温室气体排放不是气候变化的主要原因

　　杨新兴
　　中国环境科学研究院气候中心
　　中国北京100012
　　摘要：134字
　　温室气体排放不是地球气候变化的主要原因，人类活动排放的二氧化碳更不是导致地球气候变暖的罪魁祸首。地球气候变化的主要原因包括：（1）太阳辐射的影响，（2）地球公转和自转的影响，（3）地球轨道参数的影响，（4）大气环流的影响，（5）下垫面的影响，以及（6）大气物质成分的影响。
　　关键词：气候变化，全球变暖；温室气体；二氧化碳，人类活动
　　中图分类号：P467文献标示码：A
　　TheAtmosphericGreenhouseEffect
　　IsaFalseProposition
　　YANGXinxing
　　ChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciences，BeijingChina100012
　　Abstract：84words
　　Greenhousegasemissionsarenotthemaincauseoftheearthsclimatechange，andthecarbondioxideemissionsfromhumanactivitiesarenotthemainculpritoftheearthsclimatewarming。Themaincausesoftheearthsclimatechangeinclude：（1）theinfluenceofsolarradiation，（2）theinfluenceoftheearthsrotationandrotation，（3）theinfluenceoftheearthsorbitparameters，（4）theinfluenceofatmosphericcirculation，（5）theinfluenceoftheunderlyingsurface，and（6）theinfluenceofatmosphericmaterialcomposition。
　　Keywords：Climatechange，globalwarming；greenhousegases；carbondioxide，andhumanactivities
　　引言
　　1引言
　　迄今为止，地球上的气候，自始至终都在不停地变化。对此，专家们似乎没有异议。然而，对于气候变化的原因，他们却有分歧；至于二氧化碳是否是导致气候变暖的最主要原因，他们的分歧就更大了。
　　一些专家认为，自然因素是影响气候变化的主要原因，而人为因素对地球气候变化的影响很小。人为因素不足以改变地球气候变化的基本规律。
　　另外一些专家则认为，人为因素对气候变化已经产生了很大的影响。人类活动排放的温室气体，是导致气候变化的主要原因，特别是人类活动排放的二氧化碳，已经成为当前全球气候变暖的罪魁祸首。
　　联合国政府间气候变化专门委员会（UNIntergovernmentalPanelonClimateChange，IPCC）的《气候变化评估报告》说：
　　全球气候正在变暖。人类活动排放的温室气体，是导致地球气候变化的主要原因，而人类活动排放的二氧化碳则是导致全球气候变暖的最主要原因。如果不采取控制措施，不减排二氧化碳，全球气候变暖将会给人类带来生态大灾难。
　　IPCC於1990，1995，2001，2007，2013，2021年，先后六次发布了关于全球气候变化问题的评估报告。温室气体排放，气候变暖，是各次评估报告的主题内容。〔17〕
　　IPCC提出的气候变暖论，在世界上有很大的影响。在国内外都有不少人相信气候变暖论是真实的，是正确的，是科学的。特别是在中国的学术界里，有一些专家十分相信气候变暖论。他们坚持认为，全球气候变暖是不争的事实。并且还说，气候变暖不是伪科学。〔814〕
　　此外，在中国，还有一些人把气候变暖论，奉为圣典，放到神坛上，接受一些人的顶礼膜拜。
