王藺景?范川?何曉睿?龔彥羽
本文從溫室效應(yīng)產(chǎn)生原因出發(fā),對(duì)溫室效應(yīng)影響全球變暖的研究進(jìn)行綜述。并解讀“溫室效應(yīng)原罪說(shuō)”,在此基礎(chǔ)上作出評(píng)述。最后提出注重氣候變化的復(fù)雜性;加強(qiáng)對(duì)海洋的監(jiān)測(cè)等進(jìn)一步研究全球氣候變化影響因素的建議。
自法國(guó)學(xué)者Jean-Baptiste Joseph Fourier于1824年提出“溫室效應(yīng)”理論,以美國(guó)氣候?qū)W家James Hansen為代表的科學(xué)家們發(fā)表人類(lèi)活動(dòng)將引起全球變暖的言論,IPCC四次發(fā)布全球氣候變化評(píng)估報(bào)告后,主要是由于人類(lèi)活動(dòng)引起的“溫室效應(yīng)”異常而導(dǎo)致“全球變暖”的邏輯逐漸受到了全世界的重視。
一、溫室效應(yīng)產(chǎn)生原因研究
(一)形成機(jī)制
Baron Jean Baptiste Joseph Fourier(1768—1830)是最早奠定“溫室效應(yīng)”學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)的學(xué)者,其提出的氣體在大氣中形成穩(wěn)定屏障的理論使得大氣的保溫作用被后來(lái)的學(xué)者稱(chēng)為“溫室效應(yīng)” 。目前“溫室效應(yīng)”概念的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)早已統(tǒng)一,即指地表受來(lái)自太陽(yáng)的短波輻射變熱后所放出的部分長(zhǎng)波輻射被大氣吸收的過(guò)程,因其增溫過(guò)程類(lèi)似農(nóng)作物栽培的溫室保溫法,故而得名“溫室效應(yīng)”。
但近期也有學(xué)者對(duì)“溫室效應(yīng)”的說(shuō)法提出了質(zhì)疑。Valery P. Oktyabrskiy研究指出大氣的保溫效應(yīng)并非是類(lèi)似“溫室”那樣,因?yàn)榇髿庵械闹匾煞种弧狧2O是可以直接吸收太陽(yáng)輻射的,因而“溫室效應(yīng)”的說(shuō)法便也就失去其本來(lái)的意義,而成為一個(gè)代指大氣升溫、保溫機(jī)制的傳統(tǒng)稱(chēng)呼方式 。楊新興也認(rèn)為大氣的升溫、保溫過(guò)程與花房溫室的人工升溫、保溫機(jī)理存在差異,因而大氣的升溫及保溫作用不應(yīng)被稱(chēng)為溫室效應(yīng) 。目前學(xué)術(shù)界關(guān)于“溫室效應(yīng)”是否仍應(yīng)被稱(chēng)作“溫室效應(yīng)”尚存在爭(zhēng)議,但為撰文方便,下文仍沿襲使用“溫室效應(yīng)”傳統(tǒng)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(yáng)的部分短波輻射通過(guò),夜晚又吸收來(lái)自地面的長(zhǎng)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(jī)制宛如溫室玻璃的保溫過(guò)程,而被稱(chēng)作“溫室效應(yīng)”。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(lèi)活動(dòng)排放的最主要的溫室氣體,其主要來(lái)源卻是自然界,張崢等(2000)提出海洋與地幔是CO2的重要來(lái)源;趙守拙(2012)根據(jù)美國(guó)海洋及大氣管理局的資料指出大氣中的CO2主要來(lái)源于有機(jī)物的腐爛及海洋調(diào)節(jié),其次是動(dòng)植物的呼吸與火山爆發(fā)。目前關(guān)于溫室氣體的主要來(lái)源這個(gè)問(wèn)題,學(xué)術(shù)界的觀點(diǎn)比較統(tǒng)一—即認(rèn)為溫室氣體的主要來(lái)源為自然界。
2.人為原因
