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低氧区形成机理的水质模型研究进展
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造成氣候变化的自然因素与人为因素.doc 18页
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造成氣候变化的自然因素与人为因素
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造成气候变化的自然因素与人为因素作者：中国原化工部黎明化工研究院高工　田学甫造成气候变化的自然因素与人为因素作者：中国原化工部黎明化工研究院高工　田学甫造成气候变化的自然因素就是“水、二氧化碳和能量循环”以及大气中的尘埃含量变化；人为因素就是战争和大量使用核能（4）。人类和动物向大气释放的热量大于绿色植物转化太阳能为化学能的数量时，气温就会升高。人类和动物向大气释放的热量小于绿色植物转化太阳能为化学能的数量时，气温就会降低。大气中的尘埃含量对气温变化影响很大（1）。因为它能将太阳向地球辐射的能量反射回外太空。所以大气中的尘埃含量太高时，会使气温降低，太低时会使气温升高。使用太阳能以外能源—核能—会使气温较快升高，而且气温升高速度随核能的使用量不断增大而升高（4）。根据热力学第一定律能量守恒定律，能量是不生不灭的。因此，只有使用太阳能以外能源才能使气温快速升高。大量使用核能使地球平均气温变化曲线1955年出现了拐点。自此核能的使用量已经控制了气温变化（4）。根据热力学第二定律，地表向外太空散热的过程，是高温物体向低温物体传热过程。因此它是单方向的，不可逆的。所以大气中没有任何气体能改变这一传热过程。更没有任何气体“能将地表向外太空散发的热量拦阻于地表与平流层之间”。大气中根本不存在温室气体。大气中影响能量传递的只有尘埃，因为它能改变能量的传递方向。一、“水、二氧化碳和能量循环”制约着自远古至今的气候变化绿色植物生长与人类和动物消耗之间存在着物质和能量循环。物质循环就是绿色植物光合作用中将水、二氧化碳及溶解在水中的氨氮、硝酸盐氮、磷、硫、镁合成各种有机化合物，同时向大气释放氧气。人类和动物消耗这些有机化合物，向大气排放水、二氧化碳及氮、磷、硫、镁的氧化物，同时消耗了大气中的氧气。能量循环是绿色植物光合作用中将太阳能转化为化学能并储存于新合成的有机化合物之中。人类和动物消耗这些有机化合物，利用了其中的化学能，并将其转化为热能释放于大气。由于物质循环中水、二氧化碳在所有循环物质中占到97.2％，氮、磷、硫、镁仅占2.8％。所以就把物质和能量循环称作“水、二氧化碳和能量循环”。水表示氮、磷、硫、镁的水溶液。工业革命开始之后，绿色植物生长出的绿色植物干物质(是光合作用中合成的所有有机化合物的总称，下同)与人类和动物消耗绿色植物干物质(包括矿物燃料，下同)，在数量上已比较接近。所以“水、二氧化碳和能量循环”可以把气候变化制约在一个较小的变化范围之内（4）。当人类和动物消耗的绿色植物干物质大于绿色植物生长出的绿色植物干物质时，人类和动物向大气释放的热量必然大于绿色植物转化太阳能为化学能的数量，气温必然升高。气温升高会使大气中的二氧化碳浓度升高（5），会使光合作用中合成各种有机化合物的化学反应的反应速度加快，也会使所有这些化学反应的化学平衡向生成有机化合物的方向移动。二氧化碳浓度升高，化学反应速度加快和化学平衡向生成有机化合物的方向移动都能促使绿色植物干物质的产量提高（2）、（6）。绿色植物干物质的产量提高，又会使绿色植物生长出的绿色植物干物质大于人类和动物消耗绿色植物干物质的数量，使绿色植物转化太阳能为化学能的数量大于人类和动物向大气释放的热量，必然使气温下降。气温下降的过程就是大自然中绿色植物干物质积累的过程。大自然中每积累1.00公斤绿色植物干物质，大气中就有1.10公斤氧气积累（3）。因此经过长时间(如20年)大自然中可以积累大量绿色植物干物质，相应的大气中也积累了大量氧气。使大气中的氧含量达到容易发生火灾的浓度。雷电和物体之间硑撞发出的火花都能引起森林大火。森林大火一旦发生，消耗了大量绿色植物干物质和大气中的大量氧气，向大气释放了巨大热量使气温升高。在1840年到2010年地球平均气温变化曲线图上，1840年到1910年一段波浪式行进曲线就表明了这一气温变化实际（4）。在人类会用火之后到工业革命之前，绿色植物生长出的绿色植物干物质，要比人类和动物消耗的绿色植物干物质要多得多。因此大自然中绿色植物干物质的蓄积量要比工业革命之后要多得多。森林大火发生的周期要短，持续燃烧的时间要长，向大气释放的热量更多。使气温升高的幅度要大，会导致一定规模的火山喷发，火山灰会增多大气层中的尘埃含量，使气温回降（1）。这就是常说的小冰期。在公元1000年到2000年地球平均气温变化与大气中二氧化碳浓度关联曲线图上（5），1600年到1800年之间的一段曲线就是小冰期。在人类会用火之前的远古时代，人类和动物消耗绿色植物干物质很少。绿色植物生长与人类和动物消耗之间进行的“水、二氧化碳和能量循环”，实际上是在绿色植物生长与森林大火燃烧之间进行。这就使得气温升高较快，幅度较大。因此气温升高不时会达到使小冰期来临的温度，小冰期来临使气温回降。但总的趋势是气温逐渐升高。
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