如何全面解讀全球變暖?

遲早笑死在神評中


“毫無疑問,全球氣候變化正在發生;唯一有爭議的是人類在其中扮演了什麼角色。——大衛·艾登堡

全球變暖問題已經說了很多年,那麼我們的氣候真的變暖了嗎?如果答案是肯定的,我們如何才能確定人類活動是否在其中發揮了重要的作用呢?

讓我們先來做以下假設:

  • 我們以前從未聽說過全球變暖問題
  • 在此之前,我們從來沒有聽到過其他人的觀點,包括政治的、科學的或其他方面
  • 實際上,我們最關心的兩個問題是:地球是否正在變暖,如果是的話,人類是否是導致地球變暖的原因。

首先說下,全文5800+字。讓我們好好利用這段閱讀時間,利用目前科學所知道的一切對這兩個問題做出最正確的分析。我們開始吧!

是什麼決定了行星溫度

這是太陽,我們太陽系的主宰,是絕大多數能量的來源,這些能量不僅使地球風和日麗,而且使太陽系所有行星的溫度都保持在在幾開爾文以上。(文中我將用開爾文來表示溫度,但會把攝氏度和華氏溫標放在括號裡;大概是-270°C / -455°f)

在白天,地球從太陽吸收能量,但在晚上又把能量輻射回太空。這就是為什麼白天溫度升高,晚上溫度降低的原因,這對於太陽系中每一個既有白天又有黑夜的行星來說都是如此。我們還根據行星軌道的橢圓程度和軸向傾角來預測季節——冷季和暖季。

但如果這是唯一決定行星溫度的因素,那麼離太陽最近的行星溫度最高,隨著離太陽越來越遠,行星的溫度將逐漸降低。那麼我們可以從太陽系最內層的行星開始,往外看,來檢驗一下我們這個猜測。

水星的溫度很高!它是離太陽最近的行星,繞太陽運行僅88個地球日,在其最熱的部分溫度達到700開爾文(427°C / 800°F)。水星自轉非常緩慢,所以它夜晚的一側將在黑夜裡度過很長的時間;在這段時間裡,溫度會降到100開爾文(- 173°C / - 280°F),這個溫度比地球上任何已知的自然溫度都要冷得多。這就是離太陽最近的行星——水星的溫度故事。

下一個要登場的是:金星!

金星離太陽的平均距離是水星的兩倍,繞太陽公轉需要225個地球日。它的自轉速度也極其緩慢,一面在陽光下將連續度過100多個地球日,然後另一面在黑夜中度過同樣長的時間。無論白天或黑夜金星的平均溫度都是735開爾文(462°C / 863°F),甚至比水星還要熱。

這個溫度讓我們感到驚訝,這個世界到底發生了什麼?通過比較金星和水星,有四個非常明顯的區別:

  • 水星比金星小得多,
  • 金星離太陽的距離是水星的兩倍,
  • 水星的反照率比金星低得多
  • 水星沒有大氣層,而金星有非常厚的大氣層。

首先,大小並不重要。如果水星的體積是金星的兩倍,或者金星的體積是水星的一半,兩者的溫度都不會有明顯的變化,因為接收到的陽光與行星表面積的比例將保持不變。

然而,金星離太陽的距離是水星的兩倍這一事實很重要。

任何離太陽兩倍遠的物體,每單位面積只能接收到四分之一的太陽能,這意味著水星表面每一部分接收到的能量應該是金星表面接收能量的四倍。

然而,金星的溫度仍然最高,這告訴我們另外兩個不同點可能發生了一些重要的事情。

任何物體反射或吸收的方式被稱為反照率,反照率來自拉丁語albus,意思是白色。反照率為0的物體是完美的吸收體,反照率為1的物體是完美的反射體。實際上,所有物理對象的反照率都在0到1之間。我們對月亮很熟悉,在我們看來,月亮的反照率貌似很高,白天和晚上都是白色的。

其實是不對的!月球的平均反照率只有0.12,這意味著射向月球的光線只有12%會被反射,另外88%被吸收。物體的反照率越低,吸收光線的能力就越強,這意味著反照率越高,實際吸收的陽光就越少。(這裡用的是邦德反照率,適用於地球科學或行星科學。)

水星的反照率與月球相似,而金星的反照率是太陽系所有行星中最高的。

現在讓我們回顧一下:儘管金星和水星的大小不同,但這並不重要;水星每單位面積所吸收的能量是金星的四倍;金星的反照率又高,那麼水星吸收了近90%的陽光,而金星只吸收了10%的陽光。

然而,即使在夜晚金星總是比水星上的任何地方都要熱。

那麼我們現在考慮下第四個因素?

