生物医学工程论文:论温室效应及其应对策略

　　论温室效应及其应对策略
　　侯宇丹
　　广西桂林市环境监测中心站中心试验室广西桂林541001
　　摘要：由于世界人口的剧增和工业的迅猛发展而产生的温室效应日益成为全球最关注的环境问题之一。全球性气候变暖将导致海平面上升，对农业、林业、生态系统、人类健康等造成了深远的影响。世界各国政府应加强合作，共同面对危机。
　　关键词：温室效应；温室气体；应对策略；
　　前言
　　随着世界人口的激增、全球经济的迅猛发展，自然资源的大量消耗，带来了各种各样的环境问题。大量气象观测资料表明，近百年全球平均气温不断地在波动中逐步升高，全球变暖已成为当今世界最关注的环境问题之一。相对于水污染和土壤污染，温室效应对全球环境的影响是缓慢的，但是它将对全球生态环境甚至世界社会政治稳定产生深远的影响。
　　1温室效应
　　太阳辐射主要是短波辐射，而地面辐射和大气辐射则为长波辐射。大气层对长波辐射的吸收力较强，而对短波辐射的吸收力比较弱。
　　白天，太阳产生的短波幅射很容易穿过大气层，但在大气层中气体分子、尘埃和云层的吸收作用、散射作用和反射作用的共同影响，大约47％左右的太阳辐射能量被地球表面吸收，从而使地表温度不会升的太高。夜晚，地球表面以长波幅射的方式向外散发白天吸收的能量，大气层将吸收约75一95%的地表辐射能量，从中获取能量后再以逆幅射的形式把能量传给地球，以确保地表温度不会急剧下降。由此可见，大气层和地表这一系统就如同覆盖着玻璃的温室，可以保存一定的热量，从而形成地球上的平衡温度，大气层对地表的这种作用称为“温室效应”。“严格的说，这种在自然界早已存在的温室效应应称为‘自然温室效应’，而人类活动的加剧将会破坏地球上这种自然温室效应所建立起来的热平衡，引起全球气候变暖，称之为‘人为温室效应’，我们平时所说的温室效应主要是指后者。”[1]
　　导致温室效应的一大主因就是温室气体排放。从现有研究情况来看，温室气体主要有：二氧化碳、氟氯烃、甲烷、臭氧、一氧化二氮等。“它们对气候变化的贡献率如下:二氧化碳50%，氟氯烃20%，甲烷16%，对流层臭氧8%，一氧化二氮6%。由此看出前三种温室气体的贡献率很大，约为86%，并且主要是人为因素造成。”[2]
　　2温室效应产生的主要原因
　　2.1世界人口增长过快。
　　二氧化碳这种温室气体不仅是人们每天的生理活动所排放出来的代谢产物。而且随着世界人口的不断增长，需要不断想办法去拓展人类的生存空间、满足人类不断增长的粮食需求；同时随着人们消费水平的不断提高，对肉类食品的需求也不断攀高等等，自然会导致人类对森林草地的不断破坏，对树木的过度砍伐导致森林退化，“据统计，全球由于人类活动已损失约2.0×109hm2森林,以平均1hm2森林含碳量100t计,则损失储碳能力达200Gt。”[3]另一方面人口的增长导致用电量的不断增长，用电量的增长自然会导致消耗更多的煤炭，自然会使得产生更多的二氧化碳。
　　2.2工业的迅速发展。
　　“自工业革命以来，由于石化燃料燃烧，大气中的CO2浓度上升了约70/cm3•m-3。1995年全球CO2总排放量为220/亿t。”[4]其中发达国家排放约占80％。而且从世界现有的能源结构来看，人类将继续以石化燃料作为主要的能源。随着各国的竞相发展，对能源的需求将不断增长，大气中CO2的浓度也将不断升高。自上世纪五十年代工业化生产，随着氟氯烃在塑料行业、致冷行业及气溶胶喷雾器方面的广泛使用(全球年消耗量约100万吨)，它在大气中的含量也在不断增加。而煤炭、石油、天然气矿开采中的泄漏，城市垃圾和污水处理系统是甲烷重要的排放源。
　　3温室效应产生的主要危害
　　3.1全球性气候变暖
　　尽管科学家对地球是否正在变暖还存在争议，但对气候资料的分析和预测都表明，地球变暖的趋势正在加剧。温室效应是造成全球气候变暖的主要原因。这是科学家考察了近100年来二氧化碳排放量的增加与气温上升相关性而提出的。“联合国环境课题和世界气候组织参与的研究也表明，如果持续目前温室气体的排放趋势，则全球温度将以每10年0.3℃的速度增长，全球平均地面气温在大气层中CO2的含量倍增时将增加1.5一2.5℃。所有这些都说明，温室效应会影响大气温度上升已是毋容置疑的间题。”[5]当然，根据现代环境科学研究，对温室效应和全球候气变暖的相关程度，还在进一步探索。
　　3.2海平面上升
　　全球性气候变暖会引起冰川、冰盖部分消融以及海洋上层水温升高造成体积膨胀而致使海平面上升。如果海平面升高1m，直接受影响的土地约5×106km2，人口约10亿，耕地约占世界耕地总量的1/3。如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入，沿海海拔5m以下地区都将受到影响，这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2。大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化，不适于粮食生产。同时，当海水入侵后，会造成江河水位抬高，泥沙淤积加速，洪水威胁加剧，使江河下游的环境急剧恶化。
