温室效应及其控制策略

2.2.4　温室效应及其控制策略

温室效应（Greenhouse Gases）是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应。由于太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳和其他微量气体所吸收，从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳和其他温室气体就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。据估计，如果没有大气，地表平均温度就会下降到－23℃，而实际地表平均温度为15℃，这就是说温室效应使地表温度提高38℃。温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。

大量的研究结果表明，地球大气中的温室气体主要有水汽、二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、臭氧、二氧化硫、一氧化碳以及其他滞留在大气中的痕量气体，如氟氯烃、氟化物、溴化物、氯化物、醛类及各种氮氧化物、硫化物等。这里要说明的是，所有这些被称为温室气体的气体组分在实际大气中的含量都是很低的，它们的总和也不超过整个大气体积的0.03%；另一个值得指出的问题是，这些温室气体中，一部分是原来大气中所没有的，而是人类的生产和社会活动过程中排放且滞留在大气中的。

1.温室效应的危害

据科学家们预测，由温室气体造成的空气污染所导致的死亡人数，将超过死于交通事故的人数，温室效应可能对地球造成多种危害。

地球表面变暖，在远离赤道的高纬度地区变化最显著；沿海海平面上升，导致靠近赤道的许多岛屿被淹没在万顷波涛之中。据报道，南、北极冰山融化，海平面将会有明显上升。过去50年至少有7个大冰架消失。冰川的融化和退缩会减少冰雪把太阳光反射到空中的反射率，加剧温室效应的恶性循环。

某些地区由于蒸发迅速和风型改变，大气会变得更加干燥，在内陆、大陆中部地区出现较早的雪融和潮湿的春季，夏季变得漫长且来得更早，洪涝与干旱灾害更加频繁，沙尘暴等极端气象呈增加趋势。2009年，澳大利亚持续时间长、范围广的干旱少雨现象是温室效应影响的一个显著例证。

高海拔和高纬度地区在冬季会出现更频繁、更大的风雪，2000年至2001年冬季俄罗斯和我国内蒙古的大风雪，也是受到了温室效应的影响。同时，飓风将更加频繁，危害更严重。

大量物种迅速灭绝。全球变暖使三分之一物种受到严重威胁，温度和雨量的改变会使植物出现惊人的迁移，全球的生态系统发生变化，生物群落受到破坏，活动范围发生变化，全球12%的哺乳动物和11%的鸟类濒临灭绝，每天就有150～200种生物从地球上消失。

由于气候变暖，大气中的污染物加快了光化学反应速度，各类垃圾将更多地挥发出化学污染物，人类疾病增加。另一个方面，森林火灾将更加频繁，危害将更严重，这也将加剧温室效应的恶性循环，因为森林是CO₂的重要吸收源之一。目前全世界的森林覆盖消失速度惊人，联合国环境规划署报告称，有史以来全球森林已减少了一半。根据联合国粮农组织2001年的报告，全球森林从1990年的39.6亿公顷下降到2000年的38亿公顷。全球每年消失的森林近千万公顷。这是地球上CO₂浓度增加的另一个重要因素。

全球温度升高，会扩大热带范围。热带范围向北扩展，将导致北部地区的植被和一些作为病毒载体的动物的分布发生变化，病毒的传播速度加快，范围加大，使一些数十年前基本得到控制的疾病死灰复燃或产生人类认识不多的疾病。同时，气温升高使昆虫的繁殖速度加快，有害昆虫数量将大量增加。气候干旱，也会导致大量庄稼枯死，造成土地丢荒，有利于东亚飞蝗的发生和繁殖。另外，2001年居民家庭中的蟑螂变多的现象，也与气候变暖有关。

2.温室效应的形成机理

（1）温室气体的主要来源

温室气体（包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、臭氧、卤烃化合物）的主要人工来源如下：二氧化碳大部分要来源于化石燃料的燃烧；甲烷除了来源于化石燃料的燃烧，还来源于家畜的饲养、水稻种植和垃圾填埋；氧化亚氮来源于农业土壤、家畜的饲养和化学工业；对流层臭氧的增加是由于人为排放的一些化合物破坏了光化学反应的平衡而造成；卤烃化合物在大气中原来不存在，完全来自人为排放。

（2）温室效应形成机理

太阳发出的白光是一种复色光，它包含了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色的可见光，还包含不能引起人们视觉反应的红外线和紫外线。红外线和紫外线的频率范围远比可见光的频率范围宽，其中红外线的频率小于红光，具有显著的热效应，容易被物体吸收而使物体温度升高，而且它的波长较长，容易穿透云雾烟尘，但不易穿透二氧化碳。

现假设在太阳光下有一间由无色玻璃构成的房子，太阳光中的可见光能透过这种玻璃，并可被这间房子里的东西吸收，房子里的东西因获得太阳的辐射热，温度升高而变暖，这就像我们在室外晒太阳时会觉得暖和一样。玻璃房子里的物体因吸收太阳光的能量而变暖后，它又以热辐射的形式向周围散发热量，由于温度低，它只能向周围辐射能量较小的红外线，由于红外线不易通过玻璃而使玻璃房子中的能量逐渐聚集，温度逐渐升高，正是这个原因，玻璃房子里的温度比外面的高，在寒冷的冬天，许多怕冷的植物能在玻璃房中正常生长，“温室”因此而得名。温室气体主要是CO₂，CO₂能强烈吸收地面放出的红外长波辐射而使大气温度升高，令全球气候有变暖趋势。温室效应就是因此而产生的。

3.温室效益的控制策略

虽然迄今为止，我们对于温室效应无法提出有效的解决对策，但是我们能做而且应该做的是，想尽办法努力抑制温室气体排放量的增长，尽量抑制其上升的趋势。我们可以采取以下措施控制温室效应。

（1）植树造林

森林的破坏使得被植物吸收利用CO₂的量大大减少，这是造成CO₂的浓度增加的原因之一。我们应该鼓励植树造林，加强绿化建设，停止滥伐森林，有效利用植物吸收CO₂。

（2）提高能源的有效利用率

化石燃料是产生CO₂的主要能源之一，要大力研制、推广使用低排放汽车，提高汽车燃料的利用率。人类生活中处处使用能源，要使人们树立环保意识，提高生活中能源的有效利用率。

（3）优化能源结构

开发并鼓励使用天然气、风能、太阳能等少污染或清洁能源，同时积极寻找替代能源（如生物能、氢能），通过能源结构的优化，减少CO₂的排放。

（4）减少火力发电站CO₂的排放

目前发现的从火力发电站烟气中脱除的方法有：物理法，包括膜分离法、用甲醇胺的湿式吸收法、用分子筛的干式吸附法等；化学法，即用NaOH吸收CO₂后生成NaCO₃，再将其电解产生NaOH、O₂、H₂、CO₂，后两者可经过催化合成CH₃OH产品；物理化学方法，就是利用电子束照射使CO₂得以分解的办法。

生活信息箱

控制空调温度，环保从小事做起

《国务院关于加强节能工作的决定》（国发〔2006〕28号）第二十七条规定，把空调温度调整到26℃。此举不但可以节约能源，而且能减少二氧化硫、二氧化碳等温室气体的排放，从而抑制酸雨的发生。将空调温度调高1℃，中国每年可以节约33亿千瓦时电量，相当于减少330万吨温室效应气体排放，有很大的环保效应。