　　低碳论是气候变暖论的翻版。低碳论秉承气候变暖论的衣钵，视二氧化碳为气候变暖的罪魁祸首。低碳论者主张开发低碳能源，发展低碳经济，过低碳生活。特别是在国内，还有人不辞劳苦，不惜工本，写出了一百多万字的所谓低碳经济论，低碳发展论，低碳创新论大作；作者不顾年事高迈，不惜余力，为气候变暖论呐喊助威。〔1517〕
　　曾几何时，气候变暖论，气候突变论，气候异常论，气候威胁论，气候危机论，气候恶化论，气候剧变论，几乎统治了全中国，笼罩了全世界。
　　值得注意的是，无论是在国内，还是在国外，气候变暖论的支持者大多都是政府官员和直接为政府服务的学术政客，而严肃的科学家和高等院校的教授们，则对此不屑一顾。在当今的世界上，气候变暖论的最大鼓吹者，当属美国前副总统小艾伯特戈尔（1948）先生。
　　IPCC提出的气候变暖论，自始至终，都遭到有理性的科学家的尖锐批驳和有良知的社会公众的冷嘲热讽。〔1838〕
　　就在IPCC发表第一次气候变化评估报告后不久，一批对IPCC的气候变暖论持怀疑的科学家们，于1993年针锋相对地成立了一个组织，叫做非政府间气候变化专门委员会（NIPCC）。NIPCC对IPCC的发布的气候评估报告，逐条逐句地进行了严厉批驳。
　　美国前总统特朗普，曾经多次发表声明，宣称地球气候变暖是一个大骗局。2017年3月28日，特朗普签署命令，撤销早前奥巴马政府为抑制气候变化而发布的一系列法案。2017年6月1日，特朗普宣布美国退出由197个国家为控制气候变化而签订的一项国际条约《巴黎协议》。
　　目前迫于科学界和社会舆论的压力，无论是在国际上，还是在国内，气候变暖论者，悄悄地把气候变暖的说词，先后都更改为气候变化。这种更改，显然不是基于科学的进步，而是为了规避人们对气候变暖论的尖锐批评。
　　关于气候变暖问题，在国际上有三种观点：一种观点认为，人为活动导致气候变暖。另一种观点认为，气候变暖是自然因素影响的结果。第三种观点认为，所谓气候变暖，纯系子虚乌有，是伪命题。
　　现在，气候变化问题的争议，已经不再是学术界的科学家们的专利，它已经延申到了政治、经济、文化、教育、外交，甚至宗教领域。
　　2。地球大气及其热效应
　　2。1。什么是地球大气
　　地球周围厚厚的一层气态物质，叫做地球大气层，又称大气圈，通常简称为大气。地球是我们生存的家园。地球周围的大气层，不仅是保护我们人类以及其他一切生灵，免遭太阳紫外线辐射伤害的安全屏障，而且还是地球的天然保温层。
　　2。2。大气层的物理结构
　　大气层的厚度，从地表达到大气层的上界，约为数千公里。大气的上界，估计可达到6400公里左右。根据温度、密度、物质成分等物理性质的不同，地球上的大气，在垂直方向上的变化，可以分为五层，自下而上它们依次是：对流层、平流层、中间层、暖层和逃逸层。
　　地表以上，2000米以下的大气层，又叫行星边界层。此外，还有所谓的电离层，臭氧层等。
　　图1。大气层的分层结构示意图
　　Figure1。Schematicrepresentationofthelayeredstructureoftheatmosphere
　　资料来源：全网
　　2。3。大气的物质成分
　　组成地球大气的物质成分主要是：氮（N2）氧（O2）和氩（Ar），其中氮占78。1，氧占20。9，氩气少量，占0。93。此外还有少量的二氧化碳，稀有气体和水蒸气，以及极少量的固体微粒。目前，人们将大气中的物质微粒称为大气颗粒物。根据颗粒物的粒径大小，将其分为PM2。5，PM1PM10，TSP等。其中，PM2。5，PM1被称为细颗粒物；PM10被称为粗颗粒物，TSP（TotalSuspendedParticulates）被称为总悬浮颗粒物。
　　2。4。大气层的热效应
　　大气层吸收太阳和地球的热辐射能，导致气温升高的大气物理现象，被称之为大气层的热效应。
　　火星上有一层薄薄的大气层，其表面平均温度大约为47左右，比冰箱冷冻室的温度还要低。金星上有一层厚厚的大气层，其表面的平均温度，比烘箱里面的温度还要高。如果没有大气层，那么我们的地球的表面温度大约为零下19左右，比现在的地表平均温度（15）要低34。如果地球没有大气层的存在，那么地球表面，将是一个冰天雪地的世界，包括我们人类在内的一切生物，都将难以生存。
