二氧化碳与气候
二氧化碳浓度增加对气候变化的影响

二氧化碳浓度增加对气候变化的影响气候变化是当前全球面临的重大环境问题。
尤其是近年来,随着人类工业化、城市化的不断发展,大量的化石燃料消耗导致了二氧化碳等温室气体的排放,使得大气中的二氧化碳浓度逐渐上升。
二氧化碳浓度的升高对气候变化的影响已经引起了人们的广泛关注。
一、二氧化碳浓度升高与气候变化的关系二氧化碳作为一种温室气体,可以吸收地球表面向外辐射的能量,从而导致大气温度的上升。
当大气中的二氧化碳浓度上升时,其对地球的辐射影响会更加显著,从而促使地球温度的上升。
这就是所谓的“温室效应”。
二氧化碳浓度增加,会导致全球温度的上升,从而引发气候变化。
比如,会导致全球降雨模式发生改变,某些地区的干旱程度加剧;会导致海平面上升,对沿海城市产生威胁;会加剧极端天气事件的发生频率和强度等。
二、二氧化碳浓度升高的原因人类活动是导致二氧化碳浓度升高的主要原因。
随着全球经济的快速发展,人类对能源的需求也越来越大,从而导致了大量的燃煤、燃油等化石燃料的消耗。
这些化石燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体的排放,从而加剧了二氧化碳的浓度上升。
此外,全球森林的砍伐也是导致二氧化碳浓度升高的一个重要因素。
森林是地球上的一个重要的碳汇,但是随着森林的不断砍伐和烧毁,越来越多的碳被释放到大气中,从而加剧了二氧化碳的浓度上升。
三、二氧化碳浓度升高对地球产生的影响1.全球气温上升二氧化碳浓度升高会导致地球温度上升,从而产生严重的气候变化,比如极端气候事件加剧、干旱和洪水频率加大等。
2.海平面上升随着全球温度的上升,冰川和极地冰层融化,海平面开始上升。
这会对沿海城市和小岛国家、沿海地区的经济、生态、文化等方面造成严重影响。
3.影响生态系统二氧化碳浓度的升高也会影响到生态系统的稳定,导致物种分布的改变,甚至灭绝。
4.影响农业和食品安全随着气候的变化,地球上的降雨和干旱模式也会发生改变。
这些变化会对农业和食品安全带来影响,比如农作物的生长受到威胁,导致粮食产量下降,从而影响全球的食品安全。
大气CO2浓度与全球气候变化的关系

大气CO2浓度与全球气候变化的关系随着工业化和人类活动的不断发展,大气CO2浓度逐渐增加,这对全球气候变化产生了重要影响。
本文将从不同角度探讨大气CO2浓度与全球气候变化的关系。
首先,大气CO2浓度增加是由于人类活动导致的。
人类的工业化进程以及燃烧化石燃料,释放出大量的二氧化碳气体。
这些气体进入大气层,并且大部分被大气层内的其他组分吸收,导致CO2浓度不断上升。
科学家通过对大气CO2浓度的测量和分析,发现其浓度在过去100年中呈现快速增长的趋势。
这种增长速度对全球气候变化的影响至关重要。
其次,大气CO2浓度的增加会引起全球气候变化。
二氧化碳是一种温室气体,其能够吸收地球表面向外辐射的热能,从而使地球保持温暖。
然而,由于CO2浓度不断上升,这种温室效应被增强,导致全球气候变暖。
温室气体的增加导致地球平均气温上升,使冰川融化、海平面上升、极端天气事件增加等。
这对生态系统、人类生活和经济发展都带来了巨大的风险和挑战。
进一步说,大气CO2浓度的增加还会对全球气候系统产生一系列连锁效应。
例如,由于温度升高,海洋表面温度增加,使得水分蒸发速度加快,从而增加了大气中水汽含量。
