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主题:【原创】吵来吵去,为什么没人说水呢? -- 橡树村

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家园 【原创】吵来吵去,为什么没人说水呢?

哥本哈根大会预计今天(18日)结束,这次大会吵得异常热闹,目前看似乎前景不妙。不过吵来吵去,说的基本上都是二氧化碳,当然还有甲烷啥的。于是就有人不干了,温室效应,明明水蒸气是大头,咋不说呢?

其实水蒸气真的很重要。任何一个做相关研究的科学家,在设计各种各样的模型的时候,都不会把水蒸气忘掉。忘了结果就肯定是错的。不过基本上来讲,在研究人类对温室效应影响的时候,水蒸气的变化并不是一个导致温室效应变化的原因,而是一个温室效应变化导致的结果。换句话说,水蒸气在温室效应的因果关系上,是结果,而不是原因。既然不是原因,那么讨论减排啥的,自然就要遭到忽略,就不会被政治家们拿来讨价还价,媒体自然也就不凑热闹;普通人看起来,就没人提了。

这个解释,科学家是满意的,也的确没什么争论。没有争论的东西就不是话题么。不过,究竟是咋回事呢?咱这里试试看,解释解释。资料来自 外链出处,不喜欢听我白话的,直接去看就可以了。

讲之前先说说温室效应。温室这个词么,大家不陌生,什么温室大棚啦,大家现在在冬天能吃到新鲜的蔬菜,靠的就是这个。这种温室里面,通过对结构材料的选择,太阳什么的提供的能量超过了大棚的热量散发速度,这样,温室里面的温度就要比外面高一些。不过呢,大气的这个温室效应,看起来结果相似,实际上和这个温室并不是一回事。简单的说,大气的温室效应,是大气吸收了从地表向外散发的热量,从而提高了大气的温度。具体一些呢,地球自身吸收的能量是从太阳来的。这种能量基本上是由可见光附近的波长的光提供的。地面能够吸收到这个能量的一半。与此同时呢,由于地球的温度高于宇宙的温度,所以地球也需要向外散发热量。地表可以把从太阳来的能量的28%都反射出去,散发的热量,是以红外光的形式进行的。由于地球有大气层,大气里面的一些气体可以吸收几乎全部地表散发的红外线,然后呢,吸收了这些能量的气体,可以通过热扩散把能量传播出去,也可以再通过发射红外线的形式把能量释放出来。气体散发出来的这个能量,就什么方向都有了,向外的,最终跑到宇宙里面去了,向下的,就回来加热地表,水面,于是,底层大气的温度就高了。这个温度合适了,才有万物生长,云云。

大气的温室效应就不要质疑了。这个是公认的东西。大气的温室效应最早在1824年就被发现,到了1858年被实验首次证实,第一次定量分析在1896年就有了。公认的数字,大气的温室效应使得地表的大气温度升高了33摄氏度。可以想象,没有了这33摄氏度,地球绝对不是现在的样子。温度降低33摄氏度,地球上绝大多数地方的水一年四季都只能以冰的形式存在,那么生命的形式应该会有很大的不同。这里面就可以看出了,温室效应很重要,对生命很重要,人类离不开这个东西的。

大气里面对温室效应有说得出来的贡献的成分,不算多,大多数人都知道了,包括水蒸气、二氧化碳、臭氧,还有甲烷、氮氧化物、氟氯烃等等。此外大气里面还有不是气体的,比如液体固体水形成的云,还有气溶胶啥的,也都对温室效应有显著贡献,在考虑的时候也不能忽略。具体某一个气体组分起到多大的作用呢?这个不是很清晰的。因为温室效应不是这些东西作用的简单加减法,实际作用非常复杂,这些成分之间经常互相影响。如果有人给你一个加起来正好是百分之百影响的分配比例,那么这个人肯定是外行,没准还是骗子。好在单种气体对温室效应的影响还是可以研究的。在模型里面,可以把某种气体扣除掉,然后看其温室效应,与原来的效应比较,这样就可以得到这个气体的作用。所有的气体都可以这么研究,但是很可惜,由于作用很复杂,扣掉了某个气体,你会影响到其他气体的温室效应,所以这些单个气体对温室气体的影响,作简单加法不会得到100%。这里面可以看到这个问题的复杂性。

究竟是多少呢?不同的模型还是有不同的结果的,不过相差并不很大。按照我引的网页,这个研究结果是这样的:

一个完整成分的大气,吸收100%的红外能量。

去掉水蒸气,吸收64%;就是说这个角度来看水蒸气自身提供36%;

