溫室效應(yīng)課件

溫室效應(yīng)

組員:吳文析羅瑩真張珈甄李矜儀何謂溫室效應(yīng)

‘‘溫室效應(yīng)’是指地球大氣層上的一種物理特性。

假若沒有大氣層，地球表面的平

均溫度不會(huì)是現(xiàn)在合宜的15℃，而是十分低的-18℃。這溫度上的差別是由於一類名為溫室氣體所引致，這些氣體吸收紅外線輻射而影響到地球整體的能量平衡。在現(xiàn)況中，地面和大氣層在整體上吸收太陽輻射後能平衡於釋放紅外線輻射到太空外(圖一)。但受到溫室氣體的影響，大氣層吸收紅外線輻射的份量多過它釋放出到太空外，這使地球表面溫度上升，此過程可稱為‘天然的溫室效應(yīng)’。但由於人類活動(dòng)釋放出大量的溫室氣體，結(jié)果讓更多紅外線輻射被折返到地面上，加強(qiáng)了‘溫室效應(yīng)’的作用。

溫室效應(yīng)的氣體濃度大氣中某些氣體可讓短波輻射以可見光形式照射地表，並且吸收自地表反射的長波輻射，這些可以保留能量的氣體，即所謂溫室效應(yīng)氣體，包括：

二氧化碳(CO2)－由於大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，森林又被砍伐，全球的二氧化碳正以每年約六十億噸的量增加中。

氟氯碳化物(CFCs)－以CFC－l1、CFC－12及CFC－113佔(zhàn)最大使用量。使用範(fàn)圍包括冷媒、清洗、噴霧及發(fā)泡等用途，同時(shí)此類化合物也是破壞臭氧層的禍?zhǔn)住?/p>

甲烷(CH4)─產(chǎn)生自發(fā)酵與腐化的變更過程及物質(zhì)的不完全燃燒，主要來自牲畜、水田、汽機(jī)車及掩埋場(chǎng)的排放。

氧化亞氮(N2O)─係由石化燃料的燃燒，微生物及化學(xué)肥料分解而排放出來。

臭氧(O3)─來自地面污染，如汽機(jī)車、發(fā)電廠、煉油廠所排放的氮氧化合物及碳?xì)浠衔铮?jīng)光化學(xué)作用而產(chǎn)生臭氧。

溫室氣體濃度的轉(zhuǎn)變二氧化碳(CO2)

夏威夷的冒納羅亞觀象臺(tái)在1958年已開始對(duì)大氣層CO2濃度作仔細(xì)量度。表二顯示CO2在大氣層中的每年平均濃度由1958年約315ppmv(百萬份之一體積)升至1997年約363ppmv。冒納羅亞觀象臺(tái)的數(shù)據(jù)亦反映了每年在北半球因?yàn)橹参锖粑饔枚a(chǎn)生的週期變化：CO2濃度在秋冬季時(shí)增加而在春夏季時(shí)減少。與北半球比較，這種隨著植物生長及凋萎的CO2濃度週年變化在南半球的出現(xiàn)時(shí)間是剛剛相反，而且變化幅度較小，這種現(xiàn)象在赤度附近地區(qū)則完全看不到。圖.大氣層CO2的每月平均混合比。

(?)表示1974年5月以前的數(shù)據(jù)，取自ScrippsInstitutionofOceanography。

(?)表示1974年5月以後的數(shù)據(jù)，取自U.S.NationalOceanicandAtmosphericAdministration。(—)表示每月平均值的長期趨勢(shì)。CH4在大氣層中的增長速度已在近十年減少下來，尤其在1991至1992年間有明顯的下降，但在1993年後期亦有些增長。1980至1990的平均增長速度是每年13PPBV(十億份之一體積)。

在夏威夷冒納羅亞觀象臺(tái)收集的空氣樣本顯示大氣層中CH4的平均混合比。藍(lán)點(diǎn)表示量度數(shù)據(jù)，紅線和綠線分別表示CH4混合比短期和長期的變化。

