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1、地球气候变化:影响因素及趋势叶懋冬人类一直来都非常关心地球上的气候变化.尤其是近二I•年来，关于二氧化碳的排放引发地球温室效应而变暧的言论成为气候变化问题的注意中心，是多数人关注的重点.但是，把地球气候的变化仅仅归咎于碳排放，不免有失于片面.甚至碳排放也许不是影响气候的主要因索,如果我们考虑未來儿百年的气候变化趋势的话.实际上，很多因素影响地球气候的变化及其变化趋势,包括人类自身的活动.对于这些影响因索,不同的视角会冇不同的看法，会得到不同的结果.就我们来讲，希望能够从一种全面的,能看到本质性问题的角度来研究地球气候的变化，由此能分出一些独立的影响因素，从而也能推测其发展趋势•木文
2、就准备在这方面提出一种新的思路.当然，要对这样的想法作出深入的定量分析及预测，还需要大量的观测数据,这不是一个小问题.就地球气候而言，英相关的影响范围为地球的大气圈，水圈，岩石圈和生物圈，其中岩石圈屮与气候相关的仅仅是地曲浅表的部分.我们把前三圈及岩石圈的相关部分通称为地球的表面层.影响地球气候变化的最本质的原因是表面层内的能量变化•表面层的能量维持着它本身的温度,致使大气圈和水圈之间的水气交换，驱动大气气流和海洋洋流的流动•这个能量的大小直接影响到上述各种运动变化的状态和强度.我们把地球表面层作为一个系统，探讨其中的能最进出悄形.以一年为周期,地球表血层内的能量变化可以用下列关系
3、式表岀：Eres=Esun+Ein+Ebio+Eatm~Eout-EtrS其中E林为表而层内的能量剩余值;巴“”为太阳辐射到地球表面层的能量;E加为地球内部传递到表而层的能量，如地震火山爆发等，在现阶段,这部分能量相对微小，可以不计;•。为石汕煤等生物化石燃料以及（非当年的）树木等生物燃料燃烧麻所释放的能最;Eatm为人类利用核能所释放的能量;为地球向外太空所释放的能最，这部分的能最主要是通过辐射散发的;疋林为太阳的辐射能及其它能量经直接或间接转化后成为可以较长时间储存的能量,如树木等生物体，以及人类利用电能等经化学变化转化成一些高能最的化学物质.（这里，我们不考虑在-段长时间内不
4、变的一•些其它的影响因素，如月球的潮汐力所引起的能量变化.）一般，上述式子右边的四个输入量中,起决定性作用的因素是太阳的辐射能£讪，它的数值远大于其它三个最.而在后两个输出量中，地球向外太空散发的能最的变化是一个值得注意的最，近年来为众多人们所议论的“碳排放"就影响它的变化.另一个输出最E檢在现在还是一个很难估计的量，但我们可以认为在一段不长的吋间内（例如，几十年），它基本保持不变,是一个常数.地球表面层的年剩余能量决定地球气候的变化趋势•这些能量的大部分（或者说，某一大致固定的比例）最终以热量的形式影响地球表面层.一般而言,在一段不长的时间内，剩余能量E杠在一个平均值附近波动•这
5、个平均能最值用于维持表而层的温度，以及大气圈水圈的流动等•但具体到侮一年，剩余能量与平均值的差就反映了地球气候的变化.很明显，当剩余能虽多的时候,地球表面层变暖;当剩余能量少的时候，地球表面层变冷.剩余能量越多，给予大气圈水圈的驱动力也就越大，地球上灾害性天气的频度和破坏力就越高.根据上述的地球表而层能量关系式，我们可以研究关系式右边的六个能量因素的变化来推测地球气候的变化趋势.太阳到地球衣面的辐射能仗“”可以看成是常量.当然，它也有一些微小的周期性的波动,对这些微小波动的定量的测试和估算是一项更细致的工作.从地球内部因地震火山等解放到表而层的能暈巴”相对比佼小,对以不计.人类的活
6、动所消耗的能量£丽和Ealm将是影响气候的重要因素.能MEhio是过去年代所积累的太阳能的释放，现在主要是石汕和煤等化石能源的燃烧和使用，以及木材等生物体的燃烧和分解.这种过程，一方面，它们在使用过程中释放出能量;另一方面,它们在燃烧时产生二氧化碳，形成所谓的"碳排放”的温室效应问题•这种能量的大小受储量的限制虽然每年都在增加，但还是有一定限度的.能量E亦是一种新的不属于太阳能的人工释放能源.虽然现在它们与太阳辐射能比较起來还很小，但随着地球人口的增加，尤其是人类社会科学技术的飞速发展，人类对能量的需求也急剧膨胀•而且，•旦人类掌握了可控热核聚变，能量Eatm将会达到与太阳到地球表
7、面的辐射能E讪可以比较的量级.如果这种能量在地球表面层内使用，将会对剩余能量Eres有很明显的影响•那时候将会对气候产生显著的甚至是非常可怕的后果.地球向外太空的辐射能对气候有直接的影响.现在一般的说法是，二氧化碳等温室气体的大量排放减缓了地球的外辐射能的流失,导致气候变暖.这方面已经有大量的论述.此外，地球表面不同的构造,如森林，沙漠，海洋等，对太阳辐射的吸收和反射也不同，从而影响到Eout的散发.还有要注意的是,当地球表面层温度升高时，外辐射能Eout也会增大.转
