论文温室效应的研究背景

温室效应(英文：Greenhouse effect)，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列严重问题，引起了全世界各国的关注。温室效应简介名称：温室效应（来自IPCC术语表中对温室效应所做出的定义的中文版。）由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。温室气体有效地吸收地球表面、大气本身相同气体和云所发射出的红外辐射。大气辐射向所有方向发射，包括向下方的地球表面的放射。温室气体则将热量捕获于地面- - 对流层系统之内。这被称为“自然温室效应”。大气辐射与其气体排放的温度水平强烈耦合。在对流层中，温度一般随高度的增加而降低。从某一高度射向空间的红外辐射一般产生于平均温度在-19℃的高度，并通过太阳辐射的收入来平衡，从而使地球表面的温度能保持在平均1 4 ℃。温室气体浓度的增加导致大气对红外辐射不透明性能力的增强，从而引起由温度较低、高度较高处向空间发射有效辐射。这就造成了一种辐射强迫，这种不平衡只能通过地面 对流层系统温度的升高来补偿。这就是“增强的温室效应”。如果大气不存在这种效应，那么地表温度将会下降约3度或更多。反之，若温室效应不断加强，全球温度也必将逐年持续升高。由来温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，大量排放尾气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，对红外线进行反射，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。人类活动和大自然还排放其他温室气体，它们是：氯氟烃（CFC〕、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林，尤其是热带雨林。为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电（因为发电烧煤〕，少开汽车。另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林，减少使用一次性方便木筷，节约纸张（造纸用木材〕，不践踏草坪等等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。

