溫室效應成因及其與全球變暖關聯性研究

王藺景?范川?何曉睿?龔彥羽

本文從溫室效應產生原因出發，對溫室效應影響全球變暖的研究進行綜述。并解讀“溫室效應原罪說”，在此基礎上作出評述。最后提出注重氣候變化的復雜性；加強對海洋的監測等進一步研究全球氣候變化影響因素的建議。

自法國學者Jean-Baptiste Joseph Fourier于1824年提出“溫室效應”理論，以美國氣候學家James Hansen為代表的科學家們發表人類活動將引起全球變暖的言論，IPCC四次發布全球氣候變化評估報告后，主要是由于人類活動引起的“溫室效應”異常而導致“全球變暖”的邏輯逐漸受到了全世界的重視。

一、溫室效應產生原因研究

（一）形成機制

Baron Jean Baptiste Joseph Fourier（1768—1830）是最早奠定“溫室效應”學說基礎的學者，其提出的氣體在大氣中形成穩定屏障的理論使得大氣的保溫作用被后來的學者稱為“溫室效應” 。目前“溫室效應”概念的專業術語早已統一，即指地表受來自太陽的短波輻射變熱后所放出的部分長波輻射被大氣吸收的過程，因其增溫過程類似農作物栽培的溫室保溫法，故而得名“溫室效應”。

但近期也有學者對“溫室效應”的說法提出了質疑。Valery P. Oktyabrskiy研究指出大氣的保溫效應并非是類似“溫室”那樣，因為大氣中的重要成分之一—H2O是可以直接吸收太陽輻射的，因而“溫室效應”的說法便也就失去其本來的意義，而成為一個代指大氣升溫、保溫機制的傳統稱呼方式 。楊新興也認為大氣的升溫、保溫過程與花房溫室的人工升溫、保溫機理存在差異，因而大氣的升溫及保溫作用不應被稱為溫室效應 。目前學術界關于“溫室效應”是否仍應被稱作“溫室效應”尚存在爭議，但為撰文方便，下文仍沿襲使用“溫室效應”傳統概念。

（二）形成原因

1.自然原因。包裹著地球的大氣層白日能使太陽的部分短波輻射通過，夜晚又吸收來自地面的長波輻射，而使地球保持一種適宜生命存活的溫度，這種升溫、保溫機制宛如溫室玻璃的保溫過程，而被稱作“溫室效應”。大氣層的主要成分是N2（約占78%）和O2（約占21%），還包含少量CO2和H2O等。

CO2雖是人類活動排放的最主要的溫室氣體，其主要來源卻是自然界，張崢等（2000）提出海洋與地幔是CO2的重要來源；趙守拙（2012）根據美國海洋及大氣管理局的資料指出大氣中的CO2主要來源于有機物的腐爛及海洋調節，其次是動植物的呼吸與火山爆發。目前關于溫室氣體的主要來源這個問題，學術界的觀點比較統一—即認為溫室氣體的主要來源為自然界。

2.人為原因

自然界是溫室氣體的主要來源，然而人為原因卻是引起“溫室效應”異常的主要原因。根據C2ES在2015年的數據，見圖一，CO2是人為排放量最多的溫室氣體，主要來源為能源燃燒，見圖二。吳虹（2000）指出伴隨城市大型化進程的加快，城市熱島效應的加大引起的城區地面熱蝕沉降所產生的CO2也將愈發增大，成為CO2的一個不容小覷的來源。2015年人類活動排放的第二多的溫室氣體是CH4，主要來源為農業排放、天然氣以及煤炭的采伐等等；接著是N2O，主要來源為工業與農業，如石化燃料的燃燒及無機氮肥的大量使用等。其余人為排放的溫室氣體量便占比甚微了，如圖一。

二、溫室效應與全球變暖“關聯性”研究

（一）影響全球變暖的因素

導致全球變暖的因素有許多，王紹武等（2010）指出太陽輻射、溫室效應、火山運動、ENSO、城市熱島效應及與海洋熱鹽環流有關的年代際變化都是影響氣候變化的重要因素 。近百年全球氣溫總體呈上升趨勢，與溫室氣體的增加量呈正相關，但是在不同的時間段“溫室效應”異常對全球氣候變化的影響程度有所差異，李國?。?005）指出1940—1970年當溫室氣體劇烈上升之時，地球氣候卻下降了的緣故是此期間火山活動的頻繁引起了氣溫下降，指明在此期間火山活動是影響全球氣候變化的主要因素，火山活動掩蓋了“溫室效應”增強對全球增溫的影響，因而此段時間內全球氣溫變化趨勢與主要溫室氣體CO2增長趨勢呈相反反向呈現，并指出總體而言，“溫室效應”異常是近百年來影響全球氣候變化的主要因素。