这进一步增加了温室效应,形成恶性循环。
此外,大气CO2浓度的增加也会影响碳循环和生态系统。
植物对CO2的吸收是通过光合作用实现的,而CO2浓度的增加可以促进植物的生长和光合作用的效率。
然而,大气CO2浓度的过高也可能使植物开始饱和,削弱其吸收CO2的能力,从而加剧大气中CO2的累积。
另外,虽然大气CO2浓度是全球气候变化的重要驱动因素,但其影响还受到其他因素的调节。
例如,太阳活动的变化、自然气候模式以及人类社会的适应能力都会对全球气候变化产生影响。
因此,只有针对大气CO2浓度增加采取有效措施,综合考虑其他因素和调节机制,才能更好地应对全球气候变化。
综上所述,大气CO2浓度与全球气候变化密切相关。
人类活动导致的CO2浓度增加,引起了温室效应的加强,导致了全球气候变暖和气候系统的复杂连锁反应。
二氧化碳排放对气候变化的影响

二氧化碳排放对气候变化的影响近年来,随着工业化和城市化的加速推进,全球能源消耗也在不断增加。
这种不断增长的能源消耗带来的后果之一便是大量的二氧化碳排放。
虽然这些二氧化碳并不会对人体直接造成威胁,但是它对于全球气候的影响却是至关重要的。
一、二氧化碳的作用在介绍二氧化碳的作用之前,首先要了解温室气体的概念。
温室气体是指能够吸收和辐射地球上的红外辐射的气体,如二氧化碳、甲烷、氮氧化物等。
当这些温室气体在大气中积累到足够高的浓度时,它们会阻止地球上的一部分红外辐射逃逸到太空中,并将这部分辐射反射回地球表面。
这种效应类似于一个温室,会使得地球上的平均气温上升。
二氧化碳就是其中最为关键的温室气体之一。
它的作用在于:当太阳照射到地球的表面时,地表会转化为红外辐射并向外散发。
二氧化碳便会吸收这部分红外辐射,并将其反射回地球表面。
这样一来,地球上的平均气温就会上升。
二、二氧化碳排放对气候变化的影响随着二氧化碳的排放量的不断增加,由此带来的后果也变得越来越严重。
对于全球气候的影响会表现为以下几个方面。
1. 全球气温持续上升统计数据显示,自1850年以来,全球平均气温已经上升了1.1℃,从而导致了许多极端天气事件的发生。
而二氧化碳的排放则是造成气温上升的一个原因。
由于工业化和城市化的加速推进,全球对于石油、煤炭等化石燃料的依赖越来越大,这也进一步加剧了气温的上升。
2. 极端天气更为频繁二氧化碳排放不仅会使得全球的气温上升,同时也会造成更多的极端天气事件,如热浪、暴雨、飓风等。
气温上升会引发更严重的干旱和水灾,同时也会加强飓风和台风的威力,这些对于人类的生命和财产造成了非常大的威胁。
3. 海平面不断上升由于全球冰川溶解加快以及海水变暖等因素,海平面不断上升便成为了一个令人担忧的问题。
而二氧化碳排放对于这种现象的发生也有着重要的促进作用。
由于气温上升,这将会加强冰川的融化和海水的膨胀,从而加速海平面的上升。
这种现象对于沿海城市的居民和经济活动将会带来巨大的威胁。
化石燃料的二氧化碳排放与全球气候变化的关系

化石燃料的二氧化碳排放与全球气候变化的关系二氧化碳(Carbon Dioxide,简称CO2)是一种主要产生于人类活动中的温室气体,其排放量与全球气候变化之间存在着紧密的关系。
化石燃料的燃烧是二氧化碳排放的主要源头,而全球气候变化则是这些排放带来的直接后果。
本文将探讨化石燃料的二氧化碳排放对全球气候变化的影响,并进一步讨论如何应对和减少这一问题。
一、化石燃料二氧化碳排放的影响化石燃料主要包括煤炭、石油和天然气,它们是人类经济活动的重要能源来源。
