首先,全球變暖的原因並非是所謂能源燃燒釋放的熱能“加熱”了地球。可以說近幾十年來的全球變暖的主要原因是化石燃料的燃燒加劇了溫室效應。我們要從地球系統的能量平衡說起:地球所有能量的來源是太陽釋放的短波輻射,到達地球后,一部分被地表(或大氣層)反射(或散射)到宇宙中,一部分被地表吸收。通俗地說,就是地球曬了太陽就熱了。然後地表升溫後會對外放出長波輻射,(知道熱成像吧,就是“有溫度”的物體都對外放熱),放出的長波輻射一部分直接就散逸到太空中了,一部分就被大氣層中的溫室氣體吸收,然後大氣層就被加熱。之後就類似了,大氣被加熱後也放出長波輻射,一部分散逸到外太空,另一部分向下到達地面,重新加熱地面,是為“溫室效應”地球能量平衡圖。試想,如果沒有溫室效應,那麼當太陽下山後,氣溫就會驟降。距離太陽最近的行星——水星,就是因為沒有大氣層,導致它夜半球平均溫度只有-160攝氏度左右(110K),而日半球卻能達到400多度(700K)。如果沒有大氣層的溫室效應,地球的平均溫度可能也只有-15度,並不適合生存。接下來我們說說地球系統的碳平衡:地球大氣中主要的溫室氣體有水蒸氣、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)以及其他痕量氣體等。在自然界中,種種氣體的含量由於水迴圈、碳迴圈、氮迴圈等而保持相對恆定的量。而工業革命以來,人類大規模地使用化石燃料,將封存在地下(海底)的碳以二氧化碳的形式釋放到大氣中,而自然界來不及“消化”如此大量的碳,導致大氣中二氧化碳含量增高。碳迴圈圖。圖中加粗的黑線表示人類活動的影響:植被破壞(deforestation)和化石燃料的燃燒(Fossil fuel burning),大概有6 Gton C/y因此,大氣層吸收的長波輻射更多了,放出的也更多了,對地表的加熱也就更多了。這就是現在我們討論的全球變暖的基本原理。以上
首先,全球變暖的原因並非是所謂能源燃燒釋放的熱能“加熱”了地球。可以說近幾十年來的全球變暖的主要原因是化石燃料的燃燒加劇了溫室效應。我們要從地球系統的能量平衡說起:地球所有能量的來源是太陽釋放的短波輻射,到達地球后,一部分被地表(或大氣層)反射(或散射)到宇宙中,一部分被地表吸收。通俗地說,就是地球曬了太陽就熱了。然後地表升溫後會對外放出長波輻射,(知道熱成像吧,就是“有溫度”的物體都對外放熱),放出的長波輻射一部分直接就散逸到太空中了,一部分就被大氣層中的溫室氣體吸收,然後大氣層就被加熱。之後就類似了,大氣被加熱後也放出長波輻射,一部分散逸到外太空,另一部分向下到達地面,重新加熱地面,是為“溫室效應”地球能量平衡圖。試想,如果沒有溫室效應,那麼當太陽下山後,氣溫就會驟降。距離太陽最近的行星——水星,就是因為沒有大氣層,導致它夜半球平均溫度只有-160攝氏度左右(110K),而日半球卻能達到400多度(700K)。如果沒有大氣層的溫室效應,地球的平均溫度可能也只有-15度,並不適合生存。接下來我們說說地球系統的碳平衡:地球大氣中主要的溫室氣體有水蒸氣、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)以及其他痕量氣體等。在自然界中,種種氣體的含量由於水迴圈、碳迴圈、氮迴圈等而保持相對恆定的量。而工業革命以來,人類大規模地使用化石燃料,將封存在地下(海底)的碳以二氧化碳的形式釋放到大氣中,而自然界來不及“消化”如此大量的碳,導致大氣中二氧化碳含量增高。碳迴圈圖。圖中加粗的黑線表示人類活動的影響:植被破壞(deforestation)和化石燃料的燃燒(Fossil fuel burning),大概有6 Gton C/y因此,大氣層吸收的長波輻射更多了,放出的也更多了,對地表的加熱也就更多了。這就是現在我們討論的全球變暖的基本原理。以上