10.4 地球变暖的原因

地球变暖的原因

全球大气层和地表这一系统就如同一个巨大的"玻璃温室"，使地表始终维持着一定的温度，产生了适于人类和其他生物生存的环境。在这一系统中，大气既能让太阳辐射透过而达到地面，同时又能阻止地面辐射的散失，我们把大气对地面的这种保护作用称为大气的温室效应（green house effect）。造成温室效应的气体称为“温室气体”，它们可以让太阳短波辐射自由通过，同时又能吸收地表发出的长波辐射。这些气体有二氧化碳、甲烷、氯氟化碳、臭氧、氮的氧化物和水蒸气等，其中最主要的是二氧化碳。

近百年来全球的气候正在逐渐变暖，与此同时，大气中的温室气体的含量也在急剧增加。许多科学家都认为，温室气体的大量排放所造成的温室效应的加剧是全球变暖的基本原因。

人类燃烧煤、油、天然气和树木，产生大量二氧化碳和甲烷进入大气层后使地球升温，使碳循环失衡，改变了地球生物圈的能量转换形式。自工业革命以来，大气中二氧化碳含量增加了25%，远超过科学家可能勘测出来的过去16万年的全部历史纪录，而且尚无减缓的迹象。大气中二氧化碳排放量增加是造成地球气候变暖的根源。

人为因素

1.人口剧增因素

人口的剧增是导致全球变暖的主要因素之一。同时，这也严重地威胁着自然生态环境间的平衡。这样多的人口，每年仅自身排放的二氧化碳量就将是一惊人的数字，其结果就将直接导致大气中二氧化碳的含量不断地增加，这样形成的二氧化碳“温室效应”将直接影响着地球表面气候变化。

2.大气环境污染因素

环境污染的日趋严重已构成一全球性重大问题，同时也是导致全球变暖的主要因素之一。21世纪，关于全球气候变化的研究已经明确指出了自上个世纪末起地球表面的温度就已经开始上升。

3.海洋生态环境恶化因素

海平面的变化是呈不断地上升趋势，根据有关专家的预测到下个世纪中叶，海平面可能升高50cm。如不采取及对措施，将直接导致淡水资源的破坏和污染等不良后果。另外，陆地活动场所产生的大量有毒性化学废料和固体废物等不断地排入海洋；发生在海水中的重大泄（漏）油事件等以及由人类活动而引发的沿海地区生态环境的破坏等都是导致海水生态环境遭破坏的主要因素。

4.土地遭破坏因素

造成土壤侵蚀和沙漠化的主要原因是不适当的农业生产。众所周知良好的植被能保持水土流失。但到目前为止，人类活动如为获取木材而过度砍伐森林、开垦土地用于农业生产以及过度放牧等原因，仍在对植被进行着严重的破坏。土地沙化，4.7万吨土壤被侵蚀。土壤侵蚀使土壤肥力和保水性下降，从而降低土壤的生物生产力及其保持生产力的能力；并可能造成大范围洪涝灾害和沙尘暴，给社会造成重大经济损失，并恶化生态环境。

5.森林资源锐减因素

在世界范围内，由于受自然或人为的因素而造成森林面积正在大幅度地锐减。

6.酸雨危害因素

酸雨给生态环境所带来的影响已越来越受到全世界的关注。酸雨能毁坏森林，酸化湖泊，危及生物等。20世纪，世界上酸雨多集中在欧洲和北美洲，多数酸雨发生在发达国家，一些发展中国家，酸雨也在迅速发生、发展。

7.物种加速灭绝因素

地球上的生物是人类的一项宝贵资源，而生物的多样性是人类赖以生存和发展的基础。但是地球上的生物物种正在以前所未有的速度消失。

8.水污染因素

据全球环境监测系统水质监测项目表明，全球大约有10%的监测河水受到污染，本世纪以来，人类的用水量正在急剧地增加，同时水污染规模也正在不断地扩大，这就形成了新鲜淡水的供与需的一对矛盾。由此可见，水污染的处理将是非常地迫切和重要。

9.有毒废料污染因素

不断增长的有毒化学品不仅对人类的生存构成严重的威胁，而且对地球表面的生态环境也将带来危害。

自然因素

1.火山活动

2.地球周期性公转轨迹变动

地球周期性公转轨迹由椭圆形变为圆形轨迹，距离太阳更近。根据某科学家的研究地球的温度曾经出现过高温和低温的交替，是有一定的规律性的。

科里奥利效应

科里奥利效应（Coriolis effect）如果一个物体是静止的，或者相对于某一固定点作恒速 运动，那么，在这个物体上运动是不会出现什么问题的。如果你想从物体一端的A点沿着一条直线走到另一端的B点， 你在走的过程中不会感到有任何困难。