然而,化石燃料的燃烧过程会释放出大量的二氧化碳,这些排放物在大气中逐渐积累,形成温室效应。
温室效应导致地表温度上升和气候变化,对生态环境和人类社会产生广泛的影响。
首先,化石燃料二氧化碳排放增加了大气中二氧化碳的浓度。
根据数据显示,自工业革命以来,全球大气中的二氧化碳浓度已经增加了40%以上。
高浓度的二氧化碳阻碍了地球向外太空的热能辐射,使得地球的表面温度上升。
其次,化石燃料二氧化碳排放导致全球气候变化。
二氧化碳作为温室气体,可以吸收地球的紫外线辐射和红外线辐射,阻止其逸出大气层,从而形成温室效应。
随着温室气体不断累积,地球变暖,气候出现极端的变化,如更热的夏季、更频繁的极端降雨和干旱等。
三、减少化石燃料二氧化碳排放的措施为了应对全球气候变化的挑战,减少化石燃料二氧化碳排放已成为当务之急。
以下是一些可行的措施:1. 提倡清洁能源的使用。
清洁能源,如风能、太阳能和水电等,可以替代化石燃料的使用,从而减少二氧化碳的排放。
政府应该制定相应的政策和法规,鼓励和支持清洁能源产业的发展。
2. 加强能源效益。
提高能源利用效率可以减少对化石燃料的需求,从而降低二氧化碳的排放量。
各国应该投资于研发和应用节能技术,减少能源浪费。
3. 推动可持续发展。
可持续发展意味着在满足当前需求的同时,不损害后代子孙的需求。
通过合理利用资源、保护生态环境和发展可再生能源等手段,可以降低化石燃料的使用,减轻对环境的影响。
大气CO2浓度增加对气候变化的影响

大气CO2浓度增加对气候变化的影响随着工业化的不断推进和人类活动的不断增加,大气中的二氧化碳浓度不断增加,这对于全球气候变化产生了重大的影响。
本文旨在探讨大气CO2浓度增加对气候变化的影响。
一、大气CO2浓度增加带来的气候变化气候变化是一个复杂的系统,涉及到大气、海洋、冰川、陆地等多个方面。
然而,大气中的CO2浓度是引起气候变化的主要因素之一。
首先是全球气温的上升。
自工业革命以来,人类活动所排放的温室气体不断增加,导致大气中的温室效应不断增强。
CO2是其中最重要的一种温室气体,可以有效地吸收地表向大气辐射出去的红外辐射,形成温室效应。
大气CO2浓度的升高,会导致温室效应不断增强,进而导致地球表面的温度上升。
据数据统计,1850年至今,全球平均气温已经上升了约1°C左右,其中20世纪下半叶的上升速度更为迅猛。
其次是极端气候事件的增多。
由于全球气温的上升,地球上大气热量的分布发生了变化,导致气候变得不稳定。
越来越多的研究表明,大气CO2浓度升高会导致极端气候事件的发生频率和强度增加。
例如,高温、旱灾、洪涝、暴风雨等极端气候事件的发生频率都有所增加。
这些极端气候事件对于人类的生产和生活都带来了极大的影响。
另外,大气CO2浓度升高还会引起海平面上升、冰川消融、生态系统改变等气候变化。
随着全球气温的继续上升,这些影响可能会更加显著。
二、控制大气CO2浓度的重要性由于大气CO2浓度升高对气候变化的影响如此之大,控制大气CO2浓度已经成为全球气候变化治理中的重要任务之一。
首先,控制大气CO2浓度可以遏制气温上升。
减少CO2的排放,可以减弱温室效应,从而遏制全球气温的上升,降低极端气候事件的发生频率和强度。
其次,控制大气CO2浓度有助于减缓海平面上升。
全球气温上升会导致海洋热膨胀和冰川消融,从而导致海平面上升。