去掉云,吸收84%;

去掉二氧化碳,吸收91%;

去掉臭氧,吸收97%;

去掉其他的温室气体,吸收98%;

去掉所有温室气体,吸收0%。

算到这里,你会发现,单一的水蒸气,36%,云,16%,二氧化碳,9%,臭氧,3%,其他,2%,加在一起才64%,小于100%。

复杂一些,

去掉水蒸汽和云,吸收34%;

去掉水蒸汽和二氧化碳,吸收47%;

只剩下水和云,吸收85%;

只剩下水,吸收66%;

只剩下二氧化碳,吸收26%;

只剩下臭氧,吸收7%;

只剩下其他温室气体,吸收8%。

看看,水加云,85%,二氧化碳,26%,臭氧,7%,其他,8%,加在一起126%,也不是百分之百。

说明一下,气溶胶是有降低大气对红外的吸收的作用的,就是说具有变冷的作用。这个模型里面没有包括气溶胶。

水在这里面的重要性是很明显的,水蒸气加上云,这个模型是85%的吸收能力,给一个正负5个百分点的误差范围,差不多就可以说,温室效应,90%是水引起的。这也是能听到的说法。不过要注意,这个说法容易误导,因为这么说,总和可不是100%,水的作用占了90%,可不等于其他的只有10%的贡献。看的时候要心里有数。

好啦,这是大自然的基本情况。现在人类活动越来越给地球添乱了,人类的活动改变了大气中温室气体的组成,于是,温室效应就有了变化,这样,地表的温度也就要有一些变化。这个变化的具体数值,也有不少模型进行估算。一般来说,较多的人认为人类活动带来了2%左右的影响,这2%,就是那33摄氏度的2%,大约是0.7度,或者说人类工业活动导致气温上升了0.7摄氏度。这个地方可以吵架的内容不少,不是这片的重点,就不提了。一般来说,这个数字在数量级上还是可以接受的。当然也有人说全球根本就没变暖,这也不是这片要讲的故事。

人类活动所影响的温室气体排放,或者其他变化,要形成足够的影响,这个变化,一定要持续一定的时间。比如说我排放某个气体,这个气体温室效应极强,但是排放以后,两天就分解掉了,变成了没有温室效应的东西,那么,这个行为对于整体气候的长期影响,是很小的,是可以忽略的。所以在考虑温室效应的时候,还需要考虑这个影响能在大气中保持多长时间。对于二氧化碳,这个时间可以很长,还没有精确的数字,不过公认的是这个时间在千年以上,是一个很长期的影响。其他的温室气体,甲烷平均在大气中存在12年左右,逐渐通过化学反应分解成二氧化碳和水,氮氧化物在大气中的寿命是114年。这些时间都足够长了,人为干涉这些物质的浓度,都会对大气的性质有长期影响。

水呢?影响只有几天。由于地球存在的庞大的水汽循环,地表存在着巨大的水体,水蒸气很容易补充。按照引用的文章作者自己的模型试验,他把水蒸气从大气中扣掉后,几天时间,水蒸气含量就基本恢复到了原来的水平,几十天以后,水蒸气含量的变化就很小了,稳定在干扰发生以前。大自然这样快速的水蒸气调节能力,导致人类的影响对整体的水蒸气浓度的直接影响很小。另外一个原因,人并没有在大自然的水循环之外,把水加入到循环内,这与因为化石能源使用而导致的二氧化碳增加完全不同。人的活动没有直接带来水的总量上升,最多是影响到局部的水循环,所以对于气候角度来讲,这个直接影响真的很小,可以忽略掉。

但是人类活动对水蒸气完全没有影响吗?也不全是。水在一定的地区,总是要尽可能保持一个稳定的相对湿度的。相对湿度,是一个衡量大气中的水蒸气含量的指标,之所以叫相对湿度,是因为同样的相对湿度情况下,在不同的温度,水的绝对含量是不同的。这样,如果因为温室效应而导致气温变化,那么,水含量会很快重新达到这个相对湿度的。也就是说,人类的活动间接影响了水蒸气含量。但是这个影响,是温室效应的结果,而不是原因。所以在考虑限制人类活动这类话题的时候,并不考虑水蒸气。

啰嗦半天,不知道能说清楚吗?

关键词(Tags): #气候变化#温室气体#水蒸气元宝推荐:海天,爱莲, 版面翰林推:游识猷, 通宝推:mezhan,海天,南加菜帮主,大懒虫1号,leqian,二宝,

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