气候变暖的根本原因:地球能量收支失去失衡

气候变暖的根本原因:地球能量收支失去失衡

能量守恒定律告诉我们,能量不能无故生成,也无法无故摧毁,但它能够改变形式。例如光热转换,太阳光抵达地球时,通过分子运动转换为热量。

将来自太阳的入射大气系统的能量减去散失到外层空间的能量就得到了留在地球和地球大气层中的能量,科学上称之为地球能量收支。

当输入到地球的能量大于输出的能量时,地球气候就会变暖。

气候变暖的根本原因:地球能量收支失去失衡

联合国政府间气候变化专门委员会将在 8月 9日发布报告时地球能量收支报告,总体看,地球地球能量收支正在失去平衡。

以下是具体的数据:地球每平方米接收340.4瓦的阳光,其中,99.9 瓦被云、灰尘、雪和地球表面反射回太空,剩下的 240.5 瓦被地球表面吸收。随着全球变暖,每平方米 0.6 瓦特的微小残留物会累积,这些物质是空气中的二氧化碳等温室气体。这听起来可能不多,但它们造成的危害不小,温室气体会吸收并发射大量红外线。

另外,地球表面从大气中获得的辐射几乎是阳光直射的两倍。这是因为太阳虽然仅仅在白天加热地表,但温暖的大气层则是每时每刻在加热地表。

气候变暖的根本原因:地球能量收支失去失衡

太阳和大气到达地球表面的总能量大约为每平方米 504 瓦。地球表面排放出约79% 的辐射。剩余的能量用于蒸发水并使空气、海洋和陆地变暖。

科学家已经计算出,二氧化碳加倍会使地球每平方米增加3.7 瓦的热量。按照目前的温室气体排放速度,截止到本世纪中期,地球温室气体水平将是工业化前水平的2倍。

地球表面温度必须相应增加,直到传入和传出辐射之间的平衡恢复。换句话说,增加这么多热量将使地球气候变暖3摄氏度。防止这种悲剧性前景的方法是用新能源(太阳能、风力、潮汐能、地热能、水能、生物燃气)替代化石燃料(煤炭、石油、天然气),因为化石燃料是温室气体的主要排放来源。

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