地球发热的危险
一则消息震动着关心地球命运的人们:一座约 2000 平方公里的庞大冰山脱离南极大陆向北漂移,它将在漂移中逐渐融化。大多数学者都认为这是由南极地区气温升高引起的,英国南极勘探局的一位科学家预测:“这座冰山的融断预示着可能将发生一场更为严重的冰面瓦解。”
近年来,高温一年胜过一年,热浪一浪高过一浪,地球简直热“疯”了。1988 年 6 月下旬,美国东海岸各城市如同烤炉,令人窒息,中西部地方更是骄阳似火,酷暑难当,像这样的天气在历史上极其罕见。北美洲的这一阵热浪还未平静下来,地中海的意大利南部气温接连猛升,最高温度达到 44℃。1988 年 7 月,我国的“四大火炉”:南京、武汉、南昌、重庆等地曾有数百人因中暑而死亡。以后出现的高温,更令人难以置信。1991 年夏天,巴基斯坦某些地区的温度竟达到 55℃,当即就有 100 多人热死。根据英国伦敦气象台的记录,1990 年是该台自 1850 年有记录以来,全球平均气温最高的一年, 比 1951~1980 年的平均气温高 0.39℃。80 年代是最近 100 年来最热的 10 年,百年来 8 个最热的年份除 1944 年外,其余 7 个均在 80 年代以后,它们分别是 1980、1981、1983、1987、1988、1989、1990 年。美国、澳大利亚的科学家们证实了以上的记录。1990 年 8 月 22 日,联合国环境规划署在内罗
毕公布了全世界 1000 多名气象专家经过 20 个月的研究得出的结论:近年来地球气温上升的速度是最近一万年里最快的。紧接着,英国气象学家在分析研究了 1991 年的陆地、海洋温度记录后,再次宣布,1991 年是继 1990 年后, 本世纪第二个最热的年份。
中外科学家经过长期的研究分析,认识到大气有类似玻璃温室的温室效应,其作用的加剧是全球变暖的主要原因。
在自然界中,任何物体都具有一定的温度,都会发出波长在 2000 纳米以上的长波辐射而散失热量,物体温度越高,辐射波长越短,散失的热量越多。太阳向大地辐射热量的主体是短波辐射,且大部分是可见光。
大部分太阳短波辐射可以顺利通过大气层到达地面,使地球表面温度升高。与此同时,大气能强烈地吸收地面放出的长波辐射,仅散失少量热辐射到宇宙空间。地面温度越高,辐射的波长越短,穿过大气的能力越强,散失的能量则越多。由于大气吸收热量多,散失少,使地球气温升高。随着地球气温的升高,地面的长波辐射穿越大气的能力增强,散失到宇宙空间去的热量也随之增多。最终,地球接受到的太阳辐射热量和地球散失的长波辐射热量会达到平衡,形成地球上的平衡温度。目前地球的年平均气温为摄氏 15 度。
由于大气包围的地球系统类似于一个玻璃温室,大气相当于温室的玻璃,通过短波辐射和吸收长波辐射的特性极类似温室玻璃表现出的特性,故科学家们称大气效应为温室效应。
大气由许多气体组成,其中氮、氧占了总体积的 99%,但主要影响温室效应的却是众多的微量气体。这些微量气体主要有二氧化碳、臭氧、甲烷、氟里昂、一氧化二氮等,人们称这些气体为温室气体。
我们之所以说温室效应加剧全球变暖,是因为人为的发展与开发,温室气体大量增多,地球的长波辐射被它们大量吸收,即地球赖以散失辐射热量的大气天窗被关闭,热量只进不出,地球必然会变暖。由于工业的发展,交通运输的改观,使世界上石油、煤、天然气等化石燃料大量被使用,并且其消耗量有逐年增长的趋势,这些燃料在燃烧时放出大量二氧化碳,使得二氧化碳在大气中的含量越来越高,到 2000 年,可能增加到 380ppm(注:380ppm, 即一百万单位空气中,含有 380 单位二氧化碳)。据统计,1950~1985 年世界煤、石油、天然气等矿物燃料的开采与使用量较过去一百年增加了两倍, 产生的二氧化碳增加了 25%,据估计,1985~2050 年二氧化碳的排放量将翻一番,地球气温将随之升高 1.5~4.5℃,这将超过过去整整一万年气候变化的速度和幅度。同时,甲烷、氯氟烃、一氧化氮等其它温室气体在工业和科技日益发展的今天也大量地被排放到空气中,加剧了温室效应。