　　幸运的是，由于地球大气层的存在，地球表面的平均温度升到了15。地球大气层，为我们人类及其它一切生物，提供了一个最适宜生存和发展的气温环境。地球大气层的这种升温保温功能，科学家们称为大气层的热效应。
　　大气层热效应的概念，最早是由法国科学家，傅立叶在1807年写成的热的传播一篇论文中提出来的。傅立叶在其论文中推导出了著名的热传导方程，并在求解该方程的过程中，发现了任意一个函数，都可以由一组三角函数构成的级数形式表示，从而提出了任意一个函数都可以展开为三角函数的无穷级数的理论。傅立叶级数、傅立叶分析等理论均由此产生。
　　1822年，傅立叶出版了专著《热的解析理论》，提出地球的大气层可能是一种隔热体，大气层，如同玻璃一样，可能是一个稳定的保温屏障。
　　傅里叶的功绩在于：他首先揭示了大气层的升温、保温作用，并奠定了大气层热效应的理论基础。
　　大气热效应，已经是气候学上的标准术语。但是后来，某些专家们，莫名其妙地把大气层的热效应，改称为大气温室效应。实际上，大气热效应的产生机理，与温室效应是完全不一样的。用大气温室效应替代大气热效应的做法，完全没有科学依据，也完全没有必要。大气温室效应的说词，不是经典气候学的标准术语，也不是科学家们的共识，而是气候变暖论者的一家之言。
　　3。人工温室及其升温保温功能
　　3。1什么是人工温室
　　大家可能见过人们修建的温室吧。如果没有见过不要紧，但至少听说过吧。我们大家在寒冷的冬天里，能够享用到新鲜的蔬菜和瓜果，能够观赏到美丽的鲜花，都是民工们在温室里辛勤栽培种植出来的。
　　实际上，所谓温室，就是人们用玻璃，或者透明塑料做屋顶，建造的一类房子。这类房子具有升温保温的功能，所以叫人工温室。（图2）
　　图2。人工建造的玻璃温室
　　Figure2。Artificialglassgreenhouse
　　资料来源：全网
　　3。2人工温室的升温保温功能
　　通常人工温室的屋顶的玻璃，或者塑料，都具有良好的透光性能，来自太阳的短波光辐射很容易通过它们，进入室内，将室内的物体、地面和空气加热。同时，温室内的物体、地面发出的长波光辐射，被屋顶的玻璃，或者透明塑料所阻隔，被室内的空气所吸收，致使室内的温度高于外部空间的环境温度。人工温室的这种升温保温功能，被专家们称之为温室效应。
　　4。大气温室效应和温室气体
　　4。1什么是大气温室效应
　　大气温室效应的说词，不是经典气候学的科学术语，也不是科学家们的共识，而是气候变暖论者的一家之言。一些专家们莫名其妙地用大气温室效应的概念，取代了大气热效应。此举既无科学依据，也无实际需要；实为多此一举，无辜作乱。
　　根据气候变暖论者的说法，太阳发出的的短波光辐射可以透过大气层，长驱直入，直达地面。地面被短波热辐射加热之后，由于温度较低，故而向大气发射长波辐射。这些长波辐射，被大气中的某些特定的气体所吸收，导致大气气温升高。这种大气气温升高的现象，被称为大气温室效应。
　　实际上，根据气候变暖论者的思维逻辑，大气温室效应的定义也可以分为两种：一种定义可以说，大气能够吸收地面发出的长波热辐射，被大气吸收，导致气温升高。这种热效应，叫做大气的长波辐射温室效应。另外一种的定义可以说，大气能够吸收太阳的短波热辐射，导致气温升高。这种热效应，称为大气的短波辐射温室效应。
　　图3。大气层的温室效应示意图
　　Figure3。Greenhouseeffectoftheatmosphere
　　资料来源：全网
　　温室效应一词，在国际上最早见诸于报刊，是在19351940年
　　韦氏英语大辞典（RANDOMHOUSEWebster’sUnabridgedDictionary，SecondEdition，2001）上说，
