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黄新安:温室效应与空气热学的学术观点对比
作者:黄新安  来源:办公室  访问次数:947  更新时间:2017-8-29

 

黄新安研究全球气候变暖课题系列文章之三

 

温室效应与空气热学的

学术观点对比

 

黄 新 安

(国际易学联合会,北京 100021)

(2017.08)

 

地球表面气温飙升,生存环境逐渐变坏,关乎你我之生活,关乎大家之生活;在恶劣的自然环境当中,可言任何当代的和未来的地球人,都无法逍遥自在。

为了能够搞清楚什么是引起全球气候变暖问题发生的根本原因,为了能够实现《巴黎气候变化协定》中所确定的2℃目标,为了能够化解人世间众多“气候灾民”之难,集思广益、建言献策和有所作为,这些事情,理应每个公民都责无旁贷。

科学无国界,学术有争鸣。今天,特将目前有关气候变化的一些焦点问题,把它摆在桌面上来,我们大家共同来探讨、分析和研究。其目的只有一个,就是想方设法把全球气候变暖问题解决好,尽最大能力保护好人类的地球家园。

现在,先把有关温室效应,为引起全球气候变暖问题发生之主要原因说法的来由,作些说明。据相关资料记载:

1824年,法国的科学家让•巴普蒂斯•约瑟夫•傅里叶(1768—1830)首先在他研究热传播方面的论文中指出:受热的地表发射出看不见的红外辐射,把热量送回了太空;而大气层拦截住从地表发出的部分红外辐射,防止它们散发到太空中去,这种现象,被比喻为“温室效应”。

1859年,英国的科学家约翰•丁达尔(1820—1893)在自己的实验室里,对红外辐射是否可以穿透一切气体做验证实验,结果证实,红外线的确可以穿透大气层里的氧气和氮气这两种主要气体,但不能穿透二氧化碳这种气体;丁达尔认为,虽然二氧化碳在地球大气层中的含量只占万分之几,但这微量的二氧化碳,却能改变整个大气层的热辐射平衡。

1896年,瑞典的化学家斯范特•阿列纽斯(?—?),开始对大气中二氧化碳的含量变化情况进行研究,目的是想通过一种定量的计算,求测地球上的二氧化碳出现一定量的变化后,会给地球的温度带来怎样的改变?经过复杂的计算后,阿列纽斯宣布:如果把空气中的二氧化碳含量增加一倍(按1896年的水平),地球温度将大约升高摄氏5℃,后来,他又把这一结果调整为摄氏4℃。

1938年,英国的蒸汽动力工程师盖伊•斯图尔特•卡伦德(1898—1964),在伦敦的皇家气象学会发言时,第一个站出来声称,全球温度已经上升了,而这种升温是工业革命以来,二氧化碳增加造成的;就是这样,二氧化碳引起全球变暖之说法,由卡伦德这位对气候有业余爱好、喜欢把大量业余时间用于汇集气象统计数据的蒸汽动力工程师正式提出。这种说法称之为“卡伦德效应”。

1955年左右,美国加州理工学院的博士后学生查里斯•大卫•基林(1928—2005),尝试实际测量地球上的二氧化碳浓度是不是真的发生了变化?他自己动手,花费了几个月的研究和劳动来制造仪器,通过在加利福尼亚州周围的几个地点进行测量,耐心地改进自己的技术;随后,基林说服某些重要官员,取得了一笔资金,建立了两个观测站,一个位于夏威夷群岛莫纳罗亚火山的顶部,另一个位于原始的南极地带;1960年,有了两整年的南极洲数据在手,基林用报告说明二氧化碳水平的基线已经升高了;随着莫纳罗亚的数据的积累,这些记录越来越可观,它显示了二氧化碳水平一年比一年显著增高;不几年,基林的不可动摇的二氧化碳上升曲线(基林曲线),就被科学评审组和科学新闻工作者广泛引用,成为了温室效应的中心标志。