水星沒有大氣層,而金星有非常厚的大氣層。

水星和金星不只是吸收來自太陽的光,這些行星會把能量以熱量的形式輻射回太空。對於水星來說,所有的熱量都會立即回到太空,但是對於金星呢?輻射想穿過厚厚的大氣層相當困難。

事實證明,厚厚的大氣像是給金星蓋了一層被子一樣。進入金星的熱量會在金星上停留很長一段時間。這些熱量足以把整個夜晚的溫度加熱到與白天相同的溫度,這使得金星始終是太陽系中最熱的行星。

那麼我們從中學到了什麼?金星厚厚的大氣層無疑是金星比水星熱的原因。就像金星的大氣層那樣,地球也有大氣層可以捕捉熱量。

我們知道地球的大氣層很薄,而且沒有金星那麼強的保溫效果。儘管影響的程度有很大的不同,但是影響溫度的原理和機制是相同的。

那麼地球和金星的前三個數據相比呢:

  • 地球的大小和金星差不多,直徑只比金星大5%,大小於溫度無關。
  • 地球離太陽的距離是水星的三倍,比金星遠50%,這意味著地球每單位面積的輻射量只有水星的九分之一,比金星的一半還少。
  • 地球的反照率比較複雜和不一致,因為地球覆蓋著一個可變的雲層,季節變化(綠色大陸和棕色大陸有不同的反照率),冰蓋和積雪的覆蓋隨著時間而變化等等因素。地球的反照率平均約為0.30,下面有一個圖表,展示了地球從一個地方到另一個地方、從一個季節到另一個季節反照率是如何變化的。

儘管地球的反照率很複雜,但我們現在已經可以向太空中發射人造衛星,所以很容易追蹤和監控並且模擬地球表面反照率的情況。

如果我們想知道地球的溫度是多少,為什麼會有這樣的溫度,以及人類做了什麼而改變了地球的溫度,那麼我們必須瞭解第四點:地球的大氣層。

首先需要從行星大氣層擅長捕獲的能量來源太陽開始。

用一個屢試不爽的比喻來說,太陽熱得像地獄。我們可以假設地獄的表面溫度接近6000開爾文!

像幾乎所有的輻射一樣,這種輻射具有一種非常特殊的能量分佈,稱為(近似地)黑體分佈。(由於太陽大氣的影響,在非常高的波長下會有一些額外的輻射。)這確保了來自太陽的絕大多數光在光譜的紫外、可見和紅外部分達到峰值。

這就是地球將要接收的能量。在水星或月球這樣沒有空氣的星球上,能量會百分之百到達星球表面。在一個像地球這樣有云的世界裡,很大一部分熱量會在到達地表之前被反射回太空。但最特殊的例子還是金星。

在金星上,大約90%太陽光被反射回太空,只有10%被吸收。現在,問題來了:金星就像所有行星一樣,然後繼續將吸收的能量重新輻射回太空!因為金星的溫度較低(和其他行星一樣),所以它的輻射方式和太陽一樣:符合黑體輻射。但是金星輻射的波長具有到更低的能量、更低的頻率和更長的波長。

“問題”在於,金星大氣層中的許多氣體,這些氣體很容易讓太陽的光線穿透,對於金星表面發出的長波輻射來說是確是不透明的!金星的大氣不僅有吸收氣體,而且由多層厚厚的吸收雲組成。那麼,在整體能量方面會發生什麼呢?

太陽釋放能量,金星吸收一部分能量,當它再次輻射到太空時,很大一部分能量被大氣吸收並重新輻射到地表。然後地球表面再次輻射出能量,再一次,大氣吸收了大部分能量,並將其重新輻射到地球表面。

這個過程一直在繼續。金星的大氣層越厚,特別是,金星表面輻射的紅外線不透光的大氣層成分越厚,金星上的能量(以熱的形式)在行星上停留的時間越長。

這就是金星如此炙熱的原因!