温室效应加剧,地球持续不断地变暖,将对人类的生存产生严重的影响。它将使极地冰雪融化,海水热膨胀,海平面上升。南极洲陆地面积约 1400
万平方公里,相当于我国领土面积的 1.45 倍,这块大陆终年被冰雪覆盖,如
同一位怕羞的少女,始终遮盖着一层神秘的面纱,直到 19 世纪初才被人发现。至于它对人类生存的重要意义,则是在近三四十年以来,随着科学的不断进步,才逐渐为人们所认识。南极洲 98%为冰所覆盖,平均厚度为 2700
米左右,有些地方接近 5000 米,冰盖总体积达 2450 万立方公里,南极洲的
冰储存了世界淡水的 70%,如果这些冰全部融化,全世界海平面将上升 60 米,整个人类将面临可怕的灭顶之灾。如果温室气体的排放量维持现状,那么到 2025 年,地球表面的平均气温将升高 1℃,到下世纪末可能导致海平面上升 60 厘米至 100 厘米左右,对世界沿海城市以及数十个小的岛国构成严重威胁。如果仅以海水升高 60 厘米计,则孟加拉国 27%的领土将被海水吞没, 2500 万人会丧失家园;埃及的 20%的耕地将葬身海底;美国 50%~80%的
沿海地区将从此丧失。地球变暖已是一个无可争议的事实,估计今后 100 年内海平面将上升 1.5~2 米。随着海平面的上升,世界上大片陆地将成为水底世界,若以海平面升高 2 米计,有悠久历史的东京、天津等大城市将毁于一
旦;由 12000 个珊瑚岛组成的马尔代夫共和国将全部葬身海底;太平洋、印度洋和加勒比海的一些岛国也将淹没在茫茫大海之中。
地球变暖,温室效应还会使部分地区在遭受严重水灾的同时,又出现高热干旱,使农作物大面积受灾减产,甚至颗粒无收,使森林、草场退化,物种濒临灭绝。温室效应还加剧飓风的形成。飓风是由温暖而潮湿的空气驱动而形成的,当这种空气上升到高空时,它含有的水蒸气就会密集,并释放出潜在的热量,这一过程又促使更多的空气流动,增强风暴的力量。热带风暴在大洋上空形成时,大洋深度约为 60 米范围的水温会升到 26℃以上。因此大洋海水温度升高时就预示将有更大的风暴到来。澳大利亚科学家研制出的一个电脑气候模型表明,空气中二氧化碳含量增加也会导致气温上升,使飓风加剧,次数增加。
温室效应和气候异常对发展中国家的危害更甚。1992 年受美国环境保护局的委托,由 25 个国家的科学家参加,首次全面考察气候变化对全球农业的影响。研究结果表明,中纬度和高纬度地区,目前温度较低,影响了农作物的生长,随着全球变暖,将有助于农作物的生长;靠近赤道地区,其环境条件已接近许多农作物的耐温极限,温度上升只能给这些地区的农作物造成更严重的不利条件。发达国家聚居在温带地区,许多发展中国家则处在靠近赤道的热带地区,这决定了由地球变暖造成的农作物产量下降和食品价格的提高,将导致发展中国家挨饿人数急剧上升。预计到 2060 年,挨饿人数将增长10~50%,非洲国家受到的饥饿威胁最大。
地球会一直暖下去吗?人们带着恐惧发出疑询,而答案是否定的。
我们知道气候变化受多方面综合因素的影响,不仅仅被一个温室效应所控制,而且气候变化也并不一定与大气中温室气体的含量成比例关系。就我国 80 年代而言,是北方变暖而南方变冷,不能笼统地说全中国是“80 年代变暖”,因为中国幅员广阔,其中必然有与温室效应相反作用的因素。比如大气中颗粒物质的作用,起到的就是与温室效应相反的作用。工业社会会产生大量烟尘;火山爆发会飘出大量的火山灰;一望无际的沙漠会被大风将大量的沙尘卷向天空。