甲烷(CH4)。

大氣層中CFC-11的每月平均混合比。

若是溫室效應(yīng)氣體濃度不斷增加，則將使地表溫度增加，進(jìn)而導(dǎo)致氣候的變化，其影響包括：北半球冬季將縮短，並更冷更濕，而夏季則變長且更乾更熱，亞熱帶地區(qū)則將更乾，而熱帶地區(qū)則更濕。由於氣溫增高水汽蒸發(fā)加速。全球雨量每年將減少，各地區(qū)降水型態(tài)將會(huì)改變。改變植物、農(nóng)作物之分佈及生長力，並加快生長速度，造成土壤貧瘠，作物生長終將受限制，且間接破壞生態(tài)環(huán)境，改變生態(tài)平衡。海洋變暖、海平面將於2100年上升

15－95公分，導(dǎo)致低窪地區(qū)海水倒灌，全世界三分之一居住於海岸邊緣的人口將遭受威脅。改變地區(qū)資源分佈，導(dǎo)致糧食、水源、漁獲量等的供應(yīng)不平衡，引發(fā)國際間之經(jīng)濟(jì)、社會(huì)問題。

溫室效應(yīng)所造成的影響氣候轉(zhuǎn)變：‘全球變暖’溫室氣體濃度的增加會(huì)減少紅外線輻射放射到太空外，地球的氣候因此需要轉(zhuǎn)變來使吸取和釋放輻射的份量達(dá)至新的平衡。這轉(zhuǎn)變可包括‘全球性’的地球表面及大氣低層變暖，因?yàn)檫@樣可以將過剩的輻射排放出外。雖然如此，地球表面溫度的少許上升可能會(huì)引發(fā)其他的變動(dòng)，例如：大氣層雲(yún)量及環(huán)流的轉(zhuǎn)變。當(dāng)中某些轉(zhuǎn)變可使地面變暖加劇(正反饋)，某些則可令變暖過程減慢(負(fù)反饋)。海平面升高假若‘全球變暖’正在發(fā)生，有兩種過程會(huì)導(dǎo)致海平面升高。第一種是海水受熱膨脹令水平面上升。第二種是冰川和格陵蘭及南極洲上的冰塊溶解使海洋水份增加。預(yù)期由1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.09米至0.88米之間。經(jīng)濟(jì)的影響全球有超過一半人口居住在沿海100公里的範(fàn)圍以內(nèi)，其中大部份住在海港附近的城市區(qū)域。所以，海平面的顯著上升對(duì)沿岸低窪地區(qū)及海島會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損害，例如：加速沿岸沙灘被海水的沖蝕、地下淡水被上升的海水推向更遠(yuǎn)的內(nèi)陸地方。

農(nóng)業(yè)的影響實(shí)驗(yàn)證明在CO2高濃度的環(huán)境下，植物會(huì)生長得更快速和高大。但是，‘全球變暖’的結(jié)果可會(huì)影響大氣環(huán)流，繼而改變?nèi)虻挠炅糠謥雅c及各大洲表面土壤的含水量。由於未能清楚了解‘全球變暖’對(duì)各地區(qū)性氣候的影響，以致對(duì)植物生態(tài)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)變亦未能確定。海洋生態(tài)的影響沿岸沼澤地區(qū)消失肯定會(huì)令魚類，尤其是貝殼類的數(shù)量減少。河口水質(zhì)變鹹可會(huì)減少淡水魚的品種數(shù)目，相反該地區(qū)海洋魚類的品種也可能相對(duì)增多。至於整體海洋生態(tài)所受的影響仍未能清楚知道。水循環(huán)的影響全球降雨量可能會(huì)增加。但是，地區(qū)性降雨量的改變則仍未知道。某些地區(qū)可有更多雨量，但有些地區(qū)的雨量可能會(huì)減少。此外，溫度的提高會(huì)增加水份的蒸發(fā)，這對(duì)地面上水源的運(yùn)用帶來壓力。全球變暖潛能地球大氣層中，氮?dú)鈦?zhàn)最主要成分，約78%；其次為氧氣，佔(zhàn)21%；剩餘1%則為其他氣體，其中有二十餘種屬於所謂的「溫室氣體」，可讓短波輻射光源通過，吸收長波輻射、保存地球表面溫度，此種溫室氣體主要包括CO2、CH4、CFC11、CFC12、N2O及O3等，其中以CO2為「溫室效應(yīng)」的主要成因，其貢獻(xiàn)度高達(dá)66%。所謂溫室效應(yīng)，係指大氣層中增加了過量的溫室氣體，使地球表面如覆蓋在一層玻璃罩(溫室)之下，使全球氣溫逐漸升高之現(xiàn)象。換言之，地球表面溫度，係由地球體吸收陽光短波輻射及地球本身向宇宙釋放長波輻射的交互影響所決定，在正常情況下地球表面溫度約為15℃。然而在工業(yè)革命之後，人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)耗用大量化石燃料。導(dǎo)致溫室氣體在大氣中的濃度大幅提高，此期間大氣中二氧化碳的成長速度是史前期的30至100倍，二氧化碳濃度則為第二冰河期的1.25倍，為上一次冰河期的1.75倍。根據(jù)聯(lián)合國氣候變化跨國組織(INTERGOVERNMENTALPANELONCLIMATECHANGE;IPCC)的研究指出，在過去一百年間，地球平均溫度已上升0.45℃，且在其他條件不變的情形下，公元2030年時(shí)地球平均溫度將再上升1℃，至2100年時(shí)則又上升3℃，此一結(jié)果將使兩極冰山解凍，海平面上升，致陸地面積縮小，危及人類生存空間與生態(tài)平衡。