通过控制大气CO2浓度,可以减缓甚至遏制海平面上升的速度。
最后,控制大气CO2浓度也有利于保护生态系统。
二氧化碳排放对全球气候变化影响分析

二氧化碳排放对全球气候变化影响分析随着人类经济的飞速发展和工业化进程的加速,大量的二氧化碳排放已经成为全球面临的重要环境问题之一。
二氧化碳是一种主要的温室气体,对全球气候变化起到重要作用。
本文将对二氧化碳排放对全球气候变化的影响进行分析。
首先,二氧化碳的大量排放会导致温室效应的加强。
温室效应是指地球大气中温室气体遮挡部分热量,使地球保持适宜生命的温度。
然而,过量的二氧化碳排放导致大气中温室气体浓度增加,进而引发温室效应的加强。
这会导致地球温度上升,造成全球气候变暖。
实际上,近几十年来,地球的表面温度持续上升,且加速上升的趋势越来越明显,这一现象与二氧化碳排放相关。
其次,二氧化碳排放还会引发极端天气事件的增多。
全球气候变暖导致大气层中水分含量增加,进而增加了降水的频率和强度,从而导致干旱、洪涝等极端天气事件的增多。
例如,近年来全球范围内的极端干旱和洪涝事件频发,给人们的生产和生活带来了严重影响,造成巨大经济损失。
另外,二氧化碳排放对海平面的上升也有重要影响。
大量的二氧化碳排放会导致全球气候暖化,进而使冰川和极地冰盖融化加快。
这些融化的冰川和冰盖会导致海平面上升。
据科学研究表明,过去一个世纪,全球海平面上升了约20厘米,而未来几十年内,这种趋势还将持续下去。
海平面上升对世界各地的沿海城市和岛国来说,将带来严重的威胁,需要采取有效的措施进行适应和应对。
此外,二氧化碳排放还对生物多样性和生态系统的影响也不可忽视。
气候变化对全球各地生物多样性和生态系统的稳定性造成了显著影响。
温度的改变和降水模式的改变可能导致许多物种的迁徙、灭绝或丧失栖息地。
例如,极地冰层的融化导致北极地区的生物受到威胁,热带雨林的干旱增加了森林火灾的风险。
这些生态变化不仅对生物多样性产生影响,还对人类的食物安全和生态平衡产生严重的威胁。
要应对二氧化碳排放带来的全球气候变化,国际社会已经采取了一系列的措施。
首先,在《巴黎协定》中,各国约定了限制温室气体排放的目标,以控制全球平均气温上升在2摄氏度以内,力争不超过1.5摄氏度。
二氧化碳排放与气候变化

二氧化碳排放与气候变化引言:二氧化碳排放是一个长期存在的问题。
随着工业革命和人口增加,CO2排放量大大增加,从而对全球气候产生了深远的影响。
本文将会探讨CO2排放对气候变化的影响以及解决这个问题的方法。
第一章:二氧化碳排放与气候变化二氧化碳是一种温室气体,可以吸收太阳光的热量并使其在地球上停留。
由于人类活动,例如燃烧化石燃料、森林砍伐以及一些工业处理过程,导致CO2排放大幅度增加。
这种增加在全球气温上产生了巨大的影响。
二氧化碳排放对气候变化的影响主要有以下三点:1. 全球变暖:随着二氧化碳排放量的增加,地球的平均温度不断上升。
气候变化会对生态系统、农业和气候造成影响。
2. 海平面上升:二氧化碳排放导致海洋温度上升,海冰融化,从而导致海平面上升。
在未来几十年,海平面上升将导致海岸线后退、洪水和海啸的增加。
3. 气候变异:二氧化碳排放还可能导致气候的变异。
例如,夏季可能会更热、冬季可能会更冷。
这些变异可能导致灾害性的极端事件出现。
第二章:解决二氧化碳排放问题的方法1. 使用绿色能源:大量使用绿色能源,如太阳能和风能,是解决二氧化碳排放问题的重要方法。
