>

此外，專家預(yù)言，位于歐洲南部的阿爾卑斯山，30年后也將片雪無存。根據(jù)衛(wèi)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，處于“全線潰退”狀態(tài)。20世紀(jì)，海冰也大量融化，南極地區(qū)的海冰僅在1973～1980年間就減少了250萬平方千米，北極海冰減少的面積超過了10%。

各類生物也對(duì)氣候變暖做出了各種反應(yīng)：1997～1998年間，生活在太平洋中的大馬哈魚，由于水溫升高，種群數(shù)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(chǎn)仔減少；北美洲的一種蝴蝶100年內(nèi)已向北遷移了100千米；過去50年中，由于南極附近海域異常升溫，一種身高可達(dá)90厘米、體重超過29千克的大企鵝，數(shù)量減少了一大半。

氣候變暖更是給人類帶來了災(zāi)難。1998年5月，印度有2500人死于炎熱；同年夏，美國達(dá)拉斯持續(xù)了1個(gè)月的37.7℃的高溫；2000年，中國西藏大部分地區(qū)氣溫偏高2℃～4℃，雪域高原的人們過春節(jié)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(dá)到了39.2℃。

毫無疑問，人為因素對(duì)氣候的影響正日益顯著，全球氣溫正在上升，21世紀(jì)全球變暖現(xiàn)象將比20世紀(jì)更加顯著。IPCC的科學(xué)家們利用電腦收集了大量的技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)、人口增長(zhǎng)預(yù)測(cè)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)預(yù)測(cè)等相關(guān)資料，再根據(jù)對(duì)未來100年里排放到大氣中的二氧化碳數(shù)量的35種估計(jì)值，做出了7種不同模型來預(yù)測(cè)全球氣候，最終的結(jié)論是氣溫在未來100年可能增加1.4℃～5.8℃。如果這種預(yù)測(cè)變成現(xiàn)實(shí)，地球?qū)?huì)發(fā)生一場(chǎng)大災(zāi)難。20世紀(jì)，全球氣溫不過上升了0.5℃，就發(fā)生了許多人們意想不到的事情，如果氣溫再上升1.4℃～5.8℃，后果將更為嚴(yán)重。農(nóng)業(yè)將遭到毀滅性打擊；海平面將上升，淹沒更多陸地，并導(dǎo)致淡水危機(jī)；各種自然災(zāi)害將輪番發(fā)生，生態(tài)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(zāi)難的折磨。

為了防止這些惡果的發(fā)生，科學(xué)家們想方設(shè)法改善環(huán)境，應(yīng)對(duì)嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)和未來。

有一些科學(xué)家受大自然變化規(guī)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(shè)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(huì)減少，地球就會(huì)因此而降溫。不僅如此，科學(xué)家還對(duì)這種方法的可行性進(jìn)行了論證。按目前地球變暖的發(fā)展趨勢(shì)，大氣層中的二氧化碳含量會(huì)大大增加，50年后，地球氣溫將會(huì)上升2.5℃。如果將射入地球的太陽光遮蔽掉1.8%，升高的這個(gè)溫度就會(huì)被完全抵消。美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家厄爾利等依據(jù)這種理論計(jì)算，提出了“太陽盾”方案。

“太陽盾”是一個(gè)巨型反射鏡，直徑2000千米，面向太陽，安放在“拉格朗日點(diǎn)”上，在這點(diǎn)太陽和地球的引力相互抵消。“太陽盾”能反射陽光，將之拒于數(shù)百萬千米之外，并能改變其角度，以調(diào)節(jié)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(xué)院的科學(xué)家對(duì)“太陽盾”方案提出了改進(jìn)，主張?jiān)诘厍蚪剀壍郎习?個(gè)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(xué)家提出，用涂有有機(jī)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，只需幾十億美元。

誰會(huì)想到，“溫室效應(yīng)”在帶來災(zāi)難的同時(shí)，也能造福人類。由于“溫室效應(yīng)”，大氣中的二氧化碳大量增加，這將會(huì)促進(jìn)植物光合作用，刺激農(nóng)作物產(chǎn)量增加。此外，科學(xué)家推算，如果今后氣溫升高，俄羅斯和加拿大北部土壤會(huì)解凍，耕地會(huì)大面積增加；北冰洋沿岸港口將終年不結(jié)冰，常年通航。

盡管“溫室效應(yīng)”論十分盛行，多數(shù)人都贊同這種觀點(diǎn)，但也有不同的聲音。不少科學(xué)家認(rèn)為目前地球正朝低溫濕潤(rùn)化方向發(fā)展。

他們認(rèn)為，盡管20世紀(jì)的氣溫總體上呈上升趨勢(shì)，但二氧化碳濃度變化與氣溫曲線變化并非完全一致，20世紀(jì)的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(gè)方面提出證據(jù)支持自己的觀點(diǎn)。

首先，他們認(rèn)為，氣候變化受地球自身反饋機(jī)制的影響。一方面，由于大氣與海水間存在著熱交換，氣溫升高時(shí)，熱交換增強(qiáng)，海水吸收熱量升溫后，對(duì)二氧化碳的溶解度也會(huì)增加。不僅如此，氣溫的升高還會(huì)增加地球上的生物總量，寒冷地帶由于變熱，生長(zhǎng)在那里的植物生長(zhǎng)期變長(zhǎng)，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后，要經(jīng)過更長(zhǎng)的時(shí)間才能回到大氣層。另一方面，由于空氣極度濕潤(rùn)，植物殘?bào)w在這種情況下不能充分分解，以泥炭的形式儲(chǔ)存到地殼，這正是碳元素從生物圈到地圈的轉(zhuǎn)化過程。

其次，氣溫上升過程中產(chǎn)生的水蒸氣也能起到一定程度的緩解作用。氣溫升高導(dǎo)致蒸發(fā)加劇，大氣含水量增加，形成一些云，大量的太陽輻射會(huì)被這些云反射、散射掉，從而緩解氣溫的上升。

氣象系統(tǒng)是十分復(fù)雜的，無論地球變暖是否因?yàn)椤皽厥倚?yīng)”，我們都應(yīng)該加以關(guān)注?？茖W(xué)家們也在努力研究，相信他們總有一天會(huì)弄明白地球變暖的來龍去脈，從而改善環(huán)境，造福人類。