　　3.3农业生产环境的恶化
　　一年中温度和降水的分布是决定种植何种作物的主要因素，温度及由温度引起降水的变化将影响到粮食作物的产量和作物的分布类型。气候变暖会改变大气环流及大气含水量，从而改变正常的降水规律；气候变暖会使得害虫和病害较易蔓延，这就需要更多的农药治理。海平面上升会加剧沿海地带土壤盐渍化，淹没大量农田等等。总之，由于温室效应的加剧却会极大的恶化农作物生长的整体生态环境，从而在相当大的程度上削弱植物的生长和繁殖。
　　3.4自然环境恶化
　　气候变暖会改变大气降水格局，使世界降水量时空分布更加不均匀，早涝灾害和飓风、台风更加频策和严重。同时气候变化能改变一个地区不同物种的适应性并能改变生态系统内部不同种群的竞争力。自然界的动植物，尤其是植物群落，可能因无法适应全球变暖的速度而做适应性转移，从而惨遭厄运。由于气候变暖，导致蒸发增强，大片地区的土壤湿度将会降低，大片的草原将化为沙漠。
　　3.5对人类健康的影响
　　人类健康取决于良好的生态环境。极端高温将使得下世纪人类健康困扰变得更加频繁、更加普遍，主要体现为发病率和死亡率增加。温度升高会提供更多湿润环境造成蚊子大量繁殖，疟疾会更加流行。温湿条件还有利于细菌、霉菌等滋生，造成更多的食品污染或中毒，严重影响人类的身体健康。气候变暖而引起的夏季城市“热浪”也会造成更多人死亡。
　　4应对温室效应的主要策略
　　4.1提高能效或采用替代能源
　　目前世界的能源结构是以石油和煤炭为主，人类使用的石化燃料约占能源使用总量的90%，是温室气体排放的重要来源。提高能效或开发利用生物能、太阳能、水能、风能、核能等可显著减少CO2排放。能效的提高和替代能源的寻找都得依靠于科学技术的发展，这需要全球加强科学合作，共同开发，共同利用。，开发农村沼气、改进耕种方式，可减少秸杆、薪柴等物质的直接燃烧，沼肥施于农田可大大减少氮肥的使用量，从而减少CO2、N2O的排放。
　　4.2大力发展低碳经济
　　低碳经济是绿色经济的重要内涵，有助于缓解全球面临的温室气体减排压力和保护资源环境，其核心是强调低消耗、低排放、高产出的增长模式。它涵盖了从原料开采、加工、使用和消费的各个过程，特别是低碳技术的开发和应用、低碳产品的生产和消费，以及低碳能源的开发和利用。发展低碳经济“其关键在于构建一个社会体系，使得工业、行政、国民等社会的所有组成部门都认识到地球的有限性，拥有从大量生产、大量消费和大量废弃的社会中挣脱出来的意识，充分意识到通过推动节能、低碳能源的利用，推进3R以提高资源生产性等方式

来实现二氧化碳的最低排放。”[6]
　　4.3提高生物圈生产力
　　防止森林破坏和沙漠化可减少大气中温室气体。森林是吸取CO2的大气净化器，它把氧气放回到大气，而把碳固定在植物纤维质里；森林是抑制气候危机、推迟或扭转温室效应最有效的吸收源。倘若各国认真推动节制砍伐与森林再生计划，到了2050年，可能会使整个生物圈每年吸收相当于0.7gt碳量的二氧化碳。其结果得以降低7%左右的温室效应。“如恢复已损失森林面积的20%~30%,就完全可以解决全球大气CO2浓度增长的问题。”[7]
　　4.4加强政府行为与国际合作
　　可持续发展与全球气候变化密切相关，它所面对的自然资源、环境容量和人口增长等问题都是世界性的，它们包含技术、社会、经济和政治等方面的因素，并且它们存在着复杂的相互作用，因而需加强政府部门或国际组织的调控作用。目前各种世界性有关环境或气候的宣言、公约和会议等，都是政府行为和国际合作的具体体现。离开政府行为和国际合作的支持，不可能实现全球范围内温室效应的有序减缓。
　　5结语
　　由人类活动造成的大气层中温室气体浓度的急剧增加而产生的温室效应，已成为地球气候变暖的主因，气候变暖的危机感正笼革着全世界。随着科学技术的不断发展，人们对温室气体浓度变化与气候变化的相互关系会有更加清晰的认识，温室效应既是由环境破坏产生的后果，而其本身又是引起环境进一步破坏的原因。
　　参考文献：
　　[1][5]朱亦仁，朱敦如，潘碌亭.温室效应及其对全球大气环境的影响[J].阜阳师范学院学报(自然科学版)，1996，(4):13-16
　　[2]岳建芝.温室效应及其影响[J].资源节约和综合利用，2000，(3):10-12
　　[3][4][7]张峥等.温室效应及其生态影响综述[J].环境保护科学，2000，(6)：36-38
　　[6]李丽平，周国梅.日本建设低碳社会对我国的启示与政策建议[J].中国环境报，2009-10-14：