在近一個(gè)世紀(jì),造成全球氣候變暖的主要原因,是人類使用化石燃料(煤、石油等)排放出大量的二氧化碳及其它溫室效應(yīng)的氣體。溫室效應(yīng)自地球以來(lái)便是一直存在的,如果沒(méi)有溫室效應(yīng),那么地球常年都處在20℃以下。
大氣溫室效應(yīng)原理
研究表明,宇宙中任何物體都會(huì)以電磁波方式進(jìn)行向外界輻射,物體的溫度越高,輻射的波長(zhǎng)越短。太陽(yáng)表面溫度高達(dá)5770K(K是國(guó)際單位制中的單位,跟℃之間的轉(zhuǎn)換:℃ = K - 273.15),可見(jiàn)太陽(yáng)的輻射波長(zhǎng)很短。
地球上的大氣對(duì)于太陽(yáng)的短波輻射幾乎是透明的,太陽(yáng)短波輻射直達(dá)地球表面,使地球表面溫度升高。但由于地球表面溫度較低所向外界輻射的波長(zhǎng)較長(zhǎng),而大氣卻強(qiáng)烈吸收地表波長(zhǎng)較長(zhǎng)的輻射,同時(shí)又像外輻射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的輻射。這些輻射也會(huì)向地表輻射,稱為逆輻射,逆輻射也會(huì)讓地表升溫,所以說(shuō)大氣對(duì)于地球是一個(gè)較好的保溫作用。
太陽(yáng)光輻射地球,大約30%被大氣層反射,50%被地表吸收,20%通過(guò)被大氣中溫室氣體吸收。
全球氣候變暖
而大氣中起溫室作用的氣體是二氧化碳(CO?)、氟氯烴(CFCS)、甲烷(CH?)、二氧化氮(NO?)以及水蒸氣等,而溫室氣體中以大量的二氧化碳為主。假如二氧化碳大量增多,大量吸收地表輻射通過(guò)逆輻射反給地表,將會(huì)導(dǎo)致地面溫度升高,全球氣候變暖。
日常生活中我們所用的冰箱、空調(diào)等制冷劑,使用過(guò)程中會(huì)釋放氟利昂(常溫中無(wú)色氣體或易揮發(fā)液體),據(jù)研究表明,這種氣體不僅會(huì)破壞大氣中的臭氧(O?),而且溫室效應(yīng)比二氧化碳還高,引起全球氣候變暖??茖W(xué)家們預(yù)測(cè),到2050年全球溫度將上升2-4攝氏度,南北極的冰山開始融化,導(dǎo)致海平面上升。一些位于沿海城市將會(huì)被淹沒(méi)。
相比二氧化碳或氟利昂,下面這種氣體也是未來(lái)導(dǎo)致氣候變暖“潛力者”———全氟三丁胺(Perfluorotributylamine,PFTBA)
全氟三丁胺
雖然目前導(dǎo)致全球變暖的“罪魁禍?zhǔn)住边€是二氧化碳。全氟三丁胺,目前發(fā)現(xiàn)這種新型溫室氣體是多倫多大學(xué)化學(xué)系的研究者,很多研究者表示這個(gè)氣體并不是自然產(chǎn)生的,但所幸的是在大氣中含量非常稀少,目前暫時(shí)對(duì)環(huán)境并沒(méi)有什么威脅。
其實(shí)早在二十世紀(jì)五十年代,PFTBA已經(jīng)被應(yīng)用于生產(chǎn)各種電子設(shè)備,如晶體管和電容器等。雖然多倫多研究者表明目前尚未了解其廣泛用途,但它代表整個(gè)氣候影響的工業(yè)工程,它目前比二氧化碳少很多,但每個(gè)分子在促進(jìn)全就變暖方面是非常高效的,在長(zhǎng)期看來(lái)是對(duì)氣候有著極大的潛在威脅。
研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)間跨度為一百年時(shí),PFTBA的全球變暖的潛勢(shì)是二氧化碳的7100倍!是多么一個(gè)可怕的數(shù)字。在多倫多地區(qū),PFTBA在大氣中濃度僅0.18ppt,相比二氧化碳的濃度400ppm,顯得微不足道了。
ppt、ppm是用來(lái)表示濃度的單位,ppt為億萬(wàn)比單位,1/1012; ppm為百萬(wàn)比單位,列舉二氧化碳換算方式如400PPm=(400/10000)%=0.04%。
美國(guó)氣候?qū)W家德魯·辛德爾說(shuō):“這警示我們:當(dāng)濃度足夠高時(shí),這種氣體將對(duì)氣候產(chǎn)生巨大的影響?,F(xiàn)在它的量并不大,因此我們當(dāng)下不必?fù)?dān)憂,但是我們必須確保它不會(huì)增長(zhǎng),不讓它成為全球變暖的元兇?!?/div>
結(jié)語(yǔ)
一個(gè)潛在威脅卻告訴我們一個(gè)真理,目前科技發(fā)展迅猛,伴隨著
化工業(yè)和能源開發(fā),也許有更多的像PFTBA對(duì)于人類生存存在威脅例子了,人類執(zhí)著于研究科技的同時(shí)也應(yīng)該改善地球的環(huán)境,也許霍金說(shuō)“如果我們是這個(gè)星系中唯一的智能生命體,我們應(yīng)該確保自己得以生存和延續(xù)。但面對(duì)地球的有限資源和呈指數(shù)形式增長(zhǎng)的人口數(shù)量,我們長(zhǎng)期生存的唯一機(jī)會(huì)不是留在地球,而是向外太空尋找出路?!笔强吹降厍蛸Y源損耗太快至枯竭,一直賴以生存的地球環(huán)境慢慢的不適應(yīng)人類生存。希望別等到所謂的“宇宙飛船”誕生前人類在地球就已經(jīng)無(wú)法生存了,科學(xué)是造福人類,而不是危害。