温室效应导致全球变暖是人类面临的一个重要而又棘手的热点问题，是在21世纪人类面临的巨大挑战。它直接关系到人类的生存和发展。 1 温室效应导致有全球气候变暖 大气层中CO2、CH4和氮氧化合物等气体，可以让阳光可见光透过，但对地球向宇宙释放的红外线起阻碍作用，并吸收转化为热量，使地球表面湿度升高。这种现象称为温室效应。形成温室效应的气体即为温室气体。温室气体以CO2为主，约占60%左右。温室气体浓度愈高，近地表的温度就愈高。没有温室气体，地球上的温度就会降到很低。亿万年来，地球一直受益于温室效应，因为温室效应创造了一个适宜生物栖息的环境。 然而，人类活动使温室效应日益加剧，以至于影响气候。自工业革命以来，资源与能源大量消耗，特别是煤、石油、天然气等古物然的燃烧所排放的大量CO2含量增加。据测算，目前全球每年向大气排放的CO2约为240亿吨。甲烷等微量气体也随着人类的各种活动而升高。据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）不久前公布的研究结果，目前全球平均温度经1000年前上升了0.3～0.6℃。而在此前一万年间，地球的平均温度变化不超过2℃。联合国机构还预测，由于能源需求不断增加，到2050年，全球CO2排放量将增至700亿吨，全球平均气温将上升1.5～4.5℃. 2 温室效应对生物多样性的影响 全球气候变暖将严重威胁生物多样性。因为生命体无法承受这种快速相加的巨大变化。 2．1全球气候变暖对生物多样性的影响 全球性气候变暖并不是一个新现象。过去的200万年中，地球就经历了10个暖、冷交替的循环。在暖期，两极的冰帽融化，海平面比现今要高，物种分布向极地延伸，并迁移到高海拔地区。相反，在变新华通讯社过程中，冰帽扩大，海平面下降，物种向着赤道的方向和低海拔地区移动。无疑，许多物种会在这个反复变化的过程中走向灭绝，现存物种即是这些变化过程后生存下来的产物。物种能够适应过去的变化，但它们能否适应由于人类活动而改变的未来气候呢？这是一个悬而未决的问题。但可以肯定的是，由于人为因素造成的全球变暖经纬过去的自然波动要迅速得多，那么这种变化对于生物多样性的影响将是巨大的。 2．1．1 对温带生物多样性的影响 由于气温持续升高，北温带和南温带气候区将向两极扩展。气候的变化必然导致物种迁移。然而依据自然扩散的速度计，许多物种似乎不能以高的迁移速度跟上现今气候的迅速变化。以北美东部落叶阔叶林的物种迁移率来比较即可了然。当最近的更新世的冰期过后，气温回升，树木以每世界10～40千米速度的速度迁移回北美。而依照21世纪气温将升高1.5～4.5℃.的估计，树木将向北迁移5000～10000千米。显然要以自然状态下数十倍的速度进行扩散是不可能的。况且，由于人类活动造成的生境片断人只能使物种迁移率降低。所以，许多分布局限或扩散能力差的物种在迁移过程中无疑会走向灭绝。只有分布范围广泛，容易扩散的种类才能在新的生境中建立自己的群落。 2．1．2 对热带雨林生物多样性的影响 热带雨林具有最大的物种多样性。虽然全球温度变化对热带的影响比对温带的影响要小得多。但是，气候变暖将导致热带降雨量及降雨时间的变化，此外森林大火、飓风也将会变得频繁。这些因素对物种组成、植物繁殖时间都将产生巨大影响，从而将改变热带雨林的结构组成。 2．1．3 对沿海湿地和珊瑚礁生物多样性的影响 湿地和珊瑚礁是生物多样性丰富的生态系统，然而它们也会受到气候变暖的威胁。温度升高会使高山冰川融化和南极冰层收缩。在未来的50～100年中，海平面将升高0.2.～0.9米，甚至更高。海平面的升高会淹没沿海地区的湿地群落。海平面的变化是如此之快以至于许多生物种类来不及随着海水上升迁移到适当的地域。特别是建筑在湿地地区的居住房、道路、防洪大坝等将成为物种迁移的直接障碍。海平面升高对珊瑚礁种类有极大危害。因为珊瑚对海水的光照及水流组合有严格的要求。如果海水按预算的速度升高的话，那么即使生长最快的珊瑚也不能适应这种变化。此外海水温度升高同样会对珊瑚产生极大危害。由此将导致大量的珊瑚沉没以致死亡。 2．1．4 对鸟类种群的影响 首先，气候变暖将直接影响种鸟种群。鸟类学家认为由于气温升高，导致一系列恶劣气候频繁出现，将影响候鸟迁徙时间、迁徙路线、群落分布和组成。此外，气候变化导致各种生态群落结构改变，将间接影响鸟类的种群。 2．2 温室气体直接影响生物种群变化 CO2是重要的温室气体，同时又是植物进行光合作用的原料。随着大气中CO2浓度升高，植物的光合作用强度将上升。但不同植物具不同CO2饱和点。当CO2浓度超过饱和点时，即使再增高CO2浓度，光合强度也不会再增强。一般CO2饱和点较高的植物能够适应大气中CO2浓度的升高而快速生长，CO2饱和点低的植物则不能快速生长，甚至会发生CO2中毒现象，从而导致种群衰退。植物种群的变化必然导致植物食性昆虫种群的变化。而植物种群和昆虫种群中不可能预测的波动可能导致许多稀有物种的灭绝。 3 针对温室效应的对策 毋庸置疑，温室效应的恶化进程对生物多样性，将构成强大冲击。控制温室效应，减缓全球气候变暖，是世界各国面临的重大课题。 3．1 控制CO2向大气的排放量 减缓全球气候变暖的根本对策是全球参与控制CO2向大气的排放量。为此，在国际上达成共识，即从政治上和技术上控制CO2的排放量。 首先采取法律手段，制定各种旨在限制CO2排放的各种政府和国际的规定，签订各种国际公约。如1992年在巴西召开的联合国发展和环境大会的“气候公约”，要求占全球CO2排放总量80%的发达国家到2000年将其CO2排放量降至1990年的水平。其次采用经济手段，提高易排放CO2能源价格和对超标排放课税等。 技术上，一是节约能源和提高能源利用率。二是开发可再生替代能源，例如大力开发无污染的可再生的太阳能、风能、海洋能、生物能、地热能、氢能等。三是大力发展核能。四是变革能源消耗模式。 3．2 采取措施吸收CO2 其中，搞好绿化是关键，再辅以人工措施。 3．2．1 通过植物吸收CO2 植物的光合作用是地球上规模最大的同化吸收CO2的过程。因为植物的基本生理过程之一是光合作用，因此保护原始森林，大规模植树造林，培植草原，搞好城市绿化是减少大气中CO2的重要手段。 3．2．2 人工吸收CO2 在一些工业过程中，用人工方法吸收CO2。例如日本学者提出在吸收剂中使用沸石对火山发电中排出的CO2做物理式吸收，或者使用胺化学溶剂进行化学吸收。 3．2．3 向海中施铁 美国学者提出向海中施铁，可使海生植物大量繁殖，从而达到大量吸收的CO2的目的。

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