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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 |
全球气候为什么会变暖？简而言之，是地球能量的“收支平衡”遭到了破坏。
作为太阳系的行星之一，地球总是在不断地接收来自太阳的能量，其中一部分能量为陆地、海洋和大气所吸收，另一部分能量则被反射到太空中去了。这个过程就叫地球能量的“收支平衡”。在影响地球能量收支平衡的诸多因素中，最重要的因素是“温室效应”。
什么是“温室效应”？玻璃花房在墙体的保护下室内温度要高于室外温度。地球的大气也像玻璃墙体一样部分地锁定从地球表层反射而出的能量。可以说正是由于地球大气的存在，地球的气温才得以维持生命体普遍能适应的温度——平均为15摄氏度。假如没有地球大气，那么地球的平均温度可能保持在零下18摄氏度。那些保护地球适宜温度的气体被称为“温室气体”。
那么“温室气体”包括哪些？地球大气的构成主体是氧气和氢气，它们在大气中的含量高达99％（其中氧气约占21％，氮气则占78％左右）。尽管它们在若干维持地球生命活动的过程中发挥着举足轻重的作用，但它们对气候变化却几乎没有直接影响。真正能够引发地球风云变幻的只是大气剩余1％份额里的其他气体：二氧化碳、甲烷、臭氧、水蒸气及卤烃等。别看这些气体在大气中所占比重不大，它们却能够对气候变化产生巨大影响。其中最主要的是二氧化碳。事实证明，正是由于大气中的二氧化碳及其他温室气体的含量显著增加，温室效应的效果才随之增强并最终导致全球变暖。
温室效应本身无可非议，许多温室气体都是自然而然产生的，但人类的活动加大了它们在大气中的原有比重。专家估计，自工业革命开始以来，由于大量化石燃料的使用，二氧化碳的含量较之以前增长了30%左右。同时由于人类的工业活动，大气中甚至出现了氟利昂等新型温室气体。此外地表的变化和森林遭到乱砍滥伐等也可能导致过量二氧化碳排入大气中。树木原本是二氧化碳的天然吸纳器，但当森林遭到破坏时，二氧化碳就只能进入空气当中。
即使人类从现在起停止排放所有的温室气体，之前人类活动所造成的影响都可能持续数百年，这主要是因为温室气体的存在时间及影响力比较持久，通常要经过漫长的时间，才可能把积蓄在大气中的多余热量转移到海洋中去。
目前专家们还无法对温室效应会对全球气温产生多大影响进行精确量化，还有一系列问题有待深入探究。例如，温室气体的增加可能会引发全球气候怎样的变化；又例如，全球变暖可能达到的程度究竟几何。
另一个影响地球能量收支的重要因素是空气悬浮微粒。
空气悬浮微粒包括所有悬浮在空中的液体及固体微粒。这些微粒可能是从烟囱或火山口排出的烟灰，也可能是海盐、狍子、花粉、细菌及其他微粒。空气悬浮微粒主要通过分散或聚集热辐射来影响地球能量的分配。换言之，空气悬浮微粒相当于冷却器。一方面，无数的微粒能有效地阻止过量太阳热辐射抵达地表；另一方面，它们又能有效锁定地球表层的热能。
地球生物圈是空气悬浮微粒的重要供给者。部分海洋洋生物也可能生成硫酸盐微粒，它们随海水受热蒸发后成为云朵凝结的核心物质。如果此类物质大量增多，更多微小的成云微粒将聚集。由这些成云微粒构成的云朵将具备更强的反射能力，可能阻碍更多太阳辐射抵达地球表面。
在自然界，大气的构成成分在比例上十分精确，正是它们的通力合作才留住了维系地球生命活动所需的充足热能，也正是它们的存在才促成了水的循环运动，例如降雨、水分蒸发等等。然而，人类活动导致空气中温室气体和空气悬浮微粒量的变化，使大气厚度增加，锁定更多的热量，加强“温室效应”，最终导致全球气温升高，气候变化异常。
你知道吗？
地球吸收的能量和反射到太空中的能量之间是否平衡，主要取决干地球自身温度的高低。我们通常把从地球表面反射出的总能量与抵达地球的总能量之间的比例称为反照率。反照率的数值界于0和1之间。数值为0表示不存在任何反射现象，数值为1则表示所有的能量都被完全反射出去。通常情况下，地球的平均反射率约为0.31，这就是说，假如照耀在地球上的太阳光共有100束，那么其中平均约有31%被反射回太空中。实际上，森林、沙漠、海洋、云层、冰雪等物质的反照率都不尽相同，例如森林的反照率约为0.07-0.15，沙漠的反照率约为0.3。这些地貌的变化也有可能会影响地球对太阳辐射的吸收量。
海洋的反照率大约是0.1，而冰雪及云层的反照率界于0.6-0.9之间。换言之，云层和冰雪都是光热辐射效果明显的反射界面，其中冰和雪算得上是地球表面反照率最 高的物质。南极洲部分地区的冰雪甚至能将90％以上的太阳光反射回去。相比之下，液态水则不利于光热辐射。因为无论云层还是冰雪等都由若干层面共同构成，它们都有助于增强对光热的反射，而液态水在静止的情况下仅通过其表面来反射光热。因此，风平浪静的海洋对光热的反射作用非常有限，只有在海浪兴起之时才会出现多个反射面，更多的光线才可能被反射。
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