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全球变暖是如何发生的

由:乔纳森·斯特里克兰Ed Grabianowski

全球变暖:发生了什么?

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发电厂、牛和汽车是二氧化碳和甲烷等温室气体的主要排放源。

温室效应的发生是由于大气中某些自然存在的物质。不幸的是,自工业革命以来,人类一直在向空气中排放大量的这些物质。

二氧化碳(CO2)是一种无色气体,是有机物燃烧的副产品。它只占地球大气的不到0.04%,其中大部分是由地球生命早期的火山活动形成的。今天,人类活动将大量的二氧化碳排放到大气中,导致二氧化碳浓度整体上升[来源:基林,C.D.和T.P. Whorf].这些浓度的增加被认为是全球变暖的主要因素,因为二氧化碳被吸收红外辐射.大部分从地球大气中逃逸出来的能量都以这种形式存在,所以额外的二氧化碳意味着更多的能量吸收和地球温度的整体上升。

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在夏威夷莫纳罗亚测量的二氧化碳浓度
礼貌美国国家海洋和大气管理局,大卫·基林和蒂姆·沃尔夫(斯基普斯海洋研究所)

世界观察研究所全球碳排放量从1900年的约10亿吨增加到1995年的约70亿吨。该研究所还指出,地球表面的平均温度已经从1860年的14.5摄氏度上升到1980年的15.3摄氏度。

IPCC称,工业化前,地球大气中的二氧化碳含量约为百万分之280,这意味着每100万个干燥空气分子中就有280个是二氧化碳。相比之下,2005年的二氧化碳水平是379 ppm[来源:IPCC]。

一氧化二氮N2O是另一种重要的温室气体。虽然人类活动释放的能量没有二氧化碳那么多,但一氧化二氮吸收的能量比二氧化碳多得多(约270倍)。因此,遏制温室气体排放的努力也集中在N2O上[来源:加拿大土壤保护委员会].在作物上使用大量氮肥会释放出大量的一氧化二氮,这也是燃烧的副产品。

甲烷是一种可燃气体,它是天然气的主要成分。甲烷通过有机物的分解自然产生,通常以“沼泽气体”的形式出现。人为生产甲烷有以下几种方式:

  • 从煤中提取
  • 从大群牲畜(即消化气体)
  • 稻田里的细菌
  • 垃圾分解垃圾填埋场

甲烷的作用很像大气中的二氧化碳,吸收红外能量并在地球上保留热能。IPCC称,2005年大气中的甲烷浓度为1774 ppb (ppb)[来源:IPCC]。虽然大气中的甲烷没有二氧化碳那么多,但甲烷吸收和排放的热量是二氧化碳的20倍[来源:霍普伍德,尼克,科恩,乔丹].甚至一些科学家推测,大规模向大气中排放的甲烷(如释放大量的甲烷冰锁在海洋)可以创建短暂激烈的全球变暖,导致了一些物种大灭绝在地球的遥远的过去[来源:《发现》杂志].

如果整个地球变暖几度,会发生什么?请阅读下一节找出答案。