這是在金星表面拍攝的唯一一張著陸器照片:金星13號著陸器,它在離太陽第二顆炙熱的行星上存活了127分鐘。它的妹妹金星14只倖存了57分鐘。因為金星表面的溫度足以在幾秒鐘內將鉛等金屬融化,所以探測器還算堅強。

現在,回到金星的大氣層,它的厚度令人震驚,包含的分子數量是地球大氣的100倍,而金星大氣含有96.5%的二氧化碳。剩下的大部分是氮,還有一些微量的其他分子,包括一些我們熟悉的並且在地球上最喜歡的分子——H₂O。

其中最主要的是二氧化碳和水蒸氣,這是因為它們對紅外線具有顯著的吸收特性。下面是二氧化碳的紅外吸收光譜:

而水蒸氣的吸收光譜看起來是這樣的:

水蒸氣在金星上的重要性只有上圖的四分之一,但是二氧化碳,你準備好了嗎?比上圖顯示的強25萬倍。

換句話說,金星大氣中的二氧化碳主要負責阻止金星的熱量重新輻射回太空,並將其封存很長時間。下圖是金星的二氧化碳相對於金星表面吸收輻射熱量的對比。

如果金星根本沒有大氣層,如果它像水星一樣,只是一個吸收了大部分陽光然後將其輻射回太空的球體,那麼金星的溫度將會是340開爾文(67°C / 153°F),這對我們來說也很熱,但是沒有什麼特別的,因為金星畢竟離太陽近嘛!

金星大氣層的作用就像厚厚的、巨大的絕緣毯;金星表面通過和毯子一樣的機制讓金星保持一定的高溫,這個過程就是:毯子吸收金星自身的熱量並將其重新輻射到金星表面。

在冬天睡覺時,毯子越厚越暖和,毯子越多保暖效果越好。有了足夠的毯子,把自己加熱到遠高於正常體溫的溫度並不難;但是可不敢捂上火了!

地球的大氣層比金星稀薄,但仍然像一張毯子一樣。

如果地球沒有大氣層,如果我們的星球像月球或水星一樣,地球的溫度將是255開爾文(-18°C / 0°F),遠低於冰點。幸好有雲層、水蒸氣、甲烷和二氧化碳等氣體使我們的世界溫度比正常情況下高33°C(59°F)。

這個現象是約瑟夫·傅里葉(Joseph Fourier)在近兩個世紀前首次發現的,於1896年由斯萬特·奧古斯特·阿倫尼烏斯(bySvante Arrheniusin)詳細研究得出了溫室效應。(還記得我們高中化學中關於酸和鹼的知識嗎?就是那個斯萬特·奧古斯特·阿倫尼烏斯。)

所有這些:水蒸氣、甲烷、二氧化碳每一種吸收紅外線的氣體,都會像毯子一樣覆蓋在地球上。當我們從地球的大氣層中添加(或去除)更多的這些氣體時,就像是地球所覆蓋的毯子變厚(或變薄)一樣,這也是阿倫尼烏斯在100多年前發現的。

這就是全球變暖的動力,溫室效應,以及為什麼有大氣層的行星總體上比沒有大氣層的行星溫度更高的原因。到目前為止,應該沒有人對溫室效應有任何的爭議:地球接收陽光,反射部分陽光,吸收剩餘的陽光,然後再輻射出去,輻射的熱量取決於地球的大氣層,這些熱量可以以不同的效率被捕獲,從而使地球變暖。

那麼地球的大氣層是由什麼構成的呢?人類活動對地球大氣以及全球溫度的影響

大部分是氮氣,佔乾燥大氣的78%,其次是氧氣,佔21%。還有1%的氬是惰性氣體,其次是少量的二氧化碳、氖(另一種惰性氣體)、甲烷和其他微量元素和分子。

我在這裡說“乾燥的大氣”很重要,因為,我們的大氣從來沒有真正乾燥過。

地球上海水的質量大約是地球大氣質量總和的300倍。由於化學原理(蒸發、蒸氣壓等)的作用,平均會給大氣增加約1%的水蒸氣。這個數字是可變的,我們無法控制。

我們還無法控制雲層、氧氣或臭氧。但是在過去的幾個世紀裡,大氣中的二氧化碳含量發生了巨大的變化,這個毫無疑問,是由人類活動造成的。

直到18世紀末,我們大氣中的二氧化碳含量一直穩定在百萬分之270-280(ppm)左右,由於火山爆發、森林火災和其他自然活動等原因,二氧化碳含量會發生少量變化。但隨著工業革命的到來,一切都發生了改變。

