溫室效應(yīng)——

人類(lèi)面臨的嚴(yán)重挑戰(zhàn)全球環(huán)境狀況聯(lián)合國(guó)最新公布的研究結(jié)果顯示，在過(guò)去30年中，雖然國(guó)際社會(huì)在環(huán)保領(lǐng)域取得了一定成績(jī)，但全球整體環(huán)境狀況持續(xù)惡化。國(guó)際社會(huì)普遍認(rèn)為，貧困和過(guò)度消費(fèi)導(dǎo)致人類(lèi)無(wú)節(jié)制地開(kāi)發(fā)和破壞自然資源，這是造成環(huán)境惡化的罪魁禍?zhǔn)?。全球環(huán)境狀況世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境是不協(xié)調(diào)的，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)給環(huán)境造成了巨大的壓力，對(duì)發(fā)展中國(guó)家這種情況尤為突出。全球環(huán)境狀況全球環(huán)境惡化主要表現(xiàn)在大氣和江海污染加劇、大面積土地退化、森林面積急劇減少、淡水資源日益短缺、大氣層臭氧空洞擴(kuò)大、生物多樣化受到威脅等多方面，同時(shí)溫室氣體的過(guò)量排放導(dǎo)致全球氣候變暖，使自然災(zāi)害發(fā)生的頻率和烈度大幅增加。算一算地球一天的污染帳地球上城市居民約有70%（15億人）呼吸受污染的空氣，每天至少有800人因此過(guò)早死亡。每天有1.5萬(wàn)人死于飲用污染的水，其中大部分是兒童。工業(yè)、各種噴霧罐、冰箱、空調(diào)機(jī)等每天把1500多噸氯氟烴排入大氣層，它們是造成臭氧層空洞的罪魁禍?zhǔn)?。算一算地球一天的污染帳每天進(jìn)入大氣層的二氧化碳為5600萬(wàn)噸，“溫室效應(yīng)”與此有關(guān)。每天有5.5萬(wàn)公頃森林被毀，161

平方公里土地荒漠化。每天有14萬(wàn)輛新汽車(chē)駛上公路，各國(guó)400多座核電站產(chǎn)生26噸核廢料，還有1.2萬(wàn)桶石油瀉入海洋。

1999年的臭氧空洞是有史以來(lái)觀測(cè)到的最大一次，達(dá)到2600萬(wàn)平方公里的面積。天空正在塌陷全球正在變暖海平面上升與陸地淹沒(méi)；

