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谭老师地理工作室

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研究方向:中学地理教育教学、国家天文地理奥赛培训、地理冬夏令营野外实践活动策划与实施、户外生存徒步骑行爬山野驴训练、中学自主和研究性学习研究、学业规划和生涯指导分析、自主招生笔面试研究、在线移动互联网教育实践等。

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地理效应集锦  

2013-04-28 10:46:48|  分类: 谭天说地 |  标签: |举报 |字号 订阅

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雨岛效应
“雨岛效应”是如何形成的呢?专家解释称,大城市高楼林立,空气循环不畅,加之盛夏时节,建筑物空调、汽车尾气更加重了热

量的超常排放,使城市上空形成热气流,热气流越积越厚,最终导致降水形成:“大城市大气环流较弱,由于城市热岛所产生的局

地气流的上升有利于对流性降水的发生、发展,城区空气中凝结核多,大核(如硝酸盐)存在时有促进暖云降水作用,同时城市的

下垫面粗糙度大使其降水雨系减慢,延长城区降水时间。以上因素共同作用,就会形成‘雨岛效应’。”
美国方面的研究证实,大城市及其下风向“雨岛效应”明显。由于“雨岛效应”集中出现在汛期和暴雨之时,这样易形成大面积积

水,甚至形成城市区域性内涝。
雾岛效应
英文名称:Fog Island Effect
   现代城市被科学家称之为“气候岛”,主要有“五岛效应”,其中城市热岛效应为著名,但“雾岛效应”、“雨岛效应”、“干

岛效应”、“混浊岛效应”的影响也不容忽视。
  所谓“雾岛效应”,其原因主要是城市颗粒污染物增加,凝结核过多,引起雾日的增加。如伦敦为国际著名的雾都,重庆为我

国的雾都,除了自然条件的原因外,城市雾岛效应也是重要因素。伦敦近年来进行了环境治理后,雾日大大减少,就是最好的证明


  此外,除了正常的雾外,有人把城市的“烟雾”也包含在其中,这样象洛杉矶著名的光化学烟雾事件也被视为城市雾岛效应的

一个实例。


绿岛效应

“绿岛效应”是指在一定面积(约3公顷)绿地里气温比周边建筑聚集处气温下降0.5℃以上。
  森林是最高的植被。在成片的森林地区以及林冠层的下部能形成一种特殊的气候。森林可以减小气温的日变化和年变化,减低

地表风速,提高相对湿度,增加降水,形成森林小气候。这就是森林的绿岛效应。由于森林能改变风向,减弱风速,阻滞沙土,起

着防风、固沙、保土的作用,因此,大规模的植树造林往往成为改造小气候的有效措施之一。我国三北地区,风沙大,降水少,蒸

发强,大规模的植树造林,建造防风林带,对于改变这些地区的气候,促进农牧业生产,起到很大的作用。
  绿化可以调节气温,起到冬暖夏凉的作用。在炎热的夏季,树木和草坪庞大的叶面积可以遮阳,能有效地反射太阳辐射热,大

大减少阳光对地面的直射。树木通过叶片蒸发水分,可降低自身的温度,提高附近的空气湿度。因而夏季绿地内的气温较非绿地低3

~5℃,较建筑物地区可降低10℃左右。所以,在绿化好的地方,人们会感到空气清新,可为人们提供消暑纳凉、防暑降温的良好环

境。在寒冷的冬季,树木较多的绿地中,由于树木能减低风速,减弱冷空气的侵入,树林内及其背向的一侧,温度可提高1~2℃。


干岛效应
英文名称∶DryIslandEffect
    与热岛效应通常是相伴存在的。由于城市的主体为连片的钢筋水泥筑就的不透水下垫面,因此,降落地面的水份大部分都经人

工铺设的管道排至他处,形成径流迅速,缺乏天然地面所具有的土壤和植被的吸收和保蓄能力。因而平时城市近地面的空气就难以

像其他自然区域一样,从土壤和植被的蒸发中获得持续的水份补给。这样,城市空气中的水分偏少,湿度较低,形成孤立于周围地

区的"干岛"。


绿洲效应 英文名称:Oasis effect

 

 

定义


  在沙漠地区,因为无水又高温低湿,因此无动植物存活。但是沙漠地区只要有水源,水分与空气混合,降低空气温度,提高相

对湿度。湿润的空气适合作物成长,形成人类可居住的条件。在气象学此种空气与水混合,空气的热量使得水分自液体转变为气体(

蒸发作用),空气的热量被水分吸收因此减少。空气温度因此降低(冷却作用)。水分变成水蒸气又进入空气之内,因此空气内相对湿

度增加。此种水与空气混合产生降温加湿的结果与沙漠中绿洲的形成十分相似,因此称为绿洲效应。此种过程也称为蒸发冷却作业


应用

 


  在干旱或半干旱地区,进行大面积的人工灌溉可以引起气候变化,产生绿洲效应。经过灌溉的土地,土壤湿润,热容量增大,

水份蒸发量也随之增加,土壤和近地面层气温的昼夜变化趋向和缓,相对湿度加大。就好比在沙漠中出现绿洲一样。大面积的灌溉

可使局部范围内的气候相应改变,额外水份的蒸发将引起云、辐射和降水等气候变化。自20世纪30年代以来,美国在62000平方公里

的土地上进行灌溉,结果使当地初夏增雨10%。有些科学家还曾设想建立半径达50米的巨型输水管道,横跨大西洋,将南美亚马逊河

口的淡水输送至非洲撒哈拉沙漠灌溉,形成广阔的绿洲,以改良其极端干旱的气候状况。
作用条件

 