問題與背景分析板塊運(yùn)動(dòng)地球的全球構(gòu)造是由許多板塊所組成的剛性表層,稱為巖石圈.巖石圈則覆蓋在底下具有可朔性的軟流圈之上,隨著軟流圈的熱對(duì)流方向,板塊會(huì)互相擠壓.背離或錯(cuò)動(dòng).而在邊界形成中洋脊,海溝,褶曲山脈及轉(zhuǎn)形斷層等地

形。

板塊的邊界太平洋中成鍊狀的火山群

島幾乎都以東南--西北走向,其中尤以夏威夷群島就是最好的例子.地質(zhì)調(diào)查

顯示,這些鍊狀島嶼的年齡

以西北端最老,向東南逐漸年輕,夏威夷的東南端仍然有一個(gè)活火山。地函深處的巖漿噴上地殼形成活火山,火山噴發(fā)形成的堆積物隨著地殼往西北方移動(dòng),來自地函的巖漿會(huì)繼續(xù)在新的地殼上面進(jìn)行火山作用,形成新的火山堆積。因此而形成一連串的鍊狀火山島,表示太平洋底下的熱對(duì)流物質(zhì)是由東南流向西北。

板塊內(nèi)的熱點(diǎn)張裂性板塊邊界--中洋脊

大西洋的中洋脊從5000多公尺深已海底,隆起約3000公尺以上,寬約1000公里,中央地帶有一狹長的斷裂谷,約

15公里寬.隨著山脈的峰頂延伸.從下列幾個(gè)現(xiàn)

象可發(fā)現(xiàn)斷裂谷應(yīng)是地殼的裂縫:許多地震都

發(fā)生在這些峰頂附近.地函熱對(duì)流在此處上升,

上升的地函物質(zhì)溫度非常高.沿著中洋脊的峰

頂,地?zé)崃魈貏e高.山脊底下應(yīng)有異常高的溫度。

聚合性板塊邊界—海溝,島弧與褶皺山脈多形成世界上有名的褶皺山脈,或深浚的海溝.地?zé)崃袈毜挽兑话愕恼Ｖ?/p>

太陽表面最容易觀察到的現(xiàn)象

就是太陽黑子了?？梢允褂猛?/p>

影法或太陽濾鏡進(jìn)行觀察。黑

子常成群出現(xiàn)，隨太陽自轉(zhuǎn)移

過日面，由黑子在日面上的運(yùn)

動(dòng)，可以找出太陽的自轉(zhuǎn)週期。

太陽黑子的本影、半影及米粒組織太陽黑子是光球?qū)拥默F(xiàn)象，黑子區(qū)域的溫度比光球?qū)由掀渌麉^(qū)域低，與其他太陽表面對(duì)比較冷故呈黑色。一個(gè)典型的太陽黑子由一個(gè)中央部分黑暗的本影及圍繞在周圍較不暗的半影組成，本影區(qū)的溫度在絕對(duì)溫度4000度以上，半影則為5500度。黑子大小不一，最大者可達(dá)地球直徑的兩倍。