　　Greenhouseeffect：anatmosphericheatingphenomenon，causedbyshortwavesolarradiationbeingreadilytransmittedinwardthroughtheearth’satmospherebutbutlongwavelengthheatradiationlessreadilytransmittedoutward，owingtoitsabsorptionbyatmosphericcarbondioxide，watervapor，methane，andothergases，thusrisinglevelofcarbondioxideisviewedwithconcern。（19351940）
　　4。2什么是温室气体
　　根据温室效应的定义，温室气体也可以分为两类：一类是专门吸收长波辐射的温室气体，叫做长波辐射温室气体；另一类是专门吸收短波辐射的温室气体，称作短波辐射温室气体。
　　大气中的能够吸收地面长波辐射，导致大气气温升高的一类气体，被称为长波辐射温室气体。京都议定书中规定控制的6种长波辐射温室气体为：二氧化碳（CO2），甲烷（CH4），一氧化二氮（N2O），氢氟碳化合物（HFCs），全氟碳化合物（PFCs），六氟化硫（SF）。
　　除了长波辐射温室气体外，大气平流层中的臭氧，可以吸收太阳热辐射中的短波辐射，导致平流层的气温升得很高。所以大气中的臭氧，也是很重要的温室气体，只不过它是吸收短波辐射的温室气体，所以叫做短波辐射温室气体。
　　实际上，大气中的温室气体，包括长波辐射温室气体和短波辐射温室气体，共有十种：（1）水汽，（2）二氧化碳，（3）甲烷，（4）一氧化二氮，（5）三氟甲烷，（6）全氟乙烷，（7）六氟化硫，（8）氟氯甲烷（氟利昂），（9）硫酰氟，（10）臭氧。
　　温室气体一词，在国际上最早见诸于报刊，是在19801985年。
　　韦氏英语大辞典（RANDOMHOUSEWebster’sUnabridgedDictionary，SecondEdition，2001）上说，
　　Greenhousegas：anyofthegaseswhoseabsorptionofsolarradiationisresponsibleforthegreenhouseeffect，includingcarbondioxide，methane，ozone，andthefluorocarbons。（19801985）
　　5。地球气候变化的主要原因〔39。40〕
　　现代气候学的研究结果表明，地球气候变化的主要原因包括：（1）太阳辐射的影响，（2）地球公转和自转的影响，（3）地球轨道参数的影响，（4）大气环流的影响，（5）下垫面的影响，以及（6）大气物质成分的影响。
　　5。1太阳辐射对地球气候的影响
　　太阳的热辐射是地球上气候变化的最基本驱动力。地球上不同地区的气候差异以及地球上一年四季的季节变化，主要是由于地球接受的太阳辐射能的不同，以及随时间的变化造成的。
　　5。2地球绕太阳的公转和自转对气候的影响
　　地球围绕太阳的公转，导致地球气候在一年里有四季的变化。地球的自转导致地球上有黑夜和白昼的变化。
　　图4。地球围绕太阳的公转和自转
　　Figure4。Rotationandrevolutionoftheearth
　　Source：
　　https：cn。bing。comimagessearch？qImageHoverTitleformIQFRMLfirst1）
　　5。3地球轨道参数对气候的影响
　　影响气候变化的地球轨道参数主要有三个：（1）地球公转轨道的偏心率，（2）地轴的倾斜度，（3）春分点的进动。
　　5。3。1地球公转轨道偏心率的影响
　　地球轨道偏心率对气候的影响很小。但是偏心率的变化也会影响地球上的气候变化。地球轨道偏心率变化范围是0。0170。067，目前为0。017，变化周期为十万年。偏心率变化影响地球轨道的近日点和远日点之间的距离，影响地球接受的太阳辐射能量，影响地球上的气候变化。偏心率的最大和最小值，分别对应地球上的冰河期和间冰期。
　　5。3。2地轴倾斜对气候的影响
　　地球自转轴（地轴）与公转轴的夹角，称为地轴的倾斜度。地轴的平均倾斜度是23。5度，其变化范围为21。524。5，周期约4万年。
