地球?qū)兊糜卸酂幔?/h1>
2016-12-24 21:03:51蔣葳
百科知識 2016年20期
蔣葳
諾貝爾獎的頒獎地斯德哥爾摩市政廳
愛因斯坦在1910年因相對論而獲得諾貝爾物理獎提名，11年后才憑借光電效應(yīng)獲獎
獲得51次諾貝爾物理學(xué)獎提名的法國數(shù)學(xué)物理學(xué)家彭加勒
俄國化學(xué)家門捷列夫
美國生物學(xué)家埃弗里
挪威氣象學(xué)家威廉·皮葉克尼斯的肖像出現(xiàn)在該國飛機(jī)的機(jī)翼上
今年初，世界氣象組織（WMO）發(fā)布報告稱，2015年成為有記錄以來最熱的一年。不久前，科學(xué)家又表示2016年將會是歷史上最熱的一年。自有記錄以來，世界十大最熱年都發(fā)生在1998年之后，8個在2005年之后，其中，2011～2015年是歷史上最熱的5年。就目前而言，全世界的溫度似乎一直在上升。地球究竟能變得有多熱？人類導(dǎo)致的變暖效應(yīng)究竟是否存在上限？
地球變熱的原因——溫室效應(yīng)
縱觀地球46億年的歷史，地球經(jīng)歷了無數(shù)次溫度波動，但最終總能回歸到大約相同的溫度范圍，這是因?yàn)樗嬖诳刂谱陨頊囟鹊臋C(jī)制。其中一個關(guān)鍵機(jī)制就是溫室效應(yīng)。空氣中的溫室氣體，主要是二氧化碳、甲烷和水蒸氣，會圍困來自太陽的輻射，就像一個隔熱層包裹著地球。沒有溫室效應(yīng)，地球平均溫度將低達(dá)-18℃，地表將覆蓋冰，我們所知的生命將無法存活。很明顯溫室效應(yīng)是個好現(xiàn)象，但它也可能過猶不及。在地球上人類存在的時間非常短，然而我們卻成為地球氣候變化最重要的驅(qū)動因素。通過燃燒化石燃料和砍伐樹木，我們向大氣層釋放了越來越多的二氧化碳，而這已經(jīng)導(dǎo)致溫度上升。在2000～2010年的10年間，我們釋放二氧化碳的速率已經(jīng)超過了前10年的4倍，且這種上升趨勢并沒有任何逆轉(zhuǎn)的跡象。問題在于，這些額外的溫室氣體在未來幾十年或者幾個世紀(jì)內(nèi)將把地球加熱到什么程度？
地球升溫4℃將是“災(zāi)難性的”
為了預(yù)測未來地球的狀態(tài)，科學(xué)家們建立了電腦模型模擬地球氣候變化。這些模型可以估計當(dāng)釋放了特定量的溫室氣體，氣候?qū)⑷绾伟l(fā)生變化。2013～2014年，政府間氣候變化專門委員會（簡稱 IPCC）將這些預(yù)測整理成報告。結(jié)果表明，如果溫室氣體釋放量像過去50年一樣繼續(xù)上升，那么到本世紀(jì)中葉，地球溫度將比工業(yè)化前高出1.5℃，到本世紀(jì)末地球溫度將比工業(yè)化前高出4℃。
全球氣溫上升1℃，不少林蔭、田野就會變成干枯的荒漠；增加2℃，眾多珊瑚礁就可能消失；升溫3℃，夏季時北極圈將失去積雪，亞馬孫雨林會逐漸枯萎；提高4℃，威尼斯等沿海城市將被完全淹沒……英國《自然》雜志曾刊文
稱，到2100年，地球可能至少升溫4℃。對人類來說，2℃是地球升溫的“警戒線”，4℃則會是“災(zāi)難性的”。
這個模擬地球氣候的計算機(jī)模型給出的另一個預(yù)測是：到2200年，全球溫度比工業(yè)革命前至少上升7℃。
地球會成為超級大火爐嗎？
金星有時候被稱為地球的另一個“邪惡的雙胞胎”，這是因?yàn)椋笮 ①|(zhì)量和密度都與地球相近的金星，被認(rèn)為歷史上也曾擁有與地球類似的環(huán)境，但如今的它卻是一個十足的煉獄：金星是太陽系中表面溫度最高的行星，達(dá)到460℃，足以使鉛、鋅融化；更糟糕的是，金星大氣被高濃度二氧化碳所籠罩，并且還有厚重有毒的濃硫酸云層，生命在金星上根本無從立足。科學(xué)家認(rèn)為，這一切的罪魁禍?zhǔn)拙褪恰笆Э氐臏厥倚?yīng)”。人們不禁擔(dān)憂：我們所居住的地球是否也可能面臨同樣的命運(yùn)？美國和加拿大的研究人員在《自然·地球科學(xué)》雜志上報告說，行星很可能比以前認(rèn)為的更容易過度升溫，從而進(jìn)入失控的溫室效應(yīng)階段，最終變成一個扼殺一切生命的超級“大火爐”。