也有學者認為人類活動的熱排放量以及太陽輻射的增加才是引起近些年全球氣候升溫的主要因素。夏秀芳（2011）指出根據熵增原理，工業活動的熱排放是導致氣候升溫的重要原因；楊新興（2017）指出大氣的升溫主要是由于人為活動的熱排放量的增加以及太陽輻射量和地球輻射量的增加所致；一味地控制溫室效應不僅不能解決氣候變化的問題，還勞民傷財，得不償失， 并認為“溫室效應致全球變暖說”可能是西方某些國家限制發展中國家發展的政治陰謀。

（二）解讀全球變暖“陰謀論”

隨著“溫室效應原罪說”的邏輯自James Hansen等科學家提出，并經媒體大肆報道而漸被普世認同后，1997年，一項限制各國碳排放的條款——《京都議定書》正式出臺。申薇（2011）認為《京都議定書》的背后主要有三個方面的政治目的，一是對當時的美國政府而言，提倡節能減排的計劃能為當時的副總統Albert Arnold Gore Jr.塑造出“環境衛士”的崇高形象而為下屆總統競選做好準備；二是此主張能迎合當時倡導“低碳環?！辈u成一股不容忽視的政治力量的“綠黨”的主張；三是對于歐盟而言，倡導低碳環保不僅能增加其美譽；能給拒絕簽署協議的美國標榜不負責任的標簽；能出售排放指標、綠色環保技術來賺取可觀收入；還能抑制發展中國家的發展 ?！毒┒甲h定書》的背后充斥著許多利益博弈，這引起人們的各種推測，懷疑“全球變暖”嚴重性的宣傳以及“溫室效應原罪說”的論調便是因為某些政治經濟目的而被推出并借由媒體大肆報道的一項“陰謀”。

2009年“氣候門”事件發生，再次引發人們對氣候變暖趨勢真實性的懷疑，也有不少人認為此事不能排除背后有石油等能源巨擘的利益驅使的可能性。

由此可以看出，“溫室效應原罪說”是“陰謀”的理論是因為倡導全球節能減排的理念契合了某些國家或某些群體的利益，而被染上了濃烈的政治博弈以及經濟目的色彩而受到利用被進行了過分宣傳后的產物。然而無論“全球變暖原罪說”是否屬實；無論人為原因引起的“溫室效應”異常是否就是近百年引起全球氣候變化的主要因素，任何時候倡導適度“節能減排”也總是好的，至少能起到減少城市“熱島效應”，改善人類生存環境等好處。

三、對進一步研究全球氣候變化影響因素的建議

（一）注重氣候影響因素的復雜性

氣候影響因素的復雜性包括橫向與縱向的，橫向的復雜性即是指同一時間段，氣候的變化受到太陽、溫室效應等多重因素的影響。縱向的復雜性即指不同的時間段，影響氣候變化的主導因素以及氣候變化趨勢或許會發生變化。趙守拙（2012）指出“氣候門”事件中的專家截取的是1975～1990時間段的數據，因此得出了全球變暖的結論，然而倘若把時間線再加延長至1940年至今，得出的結論又會變得不同。

雖然目前有研究者試圖建立一個對溫室氣體相互作用的預測模型來試圖全面了解各溫室氣體在不同時間段對氣候變化的影響程度，但總體而言，分析判斷同一時間段不同因素對氣候變化的影響程度以及同一因素在不同時間段對氣候變化的影響程度仍是一項亟待解決的難題。

（二）加強對海洋的監測

IPCC第五次評估報告顯示1971-2010年間，氣候系統增加的凈能量中有九成以上儲存于海洋，造成海洋上層變暖。此項研究成果證實了對海洋的研究有助于對全球氣候變化的研究。胡慶東（2012）指出根據海氣耦合模型預測果，海洋對全球溫度的影響非常大，因此認為建立更加精確的海氣耦合模型以加強對海洋各物理量的變換的測量精準度對預測未來全球氣候變化趨勢的預測有很好的幫助 。

（三）增強氣候數據監測的規范性

目前觀測全球氣候變化的數據監測資料有許多，但不少資料之間都存在著一定差異。全球的的數據采集需要由相關跨國組織來加強氣候原始數據采集的規范性，比如數據模型的建立，觀測方法乃至觀測點的選址等等。需要制定系列規定來避免采集點的選址城市化等問題，以確保原始數據的真實性與可靠性。

四、結語

近百年來影響全球氣候變化的主要因素是否確為人類活動引起的“溫室效應”異常？“溫室效應”異常對全球氣候變化影響程度的上限在哪里？“溫室效應”是否真的存在理論上的“偽命題”這個問題？這些問題都是目前尚存爭議的難題。但無論這些爭議最終定論如何，適度提倡“節能環?！币部偸呛玫?；然而質疑“溫室效應原罪說”，反對過度減排，也絕非是要縱容環境破壞，只是希望人們能用更加理性的思維去審視“溫室效應原罪說”，并將有限的資源用于更加迫切的環境治理問題上去。（作者單位為四川農業大學管理學院）