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地球“收支”不平衡
（2005年05月28日 11:01:54）
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地球“收支”不平衡 |
全球氣候為什麼會變暖？簡而言之，是地球能量的“收支平衡”遭到了破壞。
作為太陽系的行星之一，地球總是在不斷地接收來自太陽的能量，其中一部分能量為陸地、海洋和大氣所吸收，另一部分能量則被反射到太空中去了。這個過程就叫地球能量的“收支平衡”。在影響地球能量收支平衡的諸多因素中，最重要的因素是“溫室效應”。
什麼是“溫室效應”？玻璃花房在牆體的保護下室內溫度要高于室外溫度。地球的大氣也像玻璃牆體一樣部分地鎖定從地球表層反射而出的能量。可以說正是由于地球大氣的存在，地球的氣溫才得以維持生命體普遍能適應的溫度——平均為15攝氏度。假如沒有地球大氣，那麼地球的平均溫度可能保持在零下18攝氏度。那些保護地球適宜溫度的氣體被稱為“溫室氣體”。
那麼“溫室氣體”包括哪些？地球大氣的構成主體是氧氣和氫氣，它們在大氣中的含量高達99％（其中氧氣約佔21％，氮氣則佔78％左右）。盡管它們在若干維持地球生命活動的過程中發揮著舉足輕重的作用，但它們對氣候變化卻幾乎沒有直接影響。真正能夠引發地球風雲變幻的只是大氣剩余1％份額里的其他氣體︰二氧化碳、甲烷、臭氧、水蒸氣及鹵烴等。別看這些氣體在大氣中所佔比重不大，它們卻能夠對氣候變化產生巨大影響。其中最主要的是二氧化碳。事實證明，正是由于大氣中的二氧化碳及其他溫室氣體的含量顯著增加，溫室效應的效果才隨之增強並最終導致全球變暖。
溫室效應本身無可非議，許多溫室氣體都是自然而然產生的，但人類的活動加大了它們在大氣中的原有比重。專家估計，自工業革命開始以來，由于大量化石燃料的使用，二氧化碳的含量較之以前增長了30%左右。同時由于人類的工業活動，大氣中甚至出現了氟利昂等新型溫室氣體。此外地表的變化和森林遭到亂砍濫伐等也可能導致過量二氧化碳排入大氣中。樹木原本是二氧化碳的天然吸納器，但當森林遭到破壞時，二氧化碳就只能進入空氣當中。
即使人類從現在起停止排放所有的溫室氣體，之前人類活動所造成的影響都可能持續數百年，這主要是因為溫室氣體的存在時間及影響力比較持久，通常要經過漫長的時間，才可能把積蓄在大氣中的多余熱量轉移到海洋中去。
目前專家們還無法對溫室效應會對全球氣溫產生多大影響進行精確量化，還有一系列問題有待深入探究。例如，溫室氣體的增加可能會引發全球氣候怎樣的變化；又例如，全球變暖可能達到的程度究竟幾何。
另一個影響地球能量收支的重要因素是空氣懸浮微粒。
空氣懸浮微粒包括所有懸浮在空中的液體及固體微粒。這些微粒可能是從煙囪或火山口排出的煙灰，也可能是海鹽、 子、花粉、細菌及其他微粒。空氣懸浮微粒主要通過分散或聚集熱輻射來影響地球能量的分配。換言之，空氣懸浮微粒相當于冷卻器。一方面，無數的微粒能有效地阻止過量太陽熱輻射抵達地表；另一方面，它們又能有效鎖定地球表層的熱能。
地球生物圈是空氣懸浮微粒的重要供給者。部分海洋洋生物也可能生成硫酸鹽微粒，它們隨海水受熱蒸發後成為雲朵凝結的核心物質。如果此類物質大量增多，更多微小的成雲微粒將聚集。由這些成雲微粒構成的雲朵將具備更強的反射能力，可能阻礙更多太陽輻射抵達地球表面。
在自然界，大氣的構成成分在比例上十分精確，正是它們的通力合作才留住了維系地球生命活動所需的充足熱能，也正是它們的存在才促成了水的循環運動，例如降雨、水分蒸發等等。然而，人類活動導致空氣中溫室氣體和空氣懸浮微粒量的變化，使大氣厚度增加，鎖定更多的熱量，加強“溫室效應”，最終導致全球氣溫升高，氣候變化異常。
你知道嗎？
地球吸收的能量和反射到太空中的能量之間是否平衡，主要取決干地球自身溫度的高低。我們通常把從地球表面反射出的總能量與抵達地球的總能量之間的比例稱為反照率。反照率的數值界于0和1之間。數值為0表示不存在任何反射現象，數值為1則表示所有的能量都被完全反射出去。通常情況下，地球的平均反射率約為0.31，這就是說，假如照耀在地球上的太陽光共有100束，那麼其中平均約有31%被反射回太空中。實際上，森林、沙漠、海洋、雲層、冰雪等物質的反照率都不盡相同，例如森林的反照率約為0.07-0.15，沙漠的反照率約為0.3。這些地貌的變化也有可能會影響地球對太陽輻射的吸收量。
海洋的反照率大約是0.1，而冰雪及雲層的反照率界于0.6-0.9之間。換言之，雲層和冰雪都是光熱輻射效果明顯的反射界面，其中冰和雪算得上是地球表面反照率最 高的物質。南極洲部分地區的冰雪甚至能將90％以上的太陽光反射回去。相比之下，液態水則不利于光熱輻射。因為無論雲層還是冰雪等都由若干層面共同構成，它們都有助于增強對光熱的反射，而液態水在靜止的情況下僅通過其表面來反射光熱。因此，風平浪靜的海洋 對光熱的反射作用非常有限，只有在海浪興起之時才會出現多個反射面，更多的光線才可能被反射。
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