IPCC第四次评估报告指出,地球变暖的主要原因是人类活动所导致的温室气体的增加,二氧化碳是最主要的人为温室气体。
地球大气的主要成分是氮气和氧气,它们既不吸收也不散发热辐射。那些给地球保温的所谓温室气体大约有几种,最常见也最重要的是水汽,它所产生的温室效应占整体温室效应的60%~70%,这也是地球上风、云、雨、雪等各种气象活动的主要载体,但它纯粹是一种自然现象。除此之外,二氧化碳、中烷、一氧化二氮、氢氟碳化物、全氟碳化物和六氟化硫是6种主要的温室气体。其中,二氧化碳约占整体温室效应的26%,是最重要的一种温室气体。二氧化碳在大气中存留的时间高达200年,即使我们今天完全停止向大气中排放二氧化碳,此前排放的二氧化碳产生的温室效应还将持续200年左右。
二氧化碳是地球上各类生物生命活动的主要参与者,如植物通过光合作用从空气中吸入二氧化碳,转化为葡萄糖和淀粉等碳水化合物,再将碳水化合物转化为蛋白质和脂肪;动物则把植物作为食物,将植物组织的有机物消化掉,然后转化为动物组织等。通过这些复杂的活动,二氧化碳不停地在地球的大气圈、生物圈、地圈和水圈中循环流动。二氧化碳不仅是上述自然活动的载体和产物,也是人类生产活动的产物,人类耕作土地、砍伐森林和燃烧木材,都会向大气中释放二氧化碳。
在工业化以前的时期,这些活动的规模都不大,因此产生的二氧化碳排放对地球大气的影响非常微小。工业革命的到来,以前所未有的规模,显著改变了自然界的碳循环。工业革命以前很长一段时间里,大气中二氧化碳的浓度大致稳定在(270~290)×10-6,但在1800年以后,现代工业和交通发展迅猛,城市化水平不断提高,煤炭和石油消耗快速增加,导致大气中的二氧化碳浓度不断增加,且增加速度越来越快。碳在自然界的循环平衡被彻底打破,地球开始“发烧”了。
IPCC第四次评估报告认为,自1750年以来,由于人类活动,全球大气中二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的浓度已明显增加,1970~2004年期间增加了70%,目前已经远远超出根据冰芯记录测定的工业化前几千年中的浓度值。在这34年间,二氧化碳的排放增加了约80%。到2005年,大气中二氧化碳的浓度为379×10-6,远远超过了过去65万年自然变化的范围。
美国国家海洋和大气管理局(NOAA)发布的最新监测数据显示,全球大气二氧化碳浓度已由1750年工业革命前的约280×10-6上升到2008年的近386×10-6。甲烷和一氧化二氮浓度也超过了近65万年以来的最大值。据估算,自1750年以来,全球累积排放了1万多亿吨二氧化碳,其中发达国家的排放约占80%。(www.xing528.com)
全球二氧化碳浓度的增加,主要是由于化石燃料的使用。2007年11月,联合国政府间气候变化专门委员会在西班牙瓦伦西亚发表了《IPCC第四次评估报告书》,对气候变化和地球变暖的因果关系做了科学而详细的分析。IPCC第四次评估报告指出,地球变暖的主要原因是温室气体的增加,而二氧化碳是最主要的人为温室气体。而且,工业化时期以来,大气中二氧化碳浓度的增加主要源于化石燃料的使用。化石燃料燃烧所导致的二氧化碳年排放量从20世纪90年代的平均每年64亿吨碳增加到2000~2005年间的每年72亿吨碳。
煤、石油和天然气是目前全球最主要的能源,2006年在全球能源结构中占87.9%,它们是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代变化形成的,其主要成分是碳氢化合物或其衍生物,因此也被称为化石能源或碳基能源。200多年来,人类依赖碳基能源创造了很多人间奇迹,但它们燃烧过程中排放的大量二氧化碳和二氧化硫等温室气体,是造成大气褐云、灰霾、酸雨和温室效应的罪魁祸首。同时,大部分碳基能源将在21世纪内被开采殆尽。
随着全球人口急剧膨胀,人类的能源消费大幅度增长,整个工业就是靠碳基能源支持的。煤炭、石油均是古生物在地下历经数亿年沉积变迁而形成的,储量极为有限且不可再生。按现在的消耗速度,世界上的石油、天然气和煤等能源将在几十年至两百年内逐渐耗尽。20世纪60年代以来,包括水电、生物质能、太阳能、风能、地热能、海洋能、核能和氢能等新兴和可再生能源陆续被开发出来,开始部分代替碳基能源。随着技术的进步,这类新能源的比重将不断提高,最终将有望为人类社会提供清洁和持久的动力。
IPCC第四次评估报告警告说,如果到2030年,全球能源结构仍以化石燃料为主导,按照二氧化碳当量计算,全球温室气体排放量在2000~2030年间将会增加25%~90%。世界气象组织估计,如果按目前排放量继续等值排放,大气中二氧化碳等温室气体的体积浓度将近乎直线增长,2050年为450×10-6,2100年将增加到520×10-6,增长趋势令人担忧。在这一趋势下,21世纪的地球将会进一步变暖。报告估计,未来20年,全球气温将升高约0.41℃,即使所有温室气体和气溶胶的浓度稳定在2000年的水平不变,仍会升温约0.21℃。科学家相信,地球的平均气温将在未来100年内骤升1.4℃~5.8℃。
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