书城科普低碳生活:为了我们的地球家园
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第1章 地球要降温(1)

地球得病了

浏览完了我国各地以及地球其他地方的可怕、怪异的天气后,如果仔细看,你会发现:“百年一遇”、“创有气象记录以来第一位”、“突破历史极值”,这些词语成了近年来常见的气候评价用语;强暴雨、强对流、高温、干旱、暴雪、强台风等都成为了高频率出现的词语。

为什么我们如今的怪异的气象纪录不断刷新,气象灾难越来越频繁,灾难性、怪异性气象一年比一年多呢?我们的地球到底怎么啦?

还是让我来告诉你吧:我们的地球“病”了,它正在发“高烧”。

你也许还在嘟嘴,还有疑惑:地球也会得“病”,它也会“发烧”?

不可思议吧,地球也会得“病”,它也会像人类得“病”一样“体温升高”。

在讲述地球也能得“病”前,我们先来讲述一下我们人体得病后为什么会“发烧”。

我们知道,我们人体受到细菌或病毒的入侵时,我们的身体免疫系统就会快速的调动起来,去和入侵的细菌或病毒作斗争,去消灭它们。免疫系统就是保护我们体内健康的“战士”,它们的职责就是“保体卫健”,让我们体内有一个相对稳定的环境,即维持体温37℃左右。在一般的情况下,我们体内的免疫系统能很轻松地应付前来入侵的细菌和病毒,因此我们一般也不会觉得身体有什么不适。可是当细菌或病毒大量入侵时,我们体内的免疫系统就得像接到战争命令一样动员起来。它们调动的速度就会加快。如何加快它们的速度呢?那就是我们的体内平衡失调,体温升高,血液循环加快,这就是我们通常所说的“发烧”。为了使我们的身体尽快处于平衡状态,这时我们就得借助外力,如吃药或打针,往体内注入消灭病菌的药物,帮助我们体内的免疫系统战胜病菌,使我们的身体调节恢复以往的平衡。速就是我们得病后之所以引发“高烧”的原因。

同理,地球也有一个类似于人体的相对平衡的温度调节系统,这个系统就是全球气候系统,它调节着地球表面的热量收支平衡。在它的宏观调节下,我们的地球表面的平均温度基本保持在15℃。(关于什么是全球气候系统,它如何调节地球的气温,我们在后面分析全球变暖的原因时再具体讲述。)

当全球气候系统里某一要素发生变化时,我们地球的热量收支平衡就会被破坏,这时地球就会像人体一样表现出得“病”了的症状。当然了,全球气候系统的失衡并不完全像人体,基本表现是“发烧”使体温升高,它也有可能使地球表面平均温度降低。可是,我们今天绝大多数资料显示,全球气候系统失衡导致了地球“发烧”,也就是地球地表的平均气温升高,超过了15℃。而且正是因为地球变暖了,地球上的种种可怕天气气候现象才越来越频繁,所造成的危险越来越大。

威胁人类生存的十大环境问题

联合国环境规划署提出了威胁人类生存的十大环境问题。

(1)土地退化和荒漠化

不合理的土地利用,森林植被的消失、草场的过度放牧、耕地过度开发、山地植被的破坏导致土地退化,土地出现荒漠化。目前,有110个国家的可耕地肥力在降低,每年有600万公顷的土地变成沙漠,900万公顷的牧区失去生产力。经济损失每年423亿美元。全球共有干旱、半干旱土地50亿公顷,其中33亿人遭到荒漠化威胁。20世纪80年代,严重干旱使非洲100万人饿死。

我国水土流失亦十分严重,每年流失的土壤总量达50多亿吨,每年流失的土壤养分为4000万吨标准化肥(相当于全国1年的化肥使用量)。自1949年以来,我国水土流失毁掉的耕地总量达4000万亩,这对我国的农业来说是极大的损失。

目前,我国荒漠化土地已占国土陆地总面积的27·3%,而且,荒漠化面积还以每年2460平方千米的速度增长。我国每年遭受的强沙尘暴天气由20世纪50年代的5次增加到了90年代的23次。土地沙化造成了一些地区的居民被迫迁移他乡。

(2)全球气候变化

由于人口的增加和人类生产活动的规模越来越大,1990—2010年,亚洲和太平洋地区的能源消费增加了1倍,拉丁美洲的能源消费增加了50%~77%。向大气释放的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氯氟碳化合物、********、一氧化碳等温室气体不断增加,导致大气的组成发生变化。据预测,到21世纪中叶,大气中的二氧化碳将是工业革命前的两倍。