新的能量平衡計算結(jié)果認(rèn)為，目前地球上熱呼呼的大氣吸收的熱量比散發(fā)出的熱量更多，那么，溫室效應(yīng)失控現(xiàn)象會在地球上發(fā)生嗎？根據(jù)科學(xué)家的計算，地球要變成一個失控的“溫室”，大氣中的二氧化碳濃度必須達(dá)到大約30000ppm（1ppm即百萬分之一），但就算我們燒光了地球上所有可用的化石燃料儲量，也不可能出現(xiàn)這種情況。用研究人員的話來說就是，地球也會進(jìn)入溫室效應(yīng)失控階段，但那是在大約10.5億年以后。
鏈接2
為什么濕熱天氣更難以忍受？
人體主要依靠汗水蒸發(fā)帶走熱量，高溫天氣里，汗出得多，體內(nèi)熱量就隨之降低。而氣溫和濕度都高的潮熱天里，汗水附著在皮膚上難以蒸發(fā)，熱量帶不走，人自然就更加難受。這樣的天氣里，人更容易中暑。中暑就是人體產(chǎn)生的熱能超過人體的負(fù)荷，熱量散不出去，聚集在體內(nèi)，造成體溫調(diào)節(jié)功能紊亂，引起身體不適。在30℃以上的高溫天氣里，當(dāng)相對濕度超過75%以上，人就容易中暑，情形嚴(yán)重的，還可能致死。評估熱和濕度的結(jié)合的最佳方式便是測量“濕球溫度”，這是指小球被濕布包裹同時有風(fēng)扇朝它吹風(fēng)時的溫度。如果你在排汗，那么這就是你的皮膚可以冷卻的最低溫度。人類必須保持37℃的核心體溫。為了確保我們可以散熱，皮膚的溫度大約都在35℃。這暗示著濕球溫度高于35℃——且這個溫度維持?jǐn)?shù)小時——將是致命的，即使我們能夠存活下來，我們也必須保持靜止不動。科學(xué)家估計，全球溫度平均上升1℃，最大的濕球溫度將上升0.75℃。這產(chǎn)生了某些令人心有余悸的結(jié)論。全球溫度上升7℃——我們預(yù)計將發(fā)生在2200年——會導(dǎo)致地球某些地區(qū)不適宜人類生存。
【責(zé)任編輯】蒲 暉
蔣葳
諾貝爾獎的頒獎地斯德哥爾摩市政廳
愛因斯坦在1910年因相對論而獲得諾貝爾物理獎提名，11年后才憑借光電效應(yīng)獲獎
獲得51次諾貝爾物理學(xué)獎提名的法國數(shù)學(xué)物理學(xué)家彭加勒
俄國化學(xué)家門捷列夫
美國生物學(xué)家埃弗里
挪威氣象學(xué)家威廉·皮葉克尼斯的肖像出現(xiàn)在該國飛機(jī)的機(jī)翼上
今年初，世界氣象組織（WMO）發(fā)布報告稱，2015年成為有記錄以來最熱的一年。不久前，科學(xué)家又表示2016年將會是歷史上最熱的一年。自有記錄以來，世界十大最熱年都發(fā)生在1998年之后，8個在2005年之后，其中，2011～2015年是歷史上最熱的5年。就目前而言，全世界的溫度似乎一直在上升。地球究竟能變得有多熱？人類導(dǎo)致的變暖效應(yīng)究竟是否存在上限？
地球變熱的原因——溫室效應(yīng)
縱觀地球46億年的歷史，地球經(jīng)歷了無數(shù)次溫度波動，但最終總能回歸到大約相同的溫度范圍，這是因?yàn)樗嬖诳刂谱陨頊囟鹊臋C(jī)制。其中一個關(guān)鍵機(jī)制就是溫室效應(yīng)。空氣中的溫室氣體，主要是二氧化碳、甲烷和水蒸氣，會圍困來自太陽的輻射，就像一個隔熱層包裹著地球。沒有溫室效應(yīng)，地球平均溫度將低達(dá)-18℃，地表將覆蓋冰，我們所知的生命將無法存活。很明顯溫室效應(yīng)是個好現(xiàn)象，但它也可能過猶不及。在地球上人類存在的時間非常短，然而我們卻成為地球氣候變化最重要的驅(qū)動因素。通過燃燒化石燃料和砍伐樹木，我們向大氣層釋放了越來越多的二氧化碳，而這已經(jīng)導(dǎo)致溫度上升。在2000～2010年的10年間，我們釋放二氧化碳的速率已經(jīng)超過了前10年的4倍，且這種上升趨勢并沒有任何逆轉(zhuǎn)的跡象。問題在于，這些額外的溫室氣體在未來幾十年或者幾個世紀(jì)內(nèi)將把地球加熱到什么程度？