这种能源可以代替有害的化石燃料,并极大地减少二氧化碳的排放量。
2. 节约能源:节能减排是解决二氧化碳排放问题的有效途径。
例如,可以使用更节能的车辆,减少机器的过度使用等等。
3. 植树造林:通过植树造林可以吸收大量的二氧化碳。
这是解决二氧化碳排放问题的极好方法,能够帮助抵消二氧化碳排放对气候产生的影响。
4. 碳税:通过引入碳税,可以使二氧化碳排放者承担相应的成本,从而鼓励他们减少二氧化碳排放。
这种税收政策可以促进企业和个人减少二氧化碳排放,进而有助于减缓气候变化。
总结:二氧化碳排放是一个世界性的问题,我们需要通过各种方法来减少二氧化碳的排放。
尽管这是一个复杂且长期的挑战,但是只要我们采取切实可行的措施,就能够共同抵御气候变化的影响。
在大气中研究二氧化碳的行为及其对气候的影响

在大气中研究二氧化碳的行为及其对气候的影响随着人类活动的增加,二氧化碳排放量逐年攀升,使得全球气候变化趋势不可逆转。
大气中的二氧化碳含量是造成气候变化的主要原因之一。
然而,二氧化碳分布和行为的研究,并不像我们想象的那样简单,它涉及到多个科学领域的知识和数据。
一、二氧化碳在大气中的分布情况大气的组成主要是氮气、氧气和氩气等稀有气体,以及水蒸气、二氧化碳等少量气体。
其中,二氧化碳的含量是最主要的气体之一。
据测定,2021年大气中二氧化碳的平均含量已经达到了416 ppm。
二氧化碳的含量不是在全球各地都一致的,其分布因科技、人口密度和地理位置等因素不同而异。
一般来说,在城市或挤压区域,由于工厂、交通运输等因素,二氧化碳含量普遍高于乡村或人少地区。
与此相反,热带偏远的小岛国家二氧化碳含量较低。
此外,二氧化碳还具有季节变化的特点,随冬天寒冷和夏天炎热而有所不同。
二、二氧化碳的行为规律二氧化碳是一种物理性质与壁碰撞弹性相互作用的气体,常常被认为是那些热力学体系稳定的一个组成部分。
作为一种非常重要的温室气体,它具有保持地球表面温度的所有特性。
在大气中,二氧化碳分子通过向其他气体分子发射光释放能量,从而起到对热量的保护作用。
同时,二氧化碳还可以吸收太阳辐射,防止过多的热量照射到地面。
一方面,二氧化碳可以通过大气运输过程来改变其在不同地点的分布。
气流中的二氧化碳分子会在不同的风向和气流中传输,最终形成不同的气流图。
这种运输过程不止发生在地球的低层大气中,还可以扩展到成层大气区域,这点应该得到更加深入的研究。
另一方面,人类活动引起的二氧化碳排放是主要的二氧化碳含量增加来源。
迄今为止,人类活动的主要来源包括工业生产、农业、城市交通和能源利用。
这些过程释放出的二氧化碳被大气吸收,而且进入了自然的碳循环中。
但是,由于排放量的增加和自然回收速度的缓慢,使得大气中的含量不断攀升。
三、二氧化碳对气候的影响二氧化碳在影响地球气候方面扮演着非常重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
二氧化碳与气候Comments>>小红猪小分队发表于 2010-04-08 00:23 | Tags 标签:1956,译文原文合作译者:Ent和绵羊c 校对:田不野给Ent5朵花,绵羊c4朵前言:请注意,请一定注意!这是一次“挖坟”行动,这是一个“出土文物”。
本文并不是发表于哥本哈根后的2010年,而是1956年,在绝大部分在阅读本文的读者出生之前。