以上所述的情况,就是“温室效应引发全球气候变暖”之说法大致的来龙去脉。接下来,笔者就将“温室效应”与《空气热学》它们各自学术观点的要素,加以阐述。

可以肯定地说,针对全球气候变暖问题而言,约瑟夫•傅里叶等五位科学家所提出的“温室效应”的讲述,与笔者所提出的《空气热学》的讲述,差别很大。下面将把两种讲述的不同点作些简单的对比说明:

一、在诠释全球气候变暖的成因方面

温室效应讲述认为二氧化碳等,阻碍了地球上的热量向外太空散发,为变暖的主要驱动因子,也是唯一的驱动因子;空气热学讲述则从产生热量的源头上去查找原因,阐明热量与空气温度之间的变化机理,认为变暖是由综合性的太阳辐射、物体燃烧、物体爆炸、物体摩擦、使用电力、火山喷发、岩浆涌出、温泉涌出和活物机体九大驱动因子所引起的。

二、在解释变暖作用机制方面

温室效应讲述只定性和定量二氧化碳等的增加,跟全球气候变暖关联密切,但在最为关键的变暖作用机制方面,提出学说的科学家们没有做出任何解释,也就是说,二氧化碳的量变,与忽高忽低的空气温度究竟是怎样发生作用关系的;空气热学讲述则相当详细地阐述了,热量是由什么物体所产生的、热量是如何刺激空气温度上升的、升温后的热空气又是如何表现的,从定性、定量以及变暖作用机制方面等,一一道明。

三、在解决变暖问题可操作性方面

温室效应讲述将把二氧化碳这种无色、无味、不可燃、不助燃、能从人的口鼻中呼出、能弥漫在空气中、能随时经光合作用进行碳氧循环和食物制造的物质,被认定为是全球气候变暖的“罪魁祸首”,其确实让众多老百姓很费解,因为认识方面已经出现了偏差,所以操作起来也就非常困难;空气热学讲述则不同,它以大自然为依托,用全局观念去考虑问题,将地球内外能够产生热量来影响空气温度变化的物体逐一查明,并把它们变化的原理解释清楚,让老百姓看得见、摸得着、想得到和容易懂,由于能够充分认识,可预言日后操作起来有立竿见影的效果。

四、在重大学术疑点方面

疑点之一,据温室效应讲述所言,地球大气圈的空气变化情况,与人们建造的玻璃温室中的空气变化情况是一样的;它是不是真的呢?现在大家都来关注这两个情节:(1)玻璃温室是相对封闭的,而地球大气圈是完全开放的,“封闭的与开放的”可不可以同日而言。(2)玻璃温室中的空气对流和温度变化,是在没有风霜雨雪等因素干预下产生的,而地球大气圈的空气对流和温度变化,是在无数风霜雨雪等因素干预下产生的,事实证明,两者的情形是完全不相同的。

疑点之二,据温室效应讲述所言,二氧化碳阻止了地球上的热量向外太空散发;这是否事实呢?现在大家又来关注这两种情况:(1)据科研部门测算证实,地球表面到对流层顶部,从地面起算每上升1000米,空气温度就下降摄氏5—6.5℃,在地球上空10000米的位置,其空气温度几乎都是零下几十度的;请问地球表面空气中的这些热量,能不能够冲破这道“酷寒封锁线”飘散到外太空去?其次,试问二氧化碳将热量究竟拦截在地球上空的哪个具体位置,是10米?100米?1000米?10000米?拦截点周围的空气温度状况又是怎样的?前面所提及的疑点,其有待科研人员拿出科学实验的结果来释疑。(2)热力学表明,热量的传递方式有热传导、热对流和热辐射三种;距今193年前,科学家约瑟夫•傅里叶是在当时的科技水平和社会环境条件下,提出“受热的地表发射出看不见的红外辐射(即热辐射),把热量送回了太空”这一说法的,到目前为止,大家还是坚信和沿用这种说法;至于由各种物体所产生聚集在地球表面的热量传递的方式,是不是只有红外辐射(即热辐射)一种?说到这个重大的学术疑点,本着对科学研究和社会大众负责任的态度,人们在进行反思的同时,也很有必要运用带现代科学技术含量的仪器,将其进行重新测定。

除上述四个方面的情况外,下面五个出自于自然现象中的学术问题,也非常值得我们密切关注和思考:

一、针对某个地方的一天而言,请问是不是早晚温度低时该地方上空二氧化碳的含量就少?中午温度高时该地方上空二氧化碳的含量就多?