氣候帶的移動(dòng)；

颶風(fēng)的加??；

植被的遷徙與物種滅絕；

洋流的變化與厄爾尼諾；

雨型的改變；地球森林覆蓋量正在減少大氣環(huán)境的三大問(wèn)題80年代中期在南極上空發(fā)現(xiàn)了臭氧空洞，它與地球變暖及所謂溫室效應(yīng)和酸雨沉降問(wèn)題構(gòu)成全球性大氣環(huán)境問(wèn)題，明顯地危及全人類(lèi)的生存和繁衍，引起了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注，使當(dāng)今的世界環(huán)境問(wèn)題具有明顯的時(shí)代特征。大氣環(huán)境的三大問(wèn)題聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署日前發(fā)布的《全球環(huán)境展望》報(bào)告指出，消除貧困、發(fā)達(dá)國(guó)家改變消費(fèi)方式、加強(qiáng)環(huán)境管理、增加環(huán)保投資以及減免發(fā)展中國(guó)家的債務(wù)是遏制全球環(huán)境惡化趨勢(shì)的先決條件。我國(guó)的環(huán)境現(xiàn)狀世界十大嚴(yán)重污染城市中國(guó)占：個(gè)7嚴(yán)重局面!因二氧化硫排放每年經(jīng)濟(jì)損失1126億元(世界銀行統(tǒng)計(jì)超過(guò)5000億元)占全國(guó)排放比例：燃煤污染物SO2－85%CO2－85%NOx－60%粉塵－70%污染現(xiàn)狀1998年我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況1998年，在全國(guó)322個(gè)環(huán)境統(tǒng)計(jì)的城市中,空氣質(zhì)量達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占27.6%；處于國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占28.9%；超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)屬于嚴(yán)重污染型城市的占43.5%。在國(guó)內(nèi)47個(gè)重點(diǎn)城市中，空氣污染最為嚴(yán)重的十大城市，依次為太原、北京、烏魯木齊、蘭州、重慶、濟(jì)南、石家莊、青島、廣州、沈陽(yáng)。1998年我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況據(jù)1998年國(guó)際衛(wèi)生組織公布的一項(xiàng)報(bào)告表明，全球空氣污染嚴(yán)重的城市依此是：太原、米蘭、北京、烏魯木齊、墨西哥城、蘭州、重慶、濟(jì)南、石家莊、德黑蘭。十個(gè)污染嚴(yán)重的城市中我國(guó)占了7個(gè)，北京名列第三，蘭州名列第六。2000年我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況2000年統(tǒng)計(jì)的338個(gè)城市中，36.5%的城市達(dá)到國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，63.5%的城市超過(guò)國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中超過(guò)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的有112個(gè)城市，占監(jiān)測(cè)城市的33.1%。城市空氣質(zhì)量總體上比1998年度好轉(zhuǎn)，達(dá)標(biāo)城市比例上升，超過(guò)三級(jí)的城市比例下降。2000年我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況47個(gè)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)城市中，27個(gè)城市空氣質(zhì)量達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，7個(gè)城市空氣質(zhì)量為三級(jí)，13個(gè)城市空氣質(zhì)量超過(guò)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2000年與1995年

廢氣中主要污染物排放狀況對(duì)比單位（萬(wàn)噸）

2002年我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況2002年，全國(guó)471個(gè)城市中，有209個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占統(tǒng)計(jì)城市的44.37%，比2001年的33.43%增加11個(gè)百分點(diǎn)；比1998年的27.64%增加了16.7個(gè)百分點(diǎn)。2002年地級(jí)以上城市達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占32.8%，比2001年的33.4%，略有下降。2002年我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況2002年城市空氣中二氧化硫平均濃度比2001年降低9.6%，比1998年降低了17.5%；2002年總懸浮顆粒物濃度比2001年和1998年分別下降了6.6%和10.5%。2002年我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況城市空氣質(zhì)量惡化的趨勢(shì)得到遏制，但空氣污染程度仍然嚴(yán)重，尤其是人口超過(guò)百萬(wàn)的特大城市污染較為嚴(yán)重。顆粒物是影響城市空氣質(zhì)量的首要污染物，53.5%的城市顆粒物濃度未達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。一九九八~二零零二年城市空氣質(zhì)量狀況

城市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況對(duì)比

城市空氣中主要污染物濃度變化趨勢(shì)

重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況2002年全國(guó)47個(gè)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)城市中，有17個(gè)城市空氣質(zhì)量達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，比1998年的12個(gè)城市增加5個(gè)，比2000年的27個(gè)減少了10個(gè)；2002年劣三級(jí)的城市有11個(gè)，比1998年的20個(gè)減少了9個(gè)，比2000年的13個(gè)減少了2個(gè)。

大氣SO2濃度最高的城市狀況

中日兩國(guó)部分城市SO2濃度比較1998年全國(guó)降水PH等值線圖年萬(wàn)噸SO2我國(guó)SO2可能排放情況的預(yù)測(cè)我們的地球 地球已有45億年的歷史。 在其形成初期，地球被氫氣層包裹著，隨后氫氣消散，氣層充滿氦氣和二氧化碳等氣體，非常類(lèi)似于今天觀測(cè)到的金星大氣和火星大氣。我們的地球大約38億年前，藻類(lèi)及以后進(jìn)化出現(xiàn)的各種植物，通過(guò)光合作用，逐漸改變了大氣成分，使大氣中的二氧化碳?xì)怏w降低到目的濃度，約占大氣總含量的0.03％左右，而氧氣則增加到20％左右。地球環(huán)境才逐漸變得適合生命的產(chǎn)生和生存。我們的地球