这一年,毛主席说要“百花齐放,百家争鸣”;这一年,老舍写了《茶馆》;这一年,艾森豪威尔同学又当了美国总统;这一年,日本爆发水俣病……,这一年发生了很多事情都成了过去。
如果要评选一个话题能让人从1956年谈论到2010,那非得是“二氧化碳和气候”莫属。
而且,更让人惊奇的是,五十年前科学界的声音,在今天听起来依然那么靠谱(虽然其中有些数据和理论需要更新了,但是我们没有修改,请批判阅读);五十年前科学界的声音,在今天,依然没有被众多民众所耳熟能详,这到底应该说是庆幸,还是悲哀?1956年的问题,请不要再延续到2056年。
一篇1956年发表于《美国科学家》(American Scientist)的文章探讨了气候变化的问题;近期的两个评注指出这篇文章与目前的环境问题密切相关。
一直以来科学家都很热衷于解释气候变化的问题。
自有地质记录以来,至少十分之九的时间里地球的平均温度都高于它现在的温度。
在这些温暖期之间则是长达几百万年的大冰期,大冰期之间大约间隔两千五百万年。
但目前我们更感兴趣的是近六十年间的气候变暖。
关于气候变化的理论数不胜数。
那么有没有可以解释大部分已知气候状况的理论呢?目前最广为接受的解释包括地球接收到太阳能的变化,大气中火山灰含量的变化,以及大陆平均海拔的变化。
尽管这些因素可能在特定时期特定地点影响地球的气候,但是没有一个可以较全面地解释全球性气候变化状况。
二氧化碳造成气候变化的理论是50年前最被认可的理论,但是近年来它的拥护者减少了。
尽管如此,最近的研究仍表明通常被提出以反对这个观点的理论都是不成立的。
所以也是时候重新考虑大气中二氧化碳含量的变化问题,以及它是不是可以为众多全球性的气候变化提供令人满意的解释。
由于地球表面和大气层中的温度相对较低,所以由地球向太空辐射的波段实际上集中在红外段。
所以知道大气中的哪些成分主要吸收红外波就十分重要。
大气中含量最多的气体分别是氧气、氮气和氩气,但是这三种气体几乎不吸收红外辐射。
如果我们的大气中只有这三种气体的话,地球的气候将会比现在冷的多,地球表面的热辐射会毫无阻拦的冲向太空,导致地球表面降温更快。
幸运的是,另外三种气体也相对少量的存在于大气中:二氧化碳,水蒸气和臭氧。
不像那些在空气中含量丰富的气体,这三种少量气体却是吸收红外波的主力军。
大气中二氧化碳的浓度约为0.03%(体积比例),并且通过精确测量可知它的分布相当均匀。
水蒸气和臭氧在大气中的比例也很低,但是确切数值会随时间地点而变化。
二氧化碳、水蒸气及臭氧的红外吸收能力在很大程度上决定了我们的气候。
它们的作用经常被拿来与温室对比。
太阳光穿过透明玻璃将热能带进温室,但植物与其他物体发出的红外形式的热能大部分都被玻璃阻隔。
热能被有效的存留在温室内,温度也自然比外面高得多。
类似的,地球表面的温度受到大气在可见波段和红外波段的透过性控制。
太阳射向地球表面的能量主要以可见光形式存在,所以在晴朗的天气里,大气透明度高,几乎所有的可见光频段都可以透过,太阳的能量衰减很少。
但是如果想要温暖的气候,热能就必须被保持在靠近地球表面的位置,并且不能立刻被辐射出去。
大气对于大部分红外频段的波都是不透或者部分不透的,这要感谢前文所述的三种含量不多的气体。
因此地球表面辐射出的能量不能自由的冲向太空,不然地球表面就不会像现在这样温暖。
大气之于地球就像玻璃之于温室。
二氧化碳理论声称,随着二氧化碳含量升高,大气可以阻挡的能量波段将会变宽,辐射出去的能量将会更有效的被阻挡在地球表面,从而导致温度升高。