太陽黑子蝴蝶圖是由E.W.MAUNDER在1904年開始繪

製出來的。太陽緯度的畫分和地球定緯度的方

式一樣，太陽以太陽自轉(zhuǎn)軸的方向當(dāng)做南北向

，然後將太陽盤面畫分成南北緯各90度。測(cè)量

每一緯度區(qū)被太陽黑子覆蓋面積的百分比，然

後以不同顏色表示覆蓋面積的大小，黑色大於

0%，紅色大於0.1%，黃色大於1.0%。蝴蝶圖

以時(shí)間做橫軸，太陽緯度做從軸，圖中橫座標(biāo)任何

一時(shí)間點(diǎn)上，往上畫一垂直線，即表示在該時(shí)間，太陽各緯度被黑子覆蓋的面積大小。由圖可以發(fā)現(xiàn)下列現(xiàn)象：

1.高緯度區(qū)沒有太陽黑子。

2.週期開始時(shí)，黑子從中緯區(qū)開始出現(xiàn)，但赤道附近也有黑子出現(xiàn)。

3.從最大期到最小期，黑子的分佈由中緯度區(qū)逐漸移向赤道。

4.黑子的分佈區(qū)域大致呈南北半球?qū)ΨQ分佈。

5.赤道地區(qū)幾乎沒有黑子。

6.蝴蝶圖中段為極大期(如1991、1980、1969)，太陽黑子的面積最大可達(dá)緯度15度。

蝴蝶圖溫室效應(yīng)的防治策略生活在地球上的每一分子，不僅是污染物製造者，亦是溫室效應(yīng)氣體產(chǎn)生的貢獻(xiàn)者(人之呼吸作用)。每一地區(qū)每一國家皆產(chǎn)生不同程度之溫室效應(yīng)氣體，主要取決於能源使用狀況。可採行的策略及措施如下：1.調(diào)整能源及電源結(jié)構(gòu)1.1.穩(wěn)定電源的成長，並將燃油、燃煤電廠轉(zhuǎn)為擴(kuò)大使用天然氣，以改善區(qū)域空氣品質(zhì)，並減少二氧化碳之排放。1.2加強(qiáng)開發(fā)替代能源，例如地?zé)帷⑺?、風(fēng)能、核能、太陽能、天然氣之取得及使用。1.3積極引用複循環(huán)機(jī)組發(fā)電，以提升發(fā)電效率。1.4加強(qiáng)電力負(fù)載管理，減少尖峰用電需求。1.5加強(qiáng)推動(dòng)節(jié)約能源計(jì)畫。2.調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)2.1鼓勵(lì)業(yè)者發(fā)展低耗能、低污染之產(chǎn)業(yè)，加強(qiáng)改善或淘汰高耗能、高污染之產(chǎn)業(yè)，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。2.2調(diào)整能源價(jià)格，以價(jià)差推動(dòng)產(chǎn)業(yè)加強(qiáng)提升能源使用效率。2.3引進(jìn)相關(guān)技術(shù)，優(yōu)先進(jìn)行高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)的二氧化碳排放削減。2.4增強(qiáng)法規(guī)及經(jīng)濟(jì)誘因，鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)界發(fā)展省能源、高效率設(shè)備及器具，以提升能源使用效率，並減少廢熱之排放。3.積極發(fā)展大眾運(yùn)輸系統(tǒng)，以達(dá)節(jié)約能源及減輕空氣污染。4.

擴(kuò)大綠化，優(yōu)先植林，以增加吸收二氧化碳。5.配合蒙特利議定書之規(guī)定，按管制期程，減少其他溫室效應(yīng)氣體之排放。6.加強(qiáng)有關(guān)全球溫升效應(yīng)之研究，及溫室效應(yīng)氣體排放削減技術(shù)之開發(fā)。小組心得綜合上面所述，我們提出以下幾點(diǎn)政策建議，作為我國因應(yīng)「氣候變化綱要公約」的參考。第一，政府應(yīng)加強(qiáng)全民的環(huán)保教育。只有當(dāng)環(huán)保意識(shí)真正深植人心時(shí)，

國人才能自發(fā)性的做好節(jié)約能源工作，政府的相關(guān)法規(guī)也才能順利推動(dòng)、實(shí)施，企業(yè)界亦會(huì)警覺到環(huán)保的重要，自動(dòng)做好CO2回收、去除工作。當(dāng)然，要落實(shí)環(huán)保教育，除了意識(shí)上的覺醒外，環(huán)保教育的推廣是刻不容緩的。政府在環(huán)保教育推廣上必須積極且多面向，例如：電子媒