科里奥利效应的意义

科里奥利效应在日常生活中最重大的意义，是同旋转着 的地球有关。地球表面赤道上的一个点，在24小时内划一 个大圆圈，因此它是在快速地运动）如果我们从赤道出发， 越向北（或向南）走科里奥利效应，那么，地面的一个点在一天之内划出 的圆圈就越小，它也运动得就越慢。

从热带向北流动的一阵风或一般海流，起初随着地球的 旋转，从西向东转动得非常快。当它向北流动时，它保持着 它的速度，而地表的运动速度却越来越小。因此，风或海流 就会超过地表，并且越来越向东沿着曲线前进。最后，风或 海流就在北半球顺时针方向划一个大圆圈，而在南半球则反 时针方向划一个大圆圈。

正是这种造成曲线运动的科里奥利效应，在更加集中 （因而更加有力）时，就会形成飓风，如果还要更加集中和 更加有力，就会形成龙卷风。

科里奥利效应（Coriolis force)，是地球自转偏向力，指的是由于地球沿着其倾斜的主轴自西向东旋转而产生的偏向力，使得在北半球所有移动的物体包括气团等向右偏斜，而南半球的所有移动物体向左偏斜的现象。

生活中的科里奥利现象

 

下面介绍一些现实生活中受科里奥利力影响形成的现象：我国地处北半球，物体在地面上运动，受地转偏向力作用而自行向右偏转，这种现象在日常生活中还从来没有观察到。人在走路时，也从来不会不自觉地偏到右边去。这完全是因为地转偏向力很小，其效应被其他作用力的效应所掩盖。地转偏向力的效应只有在长时间累积的条件下，才容易察觉。试解释以下现象：

1.柏而定律：该定律是自然地理中一条著名的、从实际观察总结出来的规律，即北半球河流右岸比较陡削，南半球则左岸比较陡削。这可以由地转偏向力得到说明，北半球河水在地转偏向力作用下，对右岸冲刷甚于左岸，长期积累的结果，右岸比较陡峭。

2.大气环流：大气运动的能量来源于太阳辐射，气压梯度力是大气运动的源动力。全球共有赤道低压带，南、北半球纬度30°附近的副热带高压带，南、北半球纬度60°附近的副极地低压带，南、北半球的极地高压带等七个气压带。气压带之间在气压梯度力和地转偏向力的作用下形成了低纬环流圈、中纬环流圈和高纬环流圈。由于受地转偏向力的作用，南北向的气流却发生了东西向的偏转。北半球地面附近自北向南的气流，有朝西的偏向。在气压带之间形成了六个风带，即南、北半球的低纬信风带，南、北半球的中纬西风带，南、北半球的极地东风带。

3.气旋和反气旋：气旋与反气旋是大气中最常见的运动形式，也是影响天气变化的重要天气系统。在气压梯度力和地转偏向力的共同作用下，大气并不是径直对准低气压中心流动，也不是沿辐射方向从高气压中心流出。低气压的气流在北半球向右偏转成按顺时针方向流动的大旋涡，在南半球向左转成按逆时针方向流动的大旋涡，大气的这种流动很象江河海流中水的旋涡，所以又叫气旋。夏秋季节，在我国东南沿海经常出现的台风，就是热带气旋强烈发展的一种形式。高气压的气流在北半球按顺时针方向旋转流出，在南半球按逆时针方向旋转流出，高气压的这种环流系统叫反气旋。

4.傅科摆：地球的自转对单摆的运动也会产生影响，单摆的振动平面将顺时针方向不断偏转。傅科1851年在巴黎的教堂第一次用摆长达67m，摆球为直径略大于30cm的铁球，质量为28kg，单摆振动时所画出的随圆长轴等于3m，摆的振动周期为16s，而随圆旋转的周期则为32h。在历史上，傅科以此第一次显示了地球的自转。

5.复线火车：我国地处北半球，火车在行驶中受地转偏向力作用，因而对右轨压力大于左轨压力，普通单轨铁路上经常有相反方向的火车行驶，其左右正好相反，结果两轨磨损差不多相同。由于受火车发展历史的影响，调度员用来指挥火车开、停、允许不允许进站等的行车信号都设在火车前进方向的左侧路边，因而复线火车都是靠左行。火车由于受到指向运动右侧的地转偏向力，而使复线铁路上靠左走的火车所受的地转偏向力均指向内侧。设一列火车质量为2000t，速度为20m/s，列车所在地点的纬度为45°， 地转偏向力的水平分量大小: FC水平=2mVωsin45°=4123N 这只相当于列车自重的万分之二，仅为列车所受阻力的百分之几。这样大小的力，其作用效果只能表现为右轨磨损较甚，而不会使复线上相向而行的两列火车相撞。

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