20世纪七八十年代以来,全球气温增加了0·7℃左右,这是人类过去几千年、上万年所没有过的现象。科学家预言,人类如果不采取果断的和必要的措施,到2030—2050年,全球平均气温有可能再升高1·5~4·5℃。由于全球气候变暖,将会对全球产生各种不同的影响,较高的温度可使极地冰川融化,海平面每10年将升高6厘米,其严重后果:一是使地处低洼的沿海地带和岛屿葬身海底;二是使全球降水量重新分配,旱涝剧变,森林、湿地和极地冻土被破坏,直接威胁原有自然环境生态系统的正常循环,从而导致许多物种的锐减和灭绝;三是出现极端高温,常年不遇的旱灾、异乎寻常的热浪、肆虐的飓风和龙卷风将对人类和生物界造成巨大的灾难。由于沿海低洼地区被淹掉,还将造成人类历史上空前的环境难民。现在人类的60%,也就是33亿多人住在离海岸线100千米以内。我国虽然不是岛国,但却有着漫长的海岸线,而且我国的经济发达地区在沿海,如果出现上述情景,我们的损失也将是巨大的、惨重的。

(3)生物多样性减少

生物多样性“是指所有来源的形形色色的生物体,这些来源包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体;它包括物种内部、物种之间和生态系统的多样性”。在漫长的生物进化过程中会产生一些新的物种,同时,随着生态环境条件的变化,也!会使一些物种消失。所以说,生物多样性是在不断变化的。近百年来,由于人口的急剧增加和人类对资源的不合理开发,加之环境污染等原因,地球上的各种生物及其生态系统受到了极大的冲击,生物多样性也受到了很大的损害。

有学者估计,在过去的6亿年中,每年灭绝的生物只有几种,而目前每天约灭绝50个物种。在我国,由于人口增长和经济发展的压力,对生物资源的不合理利用和破坏,生物多样性所遭受的损失也非常严重,大约有200个物种已经灭绝;估计约有5000种植物在近年内已处于濒危状态,这些约占中国高等植物总数的20%;大约还有398种脊椎动物也处在濒危状态,约占中国脊椎动物总数的7·7%。

因此,保护和拯救生物多样性以及这些生物赖以生存的生活环境,同样是摆在我们面前的重要任务。

(4)森林锐减

在今天的地球上,我们的绿色屏障——森林正以平均每年4000平方千米的速度消失。森林锐减带来的各种危害已经越来越频繁地显现出来:涵养水源功能破坏,物种减少,水土流失,二氧化碳吸收减少导致温室效应。

针叶树是森林采伐的首选对象。大兴安岭、长白山地区和西南横断山区这3片我国最大的针叶林区70%的天然林已被采伐,各种阔叶树林也所剩不多。森林破坏最明显的直接后果是引起环境的剧烈改变,原来适应于阴湿森林环境中的一些物种如苔藓、蕨类以及多种无脊椎动物等首先受到威胁,许多高等植物和脊椎动物也趋于消失。

(5)淡水资源短缺与水质污染

全球人均水资源总量虽然丰富,但可获得的水资源却不足。目前,人均水资源量不到2000立方米的国家有40个,人口比例占12%,这还不包括像中国这样地区性缺水严重的国家。根据估计,从21世纪开始,世界上将有l/4的地方长期缺水。

工业和城市生活污水处理不当,使河流、湖泊、地下水受到严重污染,进一步加剧了水资源的短缺程度。在发展中国家,有80%~90%的疾病与1/3的死亡都与受细菌或化学污染的水有关。现在,每天有2·5万人死于水污染的疾病。在农业开发程度较高的国家,由于过度使用农药和化肥,地表水和地下水都受到了严重的污染。

(6)化学污染

大工业带来的数百万种化合物存在于空气、土壤、水、植物和人体中,作为地球上最后的大型天然系统的冰盖也受到了污染。有机化合物、重金属、有毒产品等通过各种方式进入到人的食物链中,威胁到人类的健康,引发癌症,最终影响人类的生存。

目前还存在危险性废物越境转移的情况。危险性废物是指除放射性废物以外,具有化学活性或毒性、爆炸性、腐蚀性和其他对人类生存环境存在有害特性的废物,因其数量和浓度较高,可能造成或导致人类死亡率上升,或引起严重的难以治愈的疾病。

(7)城市无序扩大

1987年7月11日,世界人口突破了50亿大关,这意味着人类所面临的粮食、能源、水资源和环境等问题更加严峻;人口爆炸、土地荒漠化、贫穷,所有这些因素促使发展中国家数以百万的农民离开农村,聚集于大城市。大城市的无秩序的扩大损害了人类的生存环境。由于临时居住地的废水和垃圾很少得到处理,使城市及周边环境遭到了严重的破坏,无限制的城市化应当被看做是文明的新弊端。近年来越来越受到人们关注的“垃圾围城”问题突出反映了城市无序扩大、污染处置能力不足带来的各种问题。

(8)过度开发海洋和海洋污染,渔业资源锐藏

海洋是生命之源。海洋的财富并不是取之不尽,用之不竭的,它比人们想象的要脆弱得多。由于过度捕捞,海洋的渔业资源正在以令人可怕的速度减少。

人类活动使近海区海水中的氮和磷增加50%~200%;过量营养物导致沿海藻类大量生长;出现赤潮,破坏了红树林、珊瑚礁和海草,使近海鱼虾锐减,渔业损失惨重。存在于鱼肉中的重金属和有机磷化合物等物质有可能给食鱼者的健康带来严重的影响。