　　倾斜度变化导致地球不同纬度之间接受太阳辐射量差异，较大的地轴倾斜度意味着高纬地区接受更多的太阳辐射。
　　地球自转轴（地轴）的倾斜是导致地球气候的季节性变化的一个主要原因。
　　图5。地轴倾斜对气候的影响
　　Figure5。Impactoftiltofearthaxisontheclimate
　　Source：
　　https：cn。bing。comimagessearch？qImageHoverTitleformIQFRMLfirst1）
　　https：cn。bing。comimagessearch？qImageHoverTitleformIQFRMLfirst1）
　　地轴的两种微小变动，分别叫做地轴的进动和章动。地轴的进动和章动，可能会导致地球气候的极冷或者极热的变化。
　　图6。地轴的进动和章动对气候的影响
　　Figure6。Impactoftheprecessionandnutationoftheearthaxisontheclimate
　　Source：
　　https：cn。bing。comimagessearch？qImageHoverTitleformIQFRMLfirst1）
　　5。3。3岁差对气候的影响
　　岁差也叫年差，是指回归年与恒星年的时间长度差。一个回归年的时间长度为365天5小时48分46秒。一个恒星年的时间长度为365日6小时9分10秒。
　　一个岁差365日6小时9分10秒365天5小时48分46秒
　　20分20。45秒
　　岁差又叫春分点的进动（precessionofspringequinox）。春分点的进动导致了一年四季的季节性气候变化。由岁差异引起的气候的变化周期约为25，800年。
　　5。4大气环流对气候的影响
　　大气环流是影响地球气候的一个重要因素，对气候的形成有着至关重要的意义。大气环流引导着不同性质的气团活动、锋、气旋和反气旋的产生和移动。常年受低压控制，以上升气流占优势的赤道带，降水充沛；相反，受高压控制，以下沉气流占优势的副热带，则降水稀少，气候干燥。
　　5。5。下垫面对气候的影响
　　大气层的下垫面是影响地球气候变化的一个重要因素，主要表现在四个方面：（1）海陆差异的影响，（2）洋流的影响，（3）地形的影响，（4）地表物质构成的影响。上述因素造成地表对太阳辐射的吸收和反射能力的差异，从而影响到地球上的气候。
　　5。6大气成分对气候的影响
　　人类活动排放的污染物，造成严重的大气环境污染，专家们对此没有异议。但是，对于大气污染物是否会导致气候变暖，专家们却有分歧。
　　一些专家们认为，全球气候正在变暖。人类活动排放的温室气体，例如，甲烷，二氧化碳，一氧化二氮，臭氧，氯氟烃等温室气体是导致全球气候变的主要因素。
　　另外一些专家们则认为，人类活动排放的污染物大气颗粒物，增加了大气的反照率，导致地表吸收的太阳辐射能减少，导致气温下降，地球气候变冷。
　　6。结论和建议
　　（一）地球气候变化的主要原因包括：（1）太阳辐射的影响，（2）地球公转和自转的影响，（3）地球轨道参数的影响，（4）大气环流的影响，（5）下垫面的影响，以及（6）大气物质成分的影响。
　　（二）温室气体排放不是地球气候变化的主要原因，人类活动排放的二氧化碳更不是导致地球气候变暖的罪魁祸首。
　　（三）建议政府领导人，在气候变化问题上，不要仅仅听信气候辩论者的一家之言，贸然决策；同时还要听听反对者的声音。
　　致谢
　　王文兴院士，任阵海院士和苏福庆教授，在作者撰写论文过程里，始终不渝地给予热情支持和鼓励，并提出中肯的意见和建议。另外，还有冯丽华高级工程师，帮助文献查新。作者受益良多。在此，谨向他们表示最诚挚的谢意。
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　　杨新兴（1940，12），男，汉族。河北省任县岭南村人。中国环境科学研究院气候变化影响研究中心研究员。研究方向：大气环境污染，大气物理，地球气候变化。
　　Email：yangxinxing0343126。com；yangxinxing0343163。com