太陽(yáng)系中，在已知的其它行星上還未發(fā)現(xiàn)生命的存在，地球是唯一的。我們的地球大約50億年前，當(dāng)金星逃離太陽(yáng)的時(shí)候，它與地球的大小和組成基本相同。今天，地球是一個(gè)藍(lán)色的海洋世界，并具有富含氧氣的大氣層和豐富的生命物資，而金星卻是一個(gè)無(wú)生命的世界，十分干燥的巖石被濃密的酸雨云籠罩著，表面熱得足以將鉛融化。這是由于金星被二氧化碳所籠罩。我們的地球最近幾十年來(lái)，地球日益變暖。地球?yàn)槭裁磿?huì)變暖？這是由于人類(lèi)大量使用能源而放出的熱量使地球變暖的嗎？我們的地球人類(lèi)一年使用的全部能源＝80億t石油＝331016kJ如果把這些熱量全部用于加熱海洋，僅僅可以使海水溫度上升610-5℃，即加熱一萬(wàn)年，海水溫度也只上升到1℃。地球變暖的原因到底是什么？人類(lèi)使用能源一天所放出的熱量＝0.11016kJ；地球一天從太陽(yáng)獲得的熱量＝15001016kJ.地球變暖的原因到底是什么？太陽(yáng)射向地球的光約1/3被云層、冰粒和空氣分子反射回去；約25％穿過(guò)大氣層時(shí)暫時(shí)被大氣吸收起到增溫作用，但以后又返回到太空；其余的大約37％則被地球表面吸收。這些被吸收的太陽(yáng)輻射能大部分在晚間又重新發(fā)射到天空。地球變暖的原因到底是什么？如果這部分熱量遇到了阻礙，不能全部被反射出去，地球表面的溫度就會(huì)增加。單原子氣體和空氣、氫氣、氧氣、氮?dú)獾确肿咏Y(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的雙原子氣體實(shí)際上并無(wú)發(fā)射和吸收輻射能的能力。它們可以看作是熱輻射的透明體。二氧化碳、水蒸汽、二氧化硫、甲烷、氟利昂（制冷劑）等三原子和多原子氣體則有相當(dāng)?shù)妮椛浜臀漳芰?。氣體對(duì)包括太陽(yáng)的各種熱輻射的特性上述氣體的輻射和吸收具有明顯的選擇性，即它們對(duì)某些波長(zhǎng)段有吸收和輻射能力，對(duì)該波長(zhǎng)段以外的則不吸收。（見(jiàn)圖1－某些氣體的吸收波段）氣體對(duì)包括太陽(yáng)的各種熱輻射的特性圖1某些氣體的吸收波段氣體對(duì)包括太陽(yáng)的各種熱輻射的特性 太陽(yáng)表面溫度約為6000K，輻射的最強(qiáng)波段為可見(jiàn)光部分，地球表面溫度為288K，地表輻射波段為紅外部分。從太陽(yáng)發(fā)射出來(lái)的可見(jiàn)光（短波輻射）被地球吸收并變成低溫后，向宇宙空間發(fā)射的是長(zhǎng)波的紅外線。CO2不吸收短波，只吸收長(zhǎng)波，于是，地球表面吸收的太陽(yáng)輻射就散不出去，從而使地表溫度升高，地球變暖。象CO2這類(lèi)會(huì)使地球變暖的氣體就稱(chēng)為溫室氣體（包括水蒸汽、SO2、甲烷、氟利昂等）。氣體對(duì)包括太陽(yáng)的各種熱輻射的特性溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)溫室氣體的來(lái)源