据联合国环境规划署估计,全球每年大约有 23 亿吨悬浮颗粒物质排入大气层。其中 20 亿吨为自然排放,3 亿吨为人为排放,后者主要是通过能源和工业生产、交通运输等途径排放的。这些长时间飘浮在空气中的烟尘能使空气浑浊,使地球上覆盖的云层略有加厚,这些微粒既有吸收和反射太阳辐射的能力,又有吸收和反射地面长波辐射的能力,因此,一方面它使投入地面的太阳辐射量减少而降低地球表面的温度,另一方面又把地球表面辐射的长波辐射反射回来,从而产生“温室效应”,使地球表面冷却减缓。据研究, 当大气中浮游粒子增加百分之十,地球的平均气温可能会下降 1℃左右,因此人们把这称为“阳伞效应”,正好与温室效应相反。除此之外,森林的多少,水利工程的建设,灌溉面积的大小等等,都对气候、气温有影响。太阳黑子活动,行星之间相对位置的变化等等也会影响地球的气候。
因此,目前对于未来气温总的趋势是“变暖”还是“转冷”,还不能作出肯定的推断,但有一点是清楚的,就是大气污染对气候的影响已明显地表
露出来,它至少是引起某些“异常”气候的原因之一。
在人口集中,大气污染严重的城市,局部气候的变化可以由人们的感觉器官觉察出来。据国内外专家调查,一般城市比郊区气温高,湿度小,多雨, 多烟雾,能见度低,阳光辐射减小,风速低。城市里的气温明显高于周围大气温度,就像大海中,地面高出海平面的岛屿,所以叫做“热岛效应”。这就是人们感到气候在变暖的一个直接原因,但不能说明未来气候总的变化趋势。
各国政府联合成立的“政府间气候变化专家委员会”(IPCC)于 1990
年 6 月以《总结报告》的形式肯定了一些关于气候变化的结论。根据这些结论,并鉴于温室气体在大气中的留存时间较长,该专家委员会主张把大气中温室气体的浓度稳定在目前水平。为达此目的,首先应将二氧化碳的排放量削减 60%。此外,甲烷应削减 15%到 20%,氯氟烃应削减 20%到 80%。若干发达国家的报刊大量转载了上述报告,欧洲的若干环保组织,更提出了“制止全球变暖”和“削减二氧化碳”等口号,并且在一些西欧和北欧国家形成了一股强大的社会舆论。
《联合国气候变化框架公约》的谈判,就是在这种背景下,于 1991 年 2 月正式开始的。
由于发达国家和发展中国家的国情有所不同,他们各自所持的立场也不同。在谈判过程中,一些发达国家十分强调;防止气候变暖的关键是在全球范围内稳定并进而削减二氧化碳等温室气体的排放量,实际上就是要求全球各国,无论是发达国家还是发展中国家,都得限制能源的消费。但发展中国家则指出,对于他们而言,所谓限制二氧化碳等的排放,实质上就是要限制他们的能源消费,这就意味着要限制各项事业和经济的发展,因而是一种极不公平的主张。因此,从酝酿谈判之初,直到达成协议,南北矛盾十分突出。经过反复谈判和互相谅解的磋商,《公约》终于在 1992 年 5 月 9 日通过。
《公约》所规定的最终目标是:“将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰水平上。”在责任问题、“限控指标”、不干涉内政、义务的承诺以及资金和技术转让等主要问题上,基本上反映了广大发展中国家所坚持的合理主张,它可以被视为一个比较实事求是的公约,可以作为在对付气候变化问题上进行国际合作的基础框架。因此,它的积极意义得到了大多数联合国成员国的肯定。
1992 年 6 月在巴西里约热内卢召开的世界环境与发展大会期间,包括中
国在内的 153 个国家和欧共体,正式签署了这一《公约》。然而一些发达国家对《公约》未能规定严格的“限控指标”和“履约机制”仍表示不满,说这是一个“没有牙齿的公约”,并且主张尽快进行《公约》的一系列有关《议定书》的谈判,以强化国际义务等等。这反映了一些发达国家并未放弃其对发展中国家“少出钱、多干涉”的政策倾向,也预示着今后《议定书》的谈判仍会是相当艰难的。这不仅仅是自然问题和社会问题,而且,已经成为重大的政治问题。