在自然歷史上首次,儲存在地表下的碳,石油和其他資源的碳基生物的殘餘物,被我們人類大量燃燒,排放回到大氣中。

我們自己可以算一下,會發現自從工業革命開始以來,我們已經燃燒並向大氣中排放了大約1.5萬億公噸的二氧化碳。

這數字應該有點令人驚訝,因為如果再計算一下現在大氣中二氧化碳的含量,我們會發現“只有”大約2.1萬億公噸(或400 ppm),比工業革命前的水平(270 ppm)只增加了約0.7萬億公噸。那麼,另外0.8萬億噸去了哪裡?

你可能已經想到了,消失的CO₂進入了海洋。當我們把二氧化碳(CO2)和水(H2O)混合時會得到什麼嗎?得到H₂CO₃,也就是碳酸。如果你之前聽說過海洋酸化,毫無疑問,這就是導致海洋酸化的原因。

這不是問題的關鍵;目前的問題是全球變暖。根據我們剛剛講過的知識,我們知道行星表面吸收的光主要是紫外線、可見光和近紅外線,然後把這些能量以中紅外線和遠紅外輻射回太空。除非大氣中的某些物質吸收了部分紅外線能量,並將其重新輻射回地球表面。地球上的氣體能做到嗎?

只能說還算可以,地球上的大氣足以讓地球比沒有大氣層的情況下升溫33°C(前文已經說過)。事實上,在33℃中,大氣科學已經能夠量化到多少是由不同的組成部分造成的:

33℃的溫室效應中有50%是由水蒸氣造成的,約25%是由雲造成的,20%是由二氧化碳造成的,其餘5%是由其他不可凝結的溫室氣體造成的,如臭氧、甲烷、一氧化二氮等。

如果我們過濾水蒸氣的影響,這就是不同氣體的再輻射對地球熱量的貢獻。

那麼,如果我們的星球有20%的溫室效應是由二氧化碳造成的,而我們將二氧化碳水平提高了50%,這是否意味著我們又將面臨3.3°C(5.9°F)的升溫?

也許吧,但不一定。還有其他因素在起作用,當地球溫度升高時,地球會有許多自然機制試圖自我調節。

如果冰川和冰蓋開始融化,就會向海洋、湖泊和河流中釋放出溫度更低的水。對於二氧化碳的少量增加,植物活動將會增加,從大氣中去除一些溫室氣體。

危險在於,如果我們過快地向大氣中添加過多的二氧化碳,這可能意味著地球的溫度會隨著溫室效應的增加而開始升高。

這正是我們目前所看到的情況。上圖中直到20世紀70年代末,我們看到的是正常的溫度波動,與歷史上所觀察到的一致。但在那之後,隨著二氧化碳濃度呈指數級增長,地球的平均溫度也開始迅速上升。

這種增長一直持續到了今天,從來沒有間斷。

其他顯示全球平均氣溫隨時間變化的方法,例如計算每十年的全球平均氣溫變化,也顯示出自上世紀70年代末以來全球氣溫在穩定的增長。

因此,毫無疑問,地球已經變暖了,而且根據我們最好最準確的測量,地球似乎還在變暖。

事實上,相反的情況正在發生,當前的太陽活動週期顯示出太陽活動的大幅減少,如果其他條件相同,這應該會導致行星的冷卻效應。但是我們地球依然再升溫。

根據我們對行星科學、地球大氣層、人類活動以及我們所觀察到的情況,全球變暖不是太陽,不是火山,也不是我們所知道的任何自然現象造成的,更多的因素指向了我們人類。

我們現在知道全球變暖是真實存在的,也已經瞭解是由人類活動引起的,人類應該思考如何解決這個問題。我希望人類能夠在這個世界上幸福地、成功地生活幾千代人,而這一切都要從我們人類的實際行動開始!