主要溫室氣體含量與來(lái)源結(jié)論由于人類(lèi)大量使用化石燃料，其排放出的CO2等溫室氣體對(duì)輻射的選擇性和吸收特性是使地球變暖的主要原因。全球氣候變化工業(yè)化時(shí)代開(kāi)始以來(lái)，僅僅約200年的時(shí)間，人類(lèi)的活動(dòng)已使上層大氣發(fā)生變化。全球氣候變化在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里，由于燃燒化石燃料（石油、天然氣、煤）和砍伐森林，CO2含量已經(jīng)增加了25％；大氣中N2O也增加了1/3，它主要來(lái)自化石燃料的燃燒以及肥料脫氮和破壞森林所釋放的污染物質(zhì)；全球氣候變化甲烷在上層大氣中的含量也已增加了1倍，這主要由于油氣井的噴發(fā)，而森林和原野轉(zhuǎn)變成牧場(chǎng)和耕地，以及海洋捕撈活動(dòng)中產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物腐爛也起著作用。全球氣候變化20世紀(jì)要比19世紀(jì)的溫度平均高1℃。

溫度升高1℃，就必然會(huì)加熱大量的海水和空氣。從最近一次冰河期到現(xiàn)在，經(jīng)過(guò)18000年地球才升高9℉（5℃），大約每千年平均升高半度。地球過(guò)去升溫最快的時(shí)候也只是每千年3.6℉（2℃）。全球氣候變化

但近代，僅在一個(gè)世紀(jì)里就升高1℃，實(shí)際上是加快了升溫的速度，比平均數(shù)快了20倍。全球氣候變化

地球變暖實(shí)際上是一種典型的全球性問(wèn)題。全球變暖既可能帶來(lái)對(duì)人類(lèi)有利的影響，也可能帶來(lái)不利的后果。全球氣候變化目前，人們還無(wú)法定量地確定出全球變暖的前景及其影響，但地球氣候變暖帶來(lái)的南、北極冰山融化，海平面升高，全世界最發(fā)達(dá)的沿海陸地的淹沒(méi)所造成的災(zāi)害性的后果，將是無(wú)可置疑的。此外海平面升高還會(huì)使鹽水向河流倒灌，侵蝕河流使土地鹽堿化。海平面升高

Globalairtemperature

一百年間的海平面水位變化

海平面上升可能受到影響的地域圖4一百年間的海平面水位變化圖5海平面上升可能受到影響的地域全球氣候變化

全球CO2濃度變化及全球氣候變化的預(yù)測(cè)是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，是全世界各國(guó)科學(xué)家研究的重點(diǎn)課題。圖6全球氣候變化的計(jì)算流程圖全球氣候變化

目前至少已有幾十個(gè)研究報(bào)告給出了這方面的結(jié)果。經(jīng)管不同模式的計(jì)算結(jié)果不盡相同，但CO2濃度倍增會(huì)導(dǎo)致全球氣候的變暖這個(gè)趨勢(shì)還是一致的。CO2與全球變暖預(yù)測(cè)結(jié)果

10年內(nèi)，全球表面平均氣溫將上升

0.3K（0.2～0.5K），海平面將上升

6cm（3～10cm）。一旦CO2濃度增加到2倍，全球表面平均氣溫將上升1.5～4.5℃。

各國(guó)CO2的排放預(yù)測(cè)氣候變化對(duì)環(huán)境的影響地球表面變暖，在遠(yuǎn)離赤道的地方變化最顯著。雖然某些地區(qū)由于蒸發(fā)迅速和風(fēng)型改變會(huì)變得更干燥，但全球降雨量增加。沿海岸的亞熱帶出現(xiàn)更潮濕的季風(fēng)。在高海拔和高緯度地區(qū)更頻繁地出現(xiàn)更大的風(fēng)雪。在內(nèi)地，大陸中部地區(qū)出現(xiàn)較早的雪融和潮濕的春季，夏季漫長(zhǎng)且來(lái)得早，干旱更加頻繁。氣候變化對(duì)環(huán)境的影響在高緯度地區(qū)，農(nóng)業(yè)條件會(huì)更好些。由于海水的邊界向北移動(dòng)，因此海洋冰量減少。沿海海平面每世紀(jì)上升幾英尺。颶風(fēng)更頻繁、更強(qiáng)大，并向高緯度地區(qū)擴(kuò)展。森林火災(zāi)更頻繁、更嚴(yán)重。大量物種迅速滅絕。由于氣候的原因，人口死亡率增加。全球的碳循環(huán)碳循環(huán)碳是一切有機(jī)物的最重要和最主要的成分之一。地球上碳的主要賦存場(chǎng)所是大氣、土壤、生物體、海水、化石燃料（石油、天然氣、煤等），CO2是上述各個(gè)碳庫(kù)之間進(jìn)行碳的輸送和循環(huán)的主要形式。碳循環(huán)

