第 16 章。全球变暖
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1. 温室效应
2. 全球变暖
1.温室效应
⑴ 温室效应
① 无温室效应的大气温度： -6 ℃
②考虑温室效应的大气温度：15℃
③ 类别 1. 自然温室效应
④ 类别 2. 增强温室效应
⑵ 地球能量平衡
① 30%的太阳能量被反射
② 70%的太阳能量被吸收
③ 地球发射的能量约30%被大气吸收
⑶ 历史沿革
① Jean-Baptiste Fourier (1827) : 强调了大气和温室玻璃效应之间的相似性
② John Tyndall (1860) : 测量二氧化碳和水蒸气对红外辐射的吸收
③ Svante Arrhenius (1896) : 计算了温室气体浓度的影响（加倍时增加5-6℃）
④ G. S. Callendar (1940) : 估计化石燃料中二氧化碳的变暖效应
⑤ Roger Revelle & Hans Suess (1957) : 模拟二氧化碳的影响，开始测量
⑷ 光学窗口
①定义：不与大气相互作用的光的频率范围
图。 1. 光学窗口 [脚注：1]
② 太阳窗 : 被地球表面而不是大气吸收的光的频率范围
③ 大气窗口 : 未被大气吸收而向外发射的光的频率范围
⑸ 温室气体
① 通过分子振动储存能量
② 通过电子激发储存能量
③ 温室气体导致的地球变暖潜力
④ 影响程度 : 水蒸气 > 二氧化碳 > …
⑤ 二氧化碳增加造成的温室效应 ： 对数增加
○ 当前二氧化碳水平下的全球平均温度 : 15 ℃
○ 全球平均气温（二氧化碳浓度）较目前翻倍 : 15 + 1.2 ℃
○ 反馈： 15±2.5℃
⑥ 甲烷气体、氯氟烃 ： 干扰大气窗口，阻碍大气排放
⑦ 云彩效果
○ 高云 : 降低温度
○ 低云 : 升高温度
⑧ 火山活动 : 破坏地球表面的能量吸收 ⇔ 降低温度
2.全球变暖
⑴ 问题1. 海洋与温室效应
①厄尔尼诺现象（起源：男童）
图。 2. 厄尔尼诺现象[脚注：2]
西经 140° 对应太平洋中部
○ 第一第一。赤道附近信风减弱 ： 西太平洋气温下降，东太平洋气温上升
○ 第二第二。太平洋中部气温高于正常水平
○ 第三第。太平洋中部对流增强
○ 第 4。东太平洋降雨量增加，西太平洋降雨量减少
② 拉尼娜现象（起源：女童）
图。 3. 拉尼娜现象 [脚注：3]
西经 140° 对应太平洋中部
○ 第一第一。赤道附近信风增强
○ 第二第二。从东太平洋到西太平洋的洋流增强
○ 第三第。东太平洋秘鲁海岸附近寒冷的深海水上涌
○ 第 4。东太平洋气温下降，西太平洋气温上升
○ 第五th。西太平洋降雨量增加
③ 气温上升导致海洋中二氧化碳释放⑵ 问题2. 冰川与温室效应
① 冰川和海平面的热膨胀
○ 0℃左右 : 体积变化极小
○ 5℃左右 : 每1℃变化1/10,000
○ 25℃左右 : 每1℃变化3/10,000
○ 每 100 m 深度约变化 3 cm
○ 预计到21世纪末将上升约50厘米
○ 海平面上升效应 : 南极洲 > 格陵兰岛 > 大陆冰川
② 冰川变化导致的全球气候变化
○ 冰融化带来冰川崩塌的风险
⑶ 问题3. 臭氧层空洞
① 臭氧空洞主要出现在南极平流层，时间为9月至10月，即南极洲的立春时期
② 氯氟烃的作用
⑷ 问题4. 荒漠化
① 全球变暖等气候变化可能导致荒漠化
② 沙漠扩张导致地表反射率增加
⑸ 其他现象
① 供热需求减少
② 积极影响 ： 提高工厂生产力
③热带水果种植
④ 降雨异常： 通过青湖台等水库解决问题
⑤ 蚊子和热带疾病增加 ： 需要疾病控制
⑥ 夏季电力需求增加： 替代能源发电的需求
⑹ 全球变暖的证据
① 过去地球温度分析： 冰芯
② 夏威夷大气二氧化碳浓度
图。 4. 莫纳罗亚火山每小时大气二氧化碳浓度测量
⑺ 对全球变暖的反驳
① IPCC夸大结果的说法
② 米兰科维奇理论 ： 轴倾角、进动、距太阳的距离、太阳黑子等。
③ 全球气温变化周期性的断言
④ 声称人类对全球变暖的影响小于海洋和火山活动等自然影响
⑻ 气候变化协议的历史
① 1972 : 关于环境限制的讨论（联合国人类环境会议）
② 1977年：发现荒漠化进展
③ 1985 : 发现臭氧层空洞
○ “南极洲臭氧总量的大量损失揭示了季节性 ClOx/NOx 相互作用”（1985. 05. 16）
○ J.C.法曼、B.G.加德纳、J.D.尚克林
○ 在英国的一个小型研究站发现
○ 由于自我怀疑，5年犹豫是否发表结果
○“Nimbus 7卫星测量春季南极臭氧减少情况”
○ R. S. Stolarski、A. J. Krueger、M. R. Schoeberl、R. D. McPeters、P. A. Newman、J. C. Alpert (1986. 08. 28)
○ NASA验证了英国之前的研究
○ 由于专制偏见，未能识别气象数据处理算法的重大缺陷
④ 1992 : 减少二氧化碳排放和森林保护的里约协定
○ 正式标题 ： 联合国气候变化框架公约
⑤ 1997 : 京都议定书，减排目标至 2012 年
○ 京都议定书 : 里约协定修正案
○ 决心到2012年减排5%
○ 未完全实施，包括美国撤军
⑥ 2009 : 哥本哈根协议建议
⑦ 2015 : 碳排放权交易体系
○ 2015年在欧盟推出
○ 碳排放权： 排放温室气体（二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等）的权利
○ 系统问题
○ 工业活动成本导致经济衰退
○ 经济波动导致排污权价值下降
○ 超过一定减排阈值后难以取得效果
⑼ 现状
① 住宅供暖二氧化碳排放量占电力设施排放量的1/5
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输入： 2019.06.23 13:30
修改： 2020.10.01 20:11