全球暖化的成因
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它們能暖化地球多少是以全球暖化勢能作指標。
... 在過去的20年中,大約四分之三的人為的二氧化碳排放都是燃燒化石燃料。
... 正是全球暖化的人為因素中主要部分。
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大氣層中的溫室氣體
溫室氣體對於太陽的短波輻射來說是透明的。
可是,它們卻吸收了來自地球發放的(黑體輻射)部份長波的紅外線輻射。
這樣使地球難以降溫。
它們能暖化地球多少是以全球暖化勢能作指標。
大氣層中二氧化碳及甲烷的濃度自1750年比前工業化水平(280百萬分率)分別上升了31%與149%。
而現在的水平已經長期高於380百萬分率,並即將突破400ppm。
從冰芯中提取可靠的資料指出,與過去65萬年的作比較,這是個明顯的飆升。
從一些非直接的地質學證據,有理由相信過去4000萬年的二氧化碳含量比較高。
在過去的20年中,大約四分之三的人為的二氧化碳排放都是燃燒化石燃料。
其他的人為排放都是土地使用方面,特別是砍伐森林。
美國賓州大學的科學家從1958年開始在夏威夷大島海拔約3400公尺的毛納洛峰上設立4個7米高和一個27米高的採樣塔,每小時採樣4次,[47][48]對二氧化碳混合比率展開了最漫長的連續的儀器測量。
從此以後,人們發現每年的測量結果不斷攀升,如基林曲線(KeelingCurve)顯示,數值由當初的315百萬分率上升至2006年超過了380百萬分率,升幅大約是21%。
結果顯示二氧化碳含量在每個月出現輕微季節性變動而整體上全年是不斷上升。
二氧化碳和其他溫室氣體的含量不斷增加。
正是全球暖化的人為因素中主要部分。
據資料顯示,大氣中一氧化二氮(N2O)的含量比18世紀中葉(1750年)工業革命開始從275ppbv增加到310ppbv,二氧化碳(CO2)的含量從280ppmv增加到360ppmv,甲烷(CH4)從700ppbv增加到1,720ppbv,這些增長趨勢主要緣於人類的活動。
燃燒化石燃料、清理林木和耕作等都增強了溫室效應。
從工業革命開始,二氧化碳的含量急劇增加,雖然植物的光合作用吸收了很大一部分二氧化碳,海洋也溶解一部分二氧化碳並固定成碳酸鈣,但空氣中二氧化碳的含量還是逐步增加。
根據美國維吉尼亞大學和英國東安格里亞大學聯合研究的結果,在進入20世紀後半葉,全球溫度上升的趨勢非常明顯,溫度變化情況見下圖。
因為二氧化碳在大氣中有50年到200年的壽命,很多研究集中在2100年或之前的時間。
但是無論氣候變化的成因或結果為何,許多人是非常關心的;對於應付預言後果的政策應該如何實施,引起了全球廣泛的政治爭論、公開辯論及各種學術研究。
這些政策討論重點是應該減少還是扭轉未來的暖化及怎麼應付預計的後果。
甲烷是天然氣的主要組成部分,大部分由生物生產和從天然氣管道和其它基礎設施洩漏出來。
一些甲烷的生物來源是自然的,譬如白蟻。
可是其他來源則是由人類農業活動增加而帶動的,例如稻米的耕種。
最近的證據顯示,森林也許是甲烷的來源。
如果屬實,這會是對天然溫室效應的額外貢獻,而不是人為溫室效應的。
雖然實際的趨勢軌線視乎不確定的經濟、社會、科技及自然發展,預期未來的二氧化碳水平將因為使用化石燃料而持續攀升。
政府間氣候變化專門委員會的《排放情況的特殊報告》羅列出很多不同的二氧化碳情況,在2100年可以達致由541至970百萬分率的水平。
如果煤與焦油被廣泛地採用,現時的化石燃料儲備是有能力實現這個水平並且在2100年後繼續排放。
於2000年人為排放的溫室氣體的各個組成部分
全球的主要人為排放的溫室氣體是來自燃燒燃料。
餘下的大部分來自「短暫的燃料」(生產與運送中耗用的燃料)、工業及農業體增多。
生產中的排放。
在1990年,他們的比重分別是5.8%、5.2%和3.3%。
當前的資料都可以作比較。
大約17%來自發電時所耗用的燃料。
很少來自大自然與人為生物來源,大約只有6.3%來自農業所產生的甲烷和氧化亞氮。
其他理論
人類曾企圖測量關於「在過去50年觀察得到的大部分暖化都是由人類活動所致的」的科學公眾輿論程度。
在科學雜誌中,加利福尼亞大學聖地牙哥分校的歷史學教授納奧秘·奧勒斯克斯從科學資訊機構中的928份科學文獻的摘要中尋找全球氣候改變(globalclimatechange)。
他得出結論,當中75%明示或暗示接受了這個公眾輿論的觀點。
可是,奧勒斯克斯教授並沒有表示多少摘要指出人類導致的暖化效果。
除了這個公眾輿論外,還有其他的假說嘗試解釋全部或部分的全球溫度升高的原因。
某些假說如下:
全球溫度升高仍然屬於自然溫度變化的範圍之內。
全球溫度升高是小冰河時期的來臨。
全球溫度升高的原因是太陽輻射的變化及雲層覆蓋的調節效果。
全球溫度升高正反映了城市熱島效應。
因為很多都市都在人口稠密或正在擴張的地區。
目前學界的共識是「全球暖化存在,且人類活動極有可能是導致全球暖化的主要原因」,對於這點,學界並無爭議。
太陽變化理論
政府間氣候變化專門委員會的第三份評估報告所闡述的模型研究發現最近40至50年的氣候改變並不需要太陽發光度的變動。
這些研究發現火山及太陽活動只能影響1950年前的溫度改變的一半,但這種自然力量最近已經被抵消。
特別是,自1750年的溫室氣體所推動的氣候改變比同期增加的太陽活動所推動的高出八倍。
有些研究(Lean等人,2002年;Wang等人,2005年)認為前工業時期的太陽發光度比第三份評估報告中所提及的復原紀錄(例如:Hoyt和Schatten,1993年;Lean,2000年)還少三四倍。
其他研究人員相信太陽發光度對全球暖化的影響被低估了。
他們估計太陽活動促使近來溫室效應的16%或36%。
其它人則建議雲層和其他過程的回饋加劇了太陽活動的變動所帶來的影響。
如果是真的,太陽活動的變動真的被低估了。
從普遍的科學理解來說,太陽發光度變動對歷史上的氣候改變貢獻十分的微小。
現在的太陽活動水平是有史以來高點。
科學家薩米·索蘭基博士等人認為過去60年至70年的太陽活動是八千年來的高峰期。
Muscheler等人則認為過去幾千年都曾經出現類似的高峰期。
Solanki博士根據他們的分析斷定了太陽活動在未來的50年會降低的機會率大約是92%。
再者,美國杜克大學的研究者在2005年發現過去二十年的改變中的10%至30%可能來自增加的太陽輸出。
回顧了現有的文獻,Foukal等人斷定自從1970年代中期太陽輸出的變化很難加劇全球暖化並且沒有證據顯示太陽發光度在這個時期有所增加。
目前學界的共識是「全球暖化存在,且人類活動極有可能是導致全球暖化的主要原因」,對於這點,學界並無爭議;而太陽活動的變化,對近幾十年全球暖化的趨勢,並無顯著的影響。
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