作為生物主體的耗氧生物，通過(guò)呼吸作用將食物中的碳變成CO2

呼出體外，進(jìn)入大氣，而生物就以這種方式獲得生命活動(dòng)所需的能量。碳循環(huán)生物死亡后，體內(nèi)的一部分碳被微生物分解，仍以CO2的形式進(jìn)入大氣、土壤和海水，另一部分則保存下來(lái)，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的地質(zhì)過(guò)程變成化石燃料。化石燃料的一部分被人類(lèi)發(fā)掘利用，氧化、燃燒后生成CO2又進(jìn)入大氣。如此往復(fù)，形成全球的碳循環(huán)。碳循環(huán)自然界每年的碳循環(huán)數(shù)量是相當(dāng)可觀的，約占大氣總碳量的1/4，其中的一半是與陸地生物群落交換，另一半則通過(guò)物理和化學(xué)過(guò)程穿過(guò)海洋表面。碳循環(huán)陸地和海洋含碳量遠(yuǎn)大于大氣中的含碳量，它們很小的變化就會(huì)對(duì)大氣中CO2濃度產(chǎn)生很大影響。例如，存儲(chǔ)于海洋中的碳只要釋放2％，就將使大氣中的CO2含量增加1倍。碳循環(huán)森林是地球上最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，是全球碳循環(huán)的重要組成部分。全球森林植被和土壤中儲(chǔ)存的碳，低緯度森林占37％，中緯度森林占14％，高緯度森林占49％。碳循環(huán)

人類(lèi)活動(dòng)對(duì)陸地碳循環(huán)有很大的影響。海洋占地球表面積約71％，是一個(gè)巨大的碳存儲(chǔ)庫(kù)，每年有20～30億t碳以CO2的形式進(jìn)入海洋。人類(lèi)活動(dòng)造成的碳流向（億t）我國(guó)對(duì)碳循環(huán)的研究長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)對(duì)碳循環(huán)進(jìn)行了深入研究，取得了豐碩成果。圖4我國(guó)有機(jī)碳儲(chǔ)量的空間分布圖5中國(guó)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)的遙感信息源圖6中國(guó)土地利用圖圖7中國(guó)森林及農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的碳分布圖8中國(guó)的森林覆蓋圖圖10中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究網(wǎng)絡(luò)圖111990～2000我國(guó)土地利用

變化類(lèi)型與動(dòng)態(tài)度中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究

網(wǎng)絡(luò)及碳通量觀測(cè)站點(diǎn)分布遙感同步觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備碳通量觀測(cè)設(shè)備及觀測(cè)塔結(jié)論

維持全球碳平衡是保持全球生態(tài)平衡、使社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。能源利用和CO2排放能源利用和CO2排放化石燃料的燃燒（約占CO2排放總量70％）和地球植被的破壞是CO2濃度增加的主要原因，能源工業(yè)同時(shí)也是甲烷氣體的一個(gè)重要的產(chǎn)生源（約占總量的20％）。能源利用和CO2排放與化石燃料相關(guān)的產(chǎn)業(yè)（包括原煤開(kāi)采、石油和天然氣及輸氣管道系統(tǒng)在傳輸時(shí)的泄漏）是溫室氣體增加的重要原因。能源利用和CO2排放據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在全球每年因燃煤而產(chǎn)生的CO2就高達(dá)60億t。因此，能源產(chǎn)業(yè)成為減少溫室氣體排放行動(dòng)的焦點(diǎn)。圖1各類(lèi)化石燃料所排放的CO2各類(lèi)化石燃料所排放的CO2各種發(fā)電方式下每千瓦·時(shí)排放

CO2折合碳單位（g）結(jié)論能源利用中排放的CO2是造