二、针对某个地方的一年四季而言,请问是不是冬季温度低时该地方上空二氧化碳的含量就少?夏季温度高时该地方上空二氧化碳的含量就多?

三、针对同一个区域、同一个时期的山区与平原而言,请问是不是山区温度相对比较低山区上空二氧化碳的含量就少?平原温度相对比较高平原上空二氧化碳的含量就多?

四、针对某个城市而言,请问是不是城内温度相对比较高城内上空二氧化碳的含量就多?郊外温度相对比较低郊外上空二氧化碳的含量就少?

五、针对某个地方而言,请问是不是晴天温度相对比较高,晴天时其上空二氧化碳的含量就多?下雨下雪天温度相对比较低,下雨下雪时其上空二氧化碳的含量就少?

科学研究是非常严谨的,来不得半点虚伪和造作。诚然,治事如治病,查明病因、找出病灶、辨析病理,然后对症下药,是治病救人最起码的医学常识。如果不遵循上述基本的医学常识行事、不辨明内因还是外因、不根据患者身体的实际情况,就胡乱开药给病人服用,其后果,很有可能于事无补、也有可能把人治死。

为了大家更好、更全面地了解当今世界各国的政府,对解决气候变化问题所做出的工作成绩,在此顺便简单地介绍一下情况:

1988年,世界气象组织(WMO)和其他联合国环境机构成立了——政府间气候变化专门委员会(IPCC)。

IPCC和以前的气候专家委员会不同,它在很大程度上由世界各国的政府代表组成,这些人和国家实验室、气象局、科学机构等有很强的联系。它既不是严格意义上的科学机构,也不是严格意义上的政治团体,而是一个独特的混合体。该机构的主要任务是对气候变化科学知识的现状、气候变化对社会和经济的潜在影响,以及如何适应和减缓气候变化的可能对策进行评估。

IPCC成立三十年来,召集国际上许多著名科学家,成立了专门的研究小组,从各种观点和角度对地球气候变化问题进行研究和讨论,目前已经完成并发布了五次评估报告(1990,1995,2001,2007,2013)。

1990年IPCC第一次评估报告认为,近百年的气候变化可能是自然波动或人类活动或两者共同造成的;

1995年第二次报告指出,越来越多的各种事实表明人类活动的影响被觉察出来;

2001年的第三次报告首次明确提出,过去50年大部分观测到的增暖,可能由人类活动引起的温室气体浓度的增加所造成;

2007年第四次报告将人类活动影响全球气候变化因果关系的判断,由原来60%信度的低点提升到90%信度的高点,指出人类活动“很可能”是导致气候变暖的原因;

2013年第五次报告确认世界各地都在发生气候变化,而气候系统变暖是毋庸置疑的。自20世纪50年代以来,许多观测到的变化在几十年乃至上千年时间里都是前所未有的。相比之前的评估报告,本次报告更为肯定地指出一项事实,即温室气体排放以及其他人为驱动因子,已成为自20世纪中期以来气候变暖的主要原因。

实践是检验真理的唯一标准。在科学研究中,学术观点仁者见仁、智者见智,是属平常事。然而,理论归理论,现实归现实;有一个明摆着的、相当严肃的和非常尖锐的问题显现在大家的眼前,它就是社会上大力提倡针对二氧化碳而进行的“节能减排”,算来已经搞了几十年,为什么期间地球上的空气升温的速度和幅度,丝毫没有减缓的迹象,尤其是近几年,反而有加速的现象,不少地方的极端高温年年破纪录;由极端气候所带来的各种吞噬生命、损毁财物和人人自危等气候灾害恶果,真是令人触目惊心!痛定思痛,其原因何在呢?是不是理论导向出了问题呢?是不是工作方法出了问题呢?面对这些问题,但愿世界各国的精英们,有所想、有所思、有所作为!

 

 
 
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