最新计算表明如果大气中的二氧化碳量加倍,地球表面温度将上升3.6摄氏度;如果二氧化碳量减半,那地球表面温度将下降3.8摄氏度。
二氧化碳理论是于1861年由Tyndall首次提出的。
最初的计算只能用非常粗略的方法完成。
由于二氧化碳的存在,吸收光谱的谱线可多达上千条,由于每条谱线的强度宽度不同,它们的图谱都非常复杂。
甚至由于谱线的强度和宽度会随着温度和压力变化,大气中不同高度的谱线图样都是不同的。
直到最近,精确的红外测量法的出现、理论的发展以及高速电子计算机的应用才解决了这个问题,使得准确测量二氧化碳对地球表面温度的影响成为可能。
水蒸气某种程度上与二氧化碳的吸收区间相同,这也是反对二氧化碳理论的基础。
根据这个理论可知,水蒸气的吸收力如此强大,即使二氧化碳浓度改变,辐射出的能量应该都不至有什么变化。
但是这个结论是建立在早期计算的基础上的,这些计算只是复杂的大气红外能量流动的粗略近似。
近期更加精确的计算分析了这两种气体吸收谱的详细结构,发现他们在红外吸收上基本是互相独立的。
有两个重要原因支持这个结果:(1)二氧化碳和水蒸气谱线的频段基本没有什么相互联系,所以这些谱线并不会因为谱线位置相近而重叠;(2)水蒸气本就很低的浓度会随着高度增加而急剧下降,但二氧化碳的浓度却基本是均匀分布的。
基于第二个原因,即使在地球表面水蒸气的吸收力在某个吸收区间强过二氧化碳,那么稍高于地表的高度上二氧化碳的作用就会强过水蒸气很多。
通过谨慎的估算可以发现由于二氧化碳造成的全球气温变化,不会因为水蒸气的红外吸收作用而降低超过20%。
二氧化碳理论还有一个更进一步的反对观点:二氧化碳吸收带的中央频段在大气中是完全不透的,二氧化碳含量的变化不会影响它的红外吸收。
如果针对于二氧化碳吸收带中心左右各一微米的波段来说,这句话是完全正确的。
但是这个理论忽略了二氧化碳除了这部分完全吸收波段之外的数百条谱线。
由于二氧化碳含量造成的能量吸收差异,在部分透过的波段是最为显著的;地表温度所带来的吸收差异也是由这些波段决定的。
由此可以发现,似乎不存在一种理论可以从根本上反驳二氧化碳改变气候论。
不仅如此,这个理论提出,二氧化碳含量虽然会变化,但只要这个变化在合理范围内,所造成的温度变化已经足以明显的改变气候。
不妙的是平均温度的小小变化就可以对气候造成相当大的影响。
例如很多权威机构预估过,假如平均温度降低1.5到8度,地球表面的很多区域将再次被冰川覆盖。
类似的,平均温度只要上升4度,那地球的大部分地区都会变成热带气候了。
在讨论二氧化碳如何影响气候的细节之前,有必要先了解一下影响二氧化碳平衡——包括海洋与大气的二氧化碳交换——的各个因素。
大气中二氧化碳的最大消耗者是光合作用,每年大约要消耗60 x 109吨。
在稳定状态下,由呼吸作用和腐烂的动植物遗体所释放出的二氧化碳量应该是完全等同于消耗量的,但前提是没有形成新的煤炭,石油和其他有机沉降物。
至少目前来看,损失量非常之小(每年0.01 x 109吨),在实际情况中基本可以忽略不计。
如果这个吸收释放二氧化碳的稳定状态被干扰了,例如,大气中的二氧化碳含量忽然增加,那么光合作用消耗的二氧化碳也会增加。
不过在几年之后,腐烂的遗体和呼吸作用释放的二氧化碳也会随之增加。
在光合作用中被用掉的碳元素大约在10年之内会被生物圈返还回大气,所有碳原子返还的时间大约是250年。
