温室气体不是全球气候变暖的主要因素.doc

埶#打学SUZHOUUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY二氧化碳不是全球变暖的主要原因课程名称：环境科学前沿学院：化学生物与材料工程专业名称：环境工程学生姓名：李白学号：1513091004指导老师：韦保仁温室气体不一定是全球气候变暖的主要原因摘要：本文通过IPCC的全球气候报告的内容分析和对温室气体的作用机制进行了研究，并收集了国内外的相关科学研究得出：全球气候变暖并不能完全归因于温室气体排放，应从自然和人类两者的相互作用着眼，科学分析，广泛调研，实事求是来破解全球气候难题1. 关键词：IPCC温室气体气溶胶冰期前言1.1 IPCC的全球气候评估针对全球气候变暖这一趋势的愈发明显，世界气象组织(WMO)和联合国环境规划署(UNEP)于1988年成立了政府间气候变化专门委员会(IntergovernmentalPanelonClimateChange,IPCC)，以全面评估全球气候变化的观测事实、原因、对自然和社会系统的潜在影响，以及人类可能采取的应对策略IPCC是一个政府间机构，它向UNEP和WMO所有成员国开放，它的作用是在全面、客观、公开和透明的基础上，对世界上有关全球气候变化的最好的现有科学、技术和社会经济信息进行评估。

[1]IPCC下设三个工作组第一工作组负责评估气候变化的自然科学基础，致力于回答全球变暖是怎样发生的，以及对未来气候变化的预估；第二工作组负责气候变化影响与对策研究；第三工作组主要进行气候变化影响的社会经济分析工作IPCC先后于1990年、1996年、2001、2007和2013年完成了5次评估报告现将历次报告内容简述于下：[2]IPCC在1990年发布了第一评估报告报告中主要说明了，在过去一百年间全球平均气温上升了0.3〜0.6°C；全球海平面上升了10〜20cm；温室气体(主要指二氧化碳)浓度从工业革命(1750〜1800年)的20mL・m-3上升到353mL•m-3第二次评估报告(SAR,1996)的一个重要的目的是为解释联合国气候变化框架公约第二条提供科学技术信息报告指出人类健康、陆地和水生生态系统和社会经济系统对气候变化的程度和速度是敏感的,其不利影响有一些是不可逆的,而又有一些影响是有利的,因此社会的各个不同部分会遇到不同的变化,其适应气候变化的需求也不一样同时提出了使大气温室气体浓度稳定的方法和可能措施2001年提出的第三次评估报告指出：(1) 近百年温度上升的范围是0.4°C〜0.8°C,比第二次评估报告中的值提高0.1°C,卫星和探空资料也证实了这种变暖的一致性。

2)综合了气候变化对自然和人类系统的影响及其脆弱性气候变化对河川径流的影响主要取决于未来的气候情景,特别是降水的预测结果3)提出了减缓措施和对策建议,特别是限制或减少温室气体排放和增加“汇”的对策;减缓行动的内容、规模和时间依赖于社会、经济与技术发展水平,温室气体排放水平和大气温室气体浓度稳定的可能水平等第四次全球气候评估在2007年发布［3］基于观测事实,通过综合分析,得到了一些新的重要结论:①太阳辐射变化对当代气候变暖的影响不是最重要的因素，②观测到的全球变暖与城市热岛效应关系不大,③人类活动是全球变暖的主要原因最新发布的第五次全球气候报告主要亮点有⑷：与AR4相比，AR5从多层面、多视角证实了近百年全球气候变暖的事实在海洋变暧、水循环变化、冰冻圈退缩、海平面上升以及极端气候事件变化等诸多方面，提供了人为因素导致气候变暖的新证据，进一步确认人类活动影响是造成世纪中叶以来气候变暧的主要原因(概率大于95%)采用CMIP5模式和RCP情景对未来气候变化的预估结果表明，温室气体浓度增加将加剧变暧，AR5明确指出全球采取应对、候变化行动的紧迫性1.2IPCC对全球气候归因问题的结论从1990年IPCC第1次评估报告发布，到2013年第5次评估报告，对全球气候变暖的归因研究均落于人类的活动，尤其是温室气体排放。