量子科學論


1)《全球氣候狀態與算法系統》

2018.6.30

全球氣候各種變化最大的作用都只是對無知又不願努力改變上進者必會產生實質性的傷害與死亡的降臨,從古至今皆無一例外.

別的也就沒什麼用了.

全地球各國各地區的氣候冷暖或空氣品質優劣等等氣候狀態全是來自十分專業又科技卓越的算法系統調控的必然現象.無一例外!

那麼操控者就會十分科學又不帶偏見地根據地球各個地區文明發展與綜合大平衡的需要不斷隨時調控各地區使用的氣候算法系統軟件的級別,從而為被人類稱為的"極端氣候現象"製造出了一個又一個氣候現狀了.

比如現在的印度空氣惡劣又缺水嚴重的現象也是嚴格地被使用的宇宙第4級的C類算法系統所算計了的必然後果而已.別無他因了.

任何地區的嚴重霧霾或空氣品質優秀也全是同理----由即時調整使用的氣候算法系統決定!根本由不得什麼人類的氣候專家明不明白了,反正講白了人類的氣候專家也不可能會明白才是很合理耶,不然才叫太不科學了.

所以你居住的地區空氣品質優秀嗎?或是老是被霧霾圍城了?或是突然又冰雹狂下了?或是很奇怪地被龍捲風了?還是被大暴雨給整成了海景城市了?等等"氣候反常現象"全是由應用於你那個地區的氣候算法系統說了算!別的說法全叫瞎扯忽悠無知者好使罷了.

反正在人間無知者忽悠更無知者的現象是當今人類文明尚處於宇宙智慧文明金字塔底層必定會經常發生的現象.否則才叫太沒天理耶.

比如,地球上任何地區每次出現的"日暈"現象使用的算法是屬於宇宙第91級的C類算法系統所製造的現象.

地球上任何地區每次出現的"雙彩虹"現象使用的算法是屬於宇宙第83級的C類算法系統所製造的現象.而"單彩虹"就是用宇宙第64級的C類算法系統玩出來的必然現象.

每一次在任何地區上空專業製造"幻日"現象使用的算法系統均是採用宇宙第74級的C類算法系統直接製造成功的後果.無一例外.

你若實在熱衷於想知道此事真偽也可親自去見上帝求證即可.

現今被應用於現實的專業操控全球任何地區氣候各種奇怪也很失常變化的科技水平比正常人類所知曉的最先進科技水平更先進至少超出5000年了------這話太令人難以接受,但偏偏卻是事實而已.所以做為任何正常人類大可不必當回事就很好了,不然為此事而較真就太沒意義了.

2)《AI獲得意識才有價值(2)》

2019.3.16

Marcus du Sautoy說-----"AI除非獲得意識,否則不會有任何有價值的創意."

而我的觀念從來就是認定他的這種說法肯定是十分正確的,不然誰去搞AI就真的一點也不好玩了.

現舉些實際已被"導演"大用特用又是吃瓜群眾都決不會當回事的超級AI軟件系統的智商的例子,以便不明真相的群眾就不必大驚失色或有什麼不可思議了:

1)調控霧霾軟件系統智商是6000萬.

2)製造颶風軟件系統智商是7900億.

3)製造海嘯軟件系統智商是6000億.

4)調控火山是否噴發軟件系統智商是9700億.

5)製造嚴寒暴雪軟件系統智商是5000億.

6)製造酷熱乾旱軟件系統智商是6000億.

7)製造大暴雨洪水軟件系統智商是6000億

8)............100)這些就不用再列舉了,反正大夥都不會當回事更無可能當真,對吧?

當然任何群眾若對於"導演"在地球上玩的遊戲有明顯異議均享有絕對的權利可親自去找上帝投訴其行為的不當等等,上帝一定可以耐心等待任何人去投訴,直到永遠........

所以像我這種沒什麼文化的人會認真講述早已發生於人間的各種事實真相也就更是無關緊要了.

所以地球上各個地區發生的各種名堂的"自然災難"事件皆是專業策劃的必然後果,沒人要搞鬼呀,全是明目張膽地搞事!











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