地球升溫4℃將是“災(zāi)難性的”
為了預(yù)測未來地球的狀態(tài)，科學(xué)家們建立了電腦模型模擬地球氣候變化。這些模型可以估計當(dāng)釋放了特定量的溫室氣體，氣候?qū)⑷绾伟l(fā)生變化。2013～2014年，政府間氣候變化專門委員會（簡稱 IPCC）將這些預(yù)測整理成報告。結(jié)果表明，如果溫室氣體釋放量像過去50年一樣繼續(xù)上升，那么到本世紀(jì)中葉，地球溫度將比工業(yè)化前高出1.5℃，到本世紀(jì)末地球溫度將比工業(yè)化前高出4℃。
全球氣溫上升1℃，不少林蔭、田野就會變成干枯的荒漠；增加2℃，眾多珊瑚礁就可能消失；升溫3℃，夏季時北極圈將失去積雪，亞馬孫雨林會逐漸枯萎；提高4℃，威尼斯等沿海城市將被完全淹沒……英國《自然》雜志曾刊文
稱，到2100年，地球可能至少升溫4℃。對人類來說，2℃是地球升溫的“警戒線”，4℃則會是“災(zāi)難性的”。
這個模擬地球氣候的計算機(jī)模型給出的另一個預(yù)測是：到2200年，全球溫度比工業(yè)革命前至少上升7℃。
地球會成為超級大火爐嗎？
金星有時候被稱為地球的另一個“邪惡的雙胞胎”，這是因?yàn)椋笮 ①|(zhì)量和密度都與地球相近的金星，被認(rèn)為歷史上也曾擁有與地球類似的環(huán)境，但如今的它卻是一個十足的煉獄：金星是太陽系中表面溫度最高的行星，達(dá)到460℃，足以使鉛、鋅融化；更糟糕的是，金星大氣被高濃度二氧化碳所籠罩，并且還有厚重有毒的濃硫酸云層，生命在金星上根本無從立足。科學(xué)家認(rèn)為，這一切的罪魁禍?zhǔn)拙褪恰笆Э氐臏厥倚?yīng)”。人們不禁擔(dān)憂：我們所居住的地球是否也可能面臨同樣的命運(yùn)？美國和加拿大的研究人員在《自然·地球科學(xué)》雜志上報告說，行星很可能比以前認(rèn)為的更容易過度升溫，從而進(jìn)入失控的溫室效應(yīng)階段，最終變成一個扼殺一切生命的超級“大火爐”。新的能量平衡計算結(jié)果認(rèn)為，目前地球上熱呼呼的大氣吸收的熱量比散發(fā)出的熱量更多，那么，溫室效應(yīng)失控現(xiàn)象會在地球上發(fā)生嗎？根據(jù)科學(xué)家的計算，地球要變成一個失控的“溫室”，大氣中的二氧化碳濃度必須達(dá)到大約30000ppm（1ppm即百萬分之一），但就算我們燒光了地球上所有可用的化石燃料儲量，也不可能出現(xiàn)這種情況。用研究人員的話來說就是，地球也會進(jìn)入溫室效應(yīng)失控階段，但那是在大約10.5億年以后。
鏈接2
為什么濕熱天氣更難以忍受？
人體主要依靠汗水蒸發(fā)帶走熱量，高溫天氣里，汗出得多，體內(nèi)熱量就隨之降低。而氣溫和濕度都高的潮熱天里，汗水附著在皮膚上難以蒸發(fā)，熱量帶不走，人自然就更加難受。這樣的天氣里，人更容易中暑。中暑就是人體產(chǎn)生的熱能超過人體的負(fù)荷，熱量散不出去，聚集在體內(nèi)，造成體溫調(diào)節(jié)功能紊亂，引起身體不適。在30℃以上的高溫天氣里，當(dāng)相對濕度超過75%以上，人就容易中暑，情形嚴(yán)重的，還可能致死。評估熱和濕度的結(jié)合的最佳方式便是測量“濕球溫度”，這是指小球被濕布包裹同時有風(fēng)扇朝它吹風(fēng)時的溫度。如果你在排汗，那么這就是你的皮膚可以冷卻的最低溫度。人類必須保持37℃的核心體溫。為了確保我們可以散熱，皮膚的溫度大約都在35℃。這暗示著濕球溫度高于35℃——且這個溫度維持?jǐn)?shù)小時——將是致命的，即使我們能夠存活下來，我們也必須保持靜止不動。科學(xué)家估計，全球溫度平均上升1℃，最大的濕球溫度將上升0.75℃。這產(chǎn)生了某些令人心有余悸的結(jié)論。全球溫度上升7℃——我們預(yù)計將發(fā)生在2200年——會導(dǎo)致地球某些地區(qū)不適宜人類生存。
【責(zé)任編輯】蒲 暉