算上所有会影响二氧化碳平衡的因素,这个有机世界会在几年之内重归平衡。
无机世界中最重要的两个影响因素,一个是由温泉、火山和其他地球内部来源释放出的二氧化碳,一个是火成岩在风化过程中形成的碳酸盐。
现在这两个过程刚好基本互相平衡。
第一个过程释放的和第二个过程减少的二氧化碳量都大约为每年0.1 x 109吨。
所以在只考虑自然因素的情况下,大气中每年被消耗和被返还的二氧化碳量差不多相等。
这里所用的数字都只是数量级层面的预估。
精确的平均值还需要更细致的估算。
不过最近,人们又为二氧化碳平衡找到了一个新的重要因素。
它由Callendar(Guy Stewart Callendar)首次提出,化石燃料的燃烧目前每年向大气释放约6.0 x 109吨的二氧化碳,并且这个数字还在逐年递增。
如今这个因素已经是无机世界中最重要的一个。
所以人类自身的行为使得大气中的二氧化碳以每100年30%的速度增加。
这对气候的影响稍后将会进一步讨论。
海洋是一个巨大的二氧化碳贮存库;一些二氧化碳以气体形式溶于水,但是大部分都是以离子化程度不同的碳酸盐形式存在。
基于已知的海水的电离常数,可以计算出相对已知数量的海洋中的碳酸盐,大气中的二氧化碳压为多少可以与之平衡。
现在二氧化碳压强大约为3 x 10-4个大气压;大气中有2.3 x 1012吨二氧化碳,而海洋中有130 x 1012吨二氧化碳及碳酸盐。
所以海洋中的二氧化碳是大气中的50多倍。
如果环境条件改变,海洋可以增加或减少大气中的二氧化碳量。
近期Kulp用放射性碳元素确定了纽芬兰纬度的深海海水在1700年前是位于海洋表面的。
这表明深海的海水也许需要几万年才可以完成由表面到海底再回到表面的完整循环。
但只有海洋表面的水可以从大气中吸收二氧化碳。
由于海洋表面和深处的水之间只有很微弱的循环作用,大气海洋系统要想在某种扰乱之后重归平衡所需的时间至少与海水完全循环一次的时间相等。
接下来让我们看一下不同地质时期,大气中二氧化碳含量的不同以及这种不同与气候的相互关系。
有趣的是很多气候变化都可以简单自然的被二氧化碳理论解释。
上一个冰川世大约持续了100万年,其中包含四个被间冰期分隔开的冰川期,这是很早以前已经为人所知的了。
最近Wiseman研究了深海海底的沉积物,发现有证据表明过去62万年至少有10个不同的温度阶段。
似乎冰川世的一个基本属性就是气候会持续波动。
冰川范围增大然后消退,如此反复多次直到冰川世结束。
没有什么其他的理论能够给出一个简单直接的答案,解释这种长达一百万年冰川世中的气候波动现象。
为了弄清楚这些波动出现的原因,让我们看一个图表,图表的两个坐标轴分别是大气中的二氧化碳含量和大气-海洋系统中二氧化碳的总量。
这些曲线是按上文所述的方法计算出来的,前提是假设平均温度的变化与二氧化碳理论预测的相一致。
当海洋的体积处于它现在的0.90,0.95以及1.00倍时的曲线都被画出,以为海洋随不同冰川期的体积变化留出误差空间。
现在的二氧化碳分压值(3 x 10-4大气压)和整个大气-海洋系统的二氧化碳总量(1.32 x 1014吨)在图中用“P”表示。
让我们假设一百万年前二氧化碳平衡还不太稳定,整个大气海洋系统中的二氧化碳总量下降了7%至1.23 x 1014并且在剩下的冰川期中都维持在这个较低的水平。
再让我们进一步假设如果温度降低3.8摄氏度,巨大的冰层会再次形成并覆盖相当大范围的陆地。