自然界是溫室氣體的主要來(lái)源,然而人為原因卻是引起“溫室效應(yīng)”異常的主要原因。根據(jù)C2ES在2015年的數(shù)據(jù),見(jiàn)圖一,CO2是人為排放量最多的溫室氣體,主要來(lái)源為能源燃燒,見(jiàn)圖二。吳虹(2000)指出伴隨城市大型化進(jìn)程的加快,城市熱島效應(yīng)的加大引起的城區(qū)地面熱蝕沉降所產(chǎn)生的CO2也將愈發(fā)增大,成為CO2的一個(gè)不容小覷的來(lái)源。2015年人類(lèi)活動(dòng)排放的第二多的溫室氣體是CH4,主要來(lái)源為農(nóng)業(yè)排放、天然氣以及煤炭的采伐等等;接著是N2O,主要來(lái)源為工業(yè)與農(nóng)業(yè),如石化燃料的燃燒及無(wú)機(jī)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(yīng)與全球變暖“關(guān)聯(lián)性”研究
(一)影響全球變暖的因素
導(dǎo)致全球變暖的因素有許多,王紹武等(2010)指出太陽(yáng)輻射、溫室效應(yīng)、火山運(yùn)動(dòng)、ENSO、城市熱島效應(yīng)及與海洋熱鹽環(huán)流有關(guān)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(shì),與溫室氣體的增加量呈正相關(guān),但是在不同的時(shí)間段“溫室效應(yīng)”異常對(duì)全球氣候變化的影響程度有所差異,李國(guó)琛(2005)指出1940—1970年當(dāng)溫室氣體劇烈上升之時(shí),地球氣候卻下降了的緣故是此期間火山活動(dòng)的頻繁引起了氣溫下降,指明在此期間火山活動(dòng)是影響全球氣候變化的主要因素,火山活動(dòng)掩蓋了“溫室效應(yīng)”增強(qiáng)對(duì)全球增溫的影響,因而此段時(shí)間內(nèi)全球氣溫變化趨勢(shì)與主要溫室氣體CO2增長(zhǎng)趨勢(shì)呈相反反向呈現(xiàn),并指出總體而言,“溫室效應(yīng)”異常是近百年來(lái)影響全球氣候變化的主要因素。
也有學(xué)者認(rèn)為人類(lèi)活動(dòng)的熱排放量以及太陽(yáng)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(jù)熵增原理,工業(yè)活動(dòng)的熱排放是導(dǎo)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(dòng)的熱排放量的增加以及太陽(yáng)輻射量和地球輻射量的增加所致;一味地控制溫室效應(yīng)不僅不能解決氣候變化的問(wèn)題,還勞民傷財(cái),得不償失, 并認(rèn)為“溫室效應(yīng)致全球變暖說(shuō)”可能是西方某些國(guó)家限制發(fā)展中國(guó)家發(fā)展的政治陰謀。
(二)解讀全球變暖“陰謀論”
隨著“溫室效應(yīng)原罪說(shuō)”的邏輯自James Hansen等科學(xué)家提出,并經(jīng)媒體大肆報(bào)道而漸被普世認(rèn)同后,1997年,一項(xiàng)限制各國(guó)碳排放的條款——《京都議定書(shū)》正式出臺(tái)。申薇(2011)認(rèn)為《京都議定書(shū)》的背后主要有三個(gè)方面的政治目的,一是對(duì)當(dāng)時(shí)的美國(guó)政府而言,提倡節(jié)能減排的計(jì)劃能為當(dāng)時(shí)的副總統(tǒng)Albert Arnold Gore Jr.塑造出“環(huán)境衛(wèi)士”的崇高形象而為下屆總統(tǒng)競(jìng)選做好準(zhǔn)備;二是此主張能迎合當(dāng)時(shí)倡導(dǎo)“低碳環(huán)?!辈u成一股不容忽視的政治力量的“綠黨”的主張;三是對(duì)于歐盟而言,倡導(dǎo)低碳環(huán)保不僅能增加其美譽(yù);能給拒絕簽署協(xié)議的美國(guó)標(biāo)榜不負(fù)責(zé)任的標(biāo)簽;能出售排放指標(biāo)、綠色環(huán)保技術(shù)來(lái)賺取可觀收入;還能抑制發(fā)展中國(guó)家的發(fā)展 。《京都議定書(shū)》的背后充斥著許多利益博弈,這引起人們的各種推測(cè),懷疑“全球變暖”嚴(yán)重性的宣傳以及“溫室效應(yīng)原罪說(shuō)”的論調(diào)便是因?yàn)槟承┱谓?jīng)濟(jì)目的而被推出并借由媒體大肆報(bào)道的一項(xiàng)“陰謀”。
2009年“氣候門(mén)”事件發(fā)生,再次引發(fā)人們對(duì)氣候變暖趨勢(shì)真實(shí)性的懷疑,也有不少人認(rèn)為此事不能排除背后有石油等能源巨擘的利益驅(qū)使的可能性。
