人類危機之溫室效應（簡體書）

; 什么是溫室效應 寒冷的冬季，可愛的小動物們紛紛躲進洞里，開始了冬眠；樹木抖落葉 子，迎接下一個春天。可是在一個漂亮的玻璃房子里，花團錦簇，百花爭艷 ， 好不熱鬧！這是為什么呢？ 其實原因很簡單，問題的關鍵就在那個漂亮的玻璃房子，人們一般稱它 為花房。因為它不僅可以讓溫暖的陽光進入，而且還能阻止屋內的熱量向外 擴散，這樣一來，屋里邊就會變得很暖和，花兒自然不懼寒冷，競相開放。 人們把這個叫做“花房效應”。 很多年以前，春夏秋冬，一年四季，飯桌上的蔬菜單調得很有規律的， 尤其到了冬天，那更是大白菜的天下了，因為它不像其他的蔬菜那樣的“矯 情”。可是到了後來，出現了花房的兄弟——溫室大棚，于是，越來越多的 蔬 菜可以躲避嚴寒，冬天的餐桌變得豐盛起來。 漂亮的花房，溫暖的蔬菜大棚，改善了人們的飲食，美化了人們的環境 ， 人們不僅味覺得到了滿足，視覺上更是好好地享受了一下。精神愉悅，神清 氣爽，豈不快哉！ 影響我們生活細節的這個 小花房——蔬菜大棚，誰能料 到它竟然蘊藏著一個“天大的 秘密”呢？ 花房效應，大名叫溫室效 應，也是大氣保溫效應的俗稱。 大氣能使太陽短波輻射到達地 面，但地表向外放出的長波熱 輻射線卻被大氣吸收，這樣就 使地表與低層大氣溫度增高， 因其作用類似于栽培農作物的溫室，故名溫室效應。如果大氣不存在這種效 應，那么，地表溫度將會下降約3℃或更多。反之，若溫室效應不斷加強， 全 球溫度也必將逐年持續升高。 溫室有兩個特點：溫度較室外高，不散熱。生活中我們可以見到的玻璃 育花房和蔬菜大棚就是典型的溫室。使用玻璃或透明塑料薄膜來做溫室，是 讓太陽光能夠直接照射進溫室，加熱室內空氣，而玻璃或透明塑料薄膜又可 以不讓室內的熱空氣向外散發，使室內的溫度保持高于外界的狀態，以提供 有利于植物快速生長的條件。 在地球大氣中，存在一些微量氣體，如二氧化碳、一氧化碳、水蒸氣、 甲烷、氟利昂等，它們也有類似于花房的功能，即讓太陽短波輻射自由通過 ， 同時強烈吸收地面和空氣放出的長波輻射(紅外線)，從而造成近地層增溫。 我們稱這些微量氣體為溫室氣體，稱它們的增溫作用為溫室效應。 自工業革命以來，人類向大氣中排入的二氧化碳等吸熱性強的溫室氣體 逐年增加，大氣的溫室效應也隨之增強，“溫室效應”或說全球變暖，造成 天 氣干旱或旱澇不均，使地面植物生長受影響，地面沙漠化加劇，沙塵暴頻繁 發生等一系列嚴重問題，引起了全世界各國的關注。 知識點 天文輻射 太陽輻射是地球表層能量的主要來源。太陽輻射在大氣上界的分布是由 地球的天文位置決定的，稱此為天文輻射。由天文輻射決定的氣候稱為天文 氣候。天文氣候反映了全球氣候的空間分布和時間變化的基本輪廓。除太陽 本身的變化外，天文輻射能量主要決定于日地距離、太陽高度角和晝長。 溫室效應產生的自然原因 溫室效應是指地球大氣層上的一種物理特性。假若沒有大氣層，地球表 面的平均溫度不會是現在合宜的15℃，而是十分低的-18℃。這溫度上的差 別是由于一些溫室氣體所導致，這些氣體吸收紅外線輻射而影響到地球整體 的能量平衡。在現實生活中，地面和大氣層在整體上吸收太陽輻射後能平衡 于釋放紅外線輻射到太空外。但受到溫室氣體的影響，大氣層吸收紅外線輻 射的分量多過它釋放到太空外的，這就使地球表面溫度上升，此過程可稱為 天然的溫室效應。 太陽向宇宙空間發射電磁波和粒子流，地球所接受到的太陽輻射能量僅 為太陽向宇宙空間放射的總輻射能量的1/20億，但卻是地球大氣運動的主要 能量源泉。 到達大氣上界的太陽輻射能量稱為天文太陽輻射量。在地球位于日地平 均距離處時，地球大氣上界垂直于太陽光線的單位面積在單位時間內所受到 的太陽輻射的全部總能量，稱為太陽常數。太陽常數的常用單位為瓦/平方 米。因觀測方法和技術不同，得到的太陽常數值不同。由于太陽輻射波長較 地面和大氣輻射波長(約3～120微米)小得多，所以，通常又稱太陽輻射為 短波輻射，稱地面和大氣輻射為長波輻射。太陽活動和日地距離的變化等會 引起地球大氣上界太陽輻射能量的變化。 太陽輻射通過大氣，一部分到達地面，稱為直接太陽輻射；另一部分被 大氣的分子、大氣中的微塵、水汽等吸收、散射和反射。被散射的太陽輻射 一部分返回宇宙空間，另一部分到達地面，到達地面的這部分稱為散射太陽 輻射。到達地面的散射太陽輻射和直接太陽輻射之和稱為總輻射。太陽輻射 通過大氣後，其強度和光譜能量分布都發生變化。到達地面的太陽輻射能量 比大氣上界小得多，在太陽光譜上能量分布在紫外光譜區幾乎絕跡，在可見 光譜區減少至40％，而在紅外光譜區增至60％。 太陽輻射是地球上的能量源泉，大氣中發生的一切現象和過程，都與大 氣輻射能及其轉化密切相關。太陽輻射要通過厚厚的大氣才能到達地面，這 樣太陽輻射在地球表面和大氣之間就進行著一系列的能量轉換，從而形成地 球表面復雜的大氣熱力狀況，維持著地球表面的熱量平衡。P1-4