然而不论采用什么样的模拟研究方法都不可能真实反映地球的实际情况因此，许多科学家对IPCC的研究报告提出了质疑⑸Shakun等⑹认为温室气体浓度的上升加速了冰期向间冰期的转变当然，一旦温度上升，气温与C02之间正反馈作用必然加强，也不能认为温度上升完全依赖于C02变化这种观点，与过去的主流观点认为在更新世温度变化导致了C02变化是不同的综合来看，IPCC的历次调查结果无非归根到底认为全球气候变暖就是由于温室气体造成的，然而这种论调是否这么坚如磐石呢？接下来将一一说明2. 温室气体及其对气候的影响为深入了解全球气候变暖的原因是否如IPCC所指出的罪魁祸首-温室气体我们首先要了解什么是温室气体，以及它们的作用机制2.1什么是温室气体温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，主要包括水汽（H2O）、二氧化碳（CO2）、氧化亚氮（NQ）、氟利昂、甲烷（ch4）等这些温室气体浓度增加的主要来源是:CO2主要来自化石燃料使用和水泥生产，以及土地利用变化（如热带毁林）所导致的排放；ch4主要来自畜牧业、水稻田、湿地等排放；N2O主要产生于施肥等农业生产活动；CFCs则主要来自冰箱、空调等制冷剂的使用。

大气中主要的温室气体是水汽（H2O），水汽所产生的温室效应大约占整体温室效应的60%-70%，其次是二氧化碳（CO2）大约占了26%，其他的还有臭氧（3），甲烷（CH4），氧化亚氮（NQ）全氟碳化物（PFCs）、氢氟碳化物（HFCs）、含氯氟烃（HCFCs）及六氟化硫（SF6）等6由以上可知，IPCC着重强调的温室气体与我们人类的生活、生产息息相关;我们不可能因噎废食但是应该对可以通过人类共同努力而去控制的气体排放应该积极地去做比如，氟利昂等对臭氧层产生巨大破坏的有害气体诚然这些温室气体对人类环境产生了极大的破坏，但全球气温升高是一个综合的结果，其原因是多方面的，目前尚无法得知减少温室气体是否如IPCC所说能根本上解决全球变暖问题2.2 温室气体的作用机制地球上的所有生物都是太阳来提供能量太阳光照射到地球上有20%的能量被反射，只有50%不到被地表吸收；这部分能量被地球上的生物吸收一部分，另一部分辐射到大气中这时如果大气中温室气体含量过高会导致热量很难逸出大气层，而是反射到地面上，从而使得地球温度升高目前被广泛接受的认识是：太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射被大气中的温室气体如水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷、氧化亚氮等吸收，这些温室气体在大气吸收地面长波辐射的同时，也向所有方向发送辐射，包括向地球表面的辐射，从而使地球表面的温度能保持在15°C；如果大气层不存在，则地表平均温度为-18C,这就是温室气体对地面温度的调节作用，即“自然温室效应”。

工业革命以来，人类活动向大气中排放的CO2等温室气体浓度增加，导致大气吸收更多的长波辐射，从而使地面对流层系统温度升高，这就是“增强的温室效应”有以上分析可知，大气中增多吸收能量的物质会导致全球变暖，而水汽占温室气体比重最高，其对大气层的吸热能力影响最大高凤玲等［7］认为地表及大气温度升高所造成的对流层水浓度的增加，会使得对流层各处的向上出射长波通量减少，并在层顶处达到最大；而且对流层顶水汽含量的变化，对于出射长波通量的影响最为显著也就是说温度升高使得大气水汽比重增加，造成大气中温室气体增加，进而使得温度上升，如此恶性循环所以，过分强调二氧化碳的温室效应是不科学的全球温度上升是多方面的因素造成的，这是一个系统工程，应该系统的去解决就好比中医，人体出现的病症绝不是某一点出了问题，而是需要全身的调理，如此才能标本兼治3. 温室气体不一定是全球气候变暖的主因以上可知温室确实对全球气候变暖产生一定影响，但是存在诸多的位置因素使得无法确定造成这一结果的确定原因［8］，也并未如IPCC所强调的那样，接下来我们将进一步更全面的分析温度变化的深层次原因3.1自然因素对全球气候变暖的重要影响（1）太阳活动太阳辐射是地球表层一切物理、化学与生物过程的能源，因而也是气候形成重要的因子，太阳活动对地球温度起到直接的影响作用。