由此可以看出,“溫室效應(yīng)原罪說(shuō)”是“陰謀”的理論是因?yàn)槌珜?dǎo)全球節(jié)能減排的理念契合了某些國(guó)家或某些群體的利益,而被染上了濃烈的政治博弈以及經(jīng)濟(jì)目的色彩而受到利用被進(jìn)行了過(guò)分宣傳后的產(chǎn)物。然而無(wú)論“全球變暖原罪說(shuō)”是否屬實(shí);無(wú)論人為原因引起的“溫室效應(yīng)”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(shí)候倡導(dǎo)適度“節(jié)能減排”也總是好的,至少能起到減少城市“熱島效應(yīng)”,改善人類(lèi)生存環(huán)境等好處。
三、對(duì)進(jìn)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(fù)雜性
氣候影響因素的復(fù)雜性包括橫向與縱向的,橫向的復(fù)雜性即是指同一時(shí)間段,氣候的變化受到太陽(yáng)、溫室效應(yīng)等多重因素的影響??v向的復(fù)雜性即指不同的時(shí)間段,影響氣候變化的主導(dǎo)因素以及氣候變化趨勢(shì)或許會(huì)發(fā)生變化。趙守拙(2012)指出“氣候門(mén)”事件中的專(zhuān)家截取的是1975~1990時(shí)間段的數(shù)據(jù),因此得出了全球變暖的結(jié)論,然而倘若把時(shí)間線再加延長(zhǎng)至1940年至今,得出的結(jié)論又會(huì)變得不同。
雖然目前有研究者試圖建立一個(gè)對(duì)溫室氣體相互作用的預(yù)測(cè)模型來(lái)試圖全面了解各溫室氣體在不同時(shí)間段對(duì)氣候變化的影響程度,但總體而言,分析判斷同一時(shí)間段不同因素對(duì)氣候變化的影響程度以及同一因素在不同時(shí)間段對(duì)氣候變化的影響程度仍是一項(xiàng)亟待解決的難題。
(二)加強(qiáng)對(duì)海洋的監(jiān)測(cè)
IPCC第五次評(píng)估報(bào)告顯示1971-2010年間,氣候系統(tǒng)增加的凈能量中有九成以上儲(chǔ)存于海洋,造成海洋上層變暖。此項(xiàng)研究成果證實(shí)了對(duì)海洋的研究有助于對(duì)全球氣候變化的研究。胡慶東(2012)指出根據(jù)海氣耦合模型預(yù)測(cè)果,海洋對(duì)全球溫度的影響非常大,因此認(rèn)為建立更加精確的海氣耦合模型以加強(qiáng)對(duì)海洋各物理量的變換的測(cè)量精準(zhǔn)度對(duì)預(yù)測(cè)未來(lái)全球氣候變化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)有很好的幫助 。
(三)增強(qiáng)氣候數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的規(guī)范性
目前觀測(cè)全球氣候變化的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)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(shù)據(jù)采集需要由相關(guān)跨國(guó)組織來(lái)加強(qiáng)氣候原始數(shù)據(jù)采集的規(guī)范性,比如數(shù)據(jù)模型的建立,觀測(cè)方法乃至觀測(cè)點(diǎn)的選址等等。需要制定系列規(guī)定來(lái)避免采集點(diǎn)的選址城市化等問(wèn)題,以確保原始數(shù)據(jù)的真實(shí)性與可靠性。
四、結(jié)語(yǔ)
近百年來(lái)影響全球氣候變化的主要因素是否確為人類(lèi)活動(dòng)引起的“溫室效應(yīng)”異常?“溫室效應(yīng)”異常對(duì)全球氣候變化影響程度的上限在哪里?“溫室效應(yīng)”是否真的存在理論上的“偽命題”這個(gè)問(wèn)題?這些問(wèn)題都是目前尚存爭(zhēng)議的難題。但無(wú)論這些爭(zhēng)議最終定論如何,適度提倡“節(jié)能環(huán)保”也總是好的;然而質(zhì)疑“溫室效應(yīng)原罪說(shuō)”,反對(duì)過(guò)度減排,也絕非是要縱容環(huán)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(yīng)原罪說(shuō)”,并將有限的資源用于更加迫切的環(huán)境治理問(wèn)題上去。(作者單位為四川農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院)