(9)大气污染,酸雨蔓延

大气污染的主要因子为悬浮颗粒物、一氧化碳、臭氧、二氧化碳、氮氧化物、铅等。大气污染导致每年有30万~70万人因烟尘污染提前死亡,400万~700万的农村妇女儿童受害。

为了改善排放地区的环境空气质量,许多国家采取高烟囱排放的方法,使大气污染物远距离输送,越界进入邻国。大量进入大气的二氧化碳和氮氧化物经过传输、转化和沉降,形成酸雨。酸雨是指大气降水中酸碱度(pH值)低于5·6的雨、雪或其他形式的降水。酸雨降落到河流、湖泊中,会使鱼虾减少或绝迹;酸雨还导致土壤酸化,使土壤贫瘠,危害农作物,危害森林。

(10)臭氧层损耗

在离地球表面10~50千米的大气平流层中集中了地球上90%的臭氧气体,在离地面25千米处臭氧浓度最大,形成了臭氧集中层,称为臭氧层。它能吸收太阳的紫外线,以保护地球上的生命免遭过量紫外线的伤害,并将能量贮存在上层大气,起到调节气候的作用。臭氧层是很脆弱的,如果进入一些破坏臭氧的气体,它们就会和臭氧发生化学作用,臭氧层就会遭到破坏。

温室效应及其影响

(1)什么是温室效应?

温室是指用玻璃盖成的小屋或用塑料膜覆盖的大棚,用来种植花草或蔬菜等农作物。太阳光透过玻璃和塑料膜照射到室内,使室内的温度升高,而屋顶和墙壁又能防止热量散失,使花草和农作物在冬季和夜晚不会被冻伤。这种用温室来达到保温的效果,就是“温室效应”,也叫“花房效应”。

地球大气层也有温室效应这样一种物理特性。在晴朗日子,太阳短波辐射透过大气被地表所吸收,地表升温后发射的长波辐射大部分被大气吸收,还有一小部分由大气以长波形式再发射回地面。这样,由于大气的存在,地表得到的热量多,散失的热量少,温度便会升高。大气的这种增强向地表辐射的作用与温室玻璃屋顶和四壁的作用有相似之处,故称地球温室效应。

大气中,能造成温室效应的气体称为温室气体,它们可以让太阳短波辐射自由通过,同时又能吸收地表发出的长波辐射。这些气体既包括大气层中原来就有的水蒸气、二氧化碳、氮的各种氧化物,也包括近几十年来人类活动排放的氯氟甲烷、氯氟化碳、臭氧和氟利昂等。应该指出,大气中少量温室气体的存在和恰到好处的温室效应,对人类是有益的。要是没有温室气体,近地层平均气温要比现在下降33℃,地球会变成一个寒冷的星球。

但是近100年来,由于人类活动释放出大量的温室气体,打破了自然界的平衡,加强了地球的温室效应,使全球急剧变暖,由此给全球环境带来许多负面影响。目前,温室效应的增强已成为影响环境的全球性问题。

(2)温室效应带来的后果。

近100年来全球的气候正在逐渐变暖,与此同时,大气中的温室气体的含量也在急剧地增加。许多科学家都认为,温室气体的大量排放所造成温室效应的加剧可能是全球变暖的基本原因。气象观测记录表明,过去100年中,全球的平均气温升高了0·3~0·65℃。利用复杂的气候模式,有专家估计全球的地面平均气温会在2100年上升1·4~5·8℃。而在过去的10000年中,根据南极冰芯钻探推测全球平均气温的变化幅度都不曾超过2℃。事实上,地球是个极其敏感的生态系统,平均气温的任何微小变化都会对人类的生存环境产生剧烈的影响。

温室效应加剧将在全球范围内对气候、海平面、农业、林业、生态平衡和人类健康等方面产生巨大的影响。全球气候变暖会使冰川融化、海平面升高,侵蚀沿海陆地,引起海水沿河道倒灌。据卫星观测,在过去的100年内,全球海平面平均上升了10—25厘米,并且还在不断上升。海平面升高的后果是极其严重的,它将直接威胁到沿海国家以及30多个海岛国家的生存和发展。联合国的专家小组经电脑模拟试验后曾得出这样的结论,当2050年全球海平面升高30~50厘米时,世界各地海岸线的70%、美国海岸线的90%将被海水淹没。美国环保专家的预测更令人担忧,再过50~70年,巴基斯坦国土的1/5、尼罗河三角洲的1/3以及印度洋上的整个马尔代夫共和国,都将因海平面升高而被淹没;东京、大阪、曼谷、威尼斯、彼得堡和阿姆斯特丹等许多沿海城市也将完全或局部被淹没。