很早以前人们就发现太阳黑子现象与地球气候的变化有密切的联系科学上用太阳常数来表征太阳活动对地球气温变化的影响程度，是一个指标性物理量太阳常数是指垂直投射在刚处于地球大气层之外的单位面积上的太阳辐射能量，世界气象组织(WMO)1981年公布的太阳常数值是1368wm-2虽然太阳活动对地球温度的直接影响不是很大，但是由于现阶段科学家们还并没有完全研究清楚太阳黑子活动对地球的影响到底是什么，因此需采取谨慎的态度来看待这个问题2) 地球活动这里主要指地球的地质活动，包括地震、火山爆发和海啸等地球内部是一个充满温度很高的液态岩溶的热源热量自温度场中高温物体向低温物体传播因此，地球内部的热量会持续不断地向地球外部传播，进而影响地球大气圈层的温度变化经统计计算，地球内部巨大的热源总辐射传导功率为4.2X1013W每次火山活动，都会释放出大量的内部热量，这些热量可以极大地改变局部地区的气候条件由于太阳辐射和火山活动历史序列资料的不确定性,以及人们对气候系统如何响应太阳输出辐射变化的认识还很初步而IPCC在对地球活动对全球温度影响的研究也不够深入因此不能肯定二氧化碳就是温度升高的罪魁祸首3) 气溶胶的影响气溶胶是大气中的一种微小颗粒,主要由火山爆发所产生的火山灰、化石燃料排放所产生的SO2等大气污染物、生物质燃烧所释放的微粒等组成［9］。

气溶胶通过影响大气化学过程、辐射过程和云物理过程的变化而影响近地表辐射平衡和气温绝大部分气溶胶，如硫化物、生物质颗粒、化石燃料排放的有机碳、对流层中的气溶胶等因反射太阳辐射而对大气产生降温作用；但也有少量的，如化石燃料排放的黑炭(blackcarbon)却具有增温效果，而无机粉尘(mineraldust)的增降温机制不清此外，气溶胶通过影响水云并引起云反照率效应，产生间接的降温作用Ramanathan和Carmichael［10］指出：黑炭气溶胶可能是造成气候变暖的第二大根源，其作用仅次于CO2，所产生的直接辐射强迫可达0.9W/m-2,是同期CO2辐射强迫的55%目前对于气溶胶的温室效应影响的研究较多，但并没有获得统一的、值得信服的结论4）冰期与非冰期的作用短时间尺度（近百年）估算的气候敏感度并不适于估算更长时间尺度（万年）的气候变化研究人员估计现代气候敏感度时，主要考虑了各种大气过程的相互作用，而未考虑气候系统中其他一些可能的变化，如大陆冰盖、深层海洋、植被、大气成分等的变化目前对气候敏感度的估计是建立在假定这些成分无明显变化的基础上，但是在更长时间尺度上（万年以上），这种假定可能不成立有大量的证据表明存在两个典型的气候时段：中世纪暖期（900—1300年）及小冰期（1300—1900年）。

现在大多数科学家都同意，自然因素是这两个气候时段形成的原因一些研究表明，长时间尺度的气候系统敏感度可能比现代的估计值高50%（气温骤升或骤降）比如，在冰期－间冰期旋回中气候敏感度可能达到6°C[11总之，对IPCC的评估结果需采用谨慎的态度，不能将全球气温升高简单归因于温室气体，而应该全面客观的评估3.2人类活动对全球气候变暖的影响不容忽视人类的各种活动，诸如化石燃料的开采和使用，人口数量的剧增，大规模城市的形成，高楼的建立等等，都对地球的气候产生影响而这些影响并不是一个二氧化碳排放就说明清楚的，它背后涉及到很多社会历史因素，这些都对全球气候产生作用下面简单说明首先，我们需对IPCC测定数据的客观真实性产生质疑由于人类的气象观测，尤其是温度观测历史并不久远，加之气象观测站大多分布在。