绿洲效应来自水与空气的混合。因此绿洲效应的作用条件在于:
1.有足够的风量与风压,
2.有足够的水量,
3.有足够的时间使水与空气得以混合。

 


狭管效应


地形的狭管作用,当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时,由于空气质量不能大量堆积,于是加速流过峡谷,风速增大。当流出

峡谷时,空气流速又会减缓。这种地形峡谷对气流的影响;称为“狭管效应”。由狭管效应而增大的风,称为峡谷风或穿堂风。
液体在管中流动,经过狭窄处时流速加快。气流在地面流经狭窄地形时类似液体在管中的流动,流速也会加快,并因气体具有可压

缩性,密度也会增大。地球上山地的许多风口和许多地方出现的地形雨都与气流经过狭窄地形密切相关。
狭管效应”在城市随着高层建筑物越多、越宽、越近,其出现的概率比过去增加许多。据气象专家介绍,所谓城市的“狭管效应”

就是由于城市高层建筑物间距极小,大风迎面吹来后无法顺畅通过,只能聚集在很小的空间内,有关科研部门测试显示,在城市6—

—7级大风时,由于“狭管效应”,通过高楼之间的瞬间风力可达12级以上。


大湖效应

大湖效应指的是冷空气遇到大面积未结冰的水面(通常是湖泊)从中得到水蒸汽和热能,然后在向风的湖岸形成降水的现象,通常

是以雪的形式出现。这情形以在美国东北部的五大湖地区沿岸的降雪最为著名。其他水域,如某些海和湖也会产生大湖效应,产生

面积较小的雪带。比如美国东海岸的雪带,冬季,以魁北克为中心的高压区使大气顺时针环绕流动,使极地气团向南经大西洋到达

北美海岸,其间穿越墨西哥湾暖流温暖水域,为美国东海岸带来降雪。雪虽是大西洋而非湖泊带来,也被称为大湖效应降雪。美国

犹他州的大盐湖,加拿大的哈德逊湾和圣劳伦斯湾都会产生大湖效应暴风雪。

 


成因

 


以五大湖地区为例。在秋天到来时,五大湖区逐渐变冷,但冬季不会完全封冻。冬季气团主要从西向东穿越北美洲。当陆地将夏季

吸收的热辐射掉,大陆气团变得很冷,极地气团南下到大陆上空,当气团经过湖面时,温度极低的空气与相对温暖的水面接触,气

团下部温度升高,水汽进入气团。现在冷气团下部是一层温暖潮湿的大气。寒冷、密度较大的冷气团下沉,使暖空气上升,温度降

低,水汽凝结,空气不太稳定,云开始形成,一般为层云,层积云或大片积云。一般冷气团在五大湖区上空行进一半时,就会形成

云,并随气流向东漂移。之后,大气再次来到寒冷的大陆上空,与地面的接触减慢了大气的移动,从湖面飘过来的大气不断在沿岸

聚集,暖气团不断上升,云层加厚,开始降水,由于下层空气温度很低,水汽以雪的形式降落下来。

 


降雪地点与降雪量

 


降雪地点取决于使云移动风向和风速。风速决定了暴风雪行进的距离,风越强烈,其携带的水汽走得越远,晚秋与初冬时节,其行

进的距离最远。
降雪量取决于以下因素:冷气团与水面的温差,温差较大时,水温越高,冷气团温度越低,冷凝的水汽就越多,雪量就大,一般在

12月和1月容易出现这种温差,也最容易产生暴风雪;冷空气在水面行进的距离,即吹程也会影响降雪量,冷空气与暖水面接触时间

越长,气团就会携带越多的水汽。
如果水面结冰,水汽供给停止,大湖效应就会停止。

 


焚风效应


气流翻过山岭时在背风坡绝热下沉而形成干热的风。
当气流经过山脉时,沿迎风坡上升冷却,在所含水汽达饱和之前按干绝热过程降温,达饱和后,按湿绝热直减率降温,并因发生降

水而减少水分。过山后空气沿背风坡下沉,按干绝热直减率增温,故气流过山后的温度比山前同高度上的温度高得多,湿度也显著

减少。亚洲的阿尔泰山、欧洲的阿尔卑斯山、北美的落基山东坡等都是著名的焚风出现区。中国不少地区有焚风,比较明显的如天

山南坡,太行山东坡,大兴安岭东坡的焚风现象,其增温影响甚至在多年月平均气温直减率上也可促使作物、水果早熟,强大的焚

风可造成干热风害和森林火灾。冬季强焚风可引起山区雪崩等。
  焚风, 其英文名称直接借用德文源词,最早是指气流越过阿尔卑斯山后在德国、奥地利和
瑞士山谷的一种热而干燥的风。
实际上在世界其他地区也有焚风,如北美的落基山、中亚
西亚山地、高加索山、中国新疆吐鲁番盆地,甚至太行山东麓也曾出现过焚风  

 


雨影效应

是一种较为常见的地理现象,即山的迎风坡多雨,而相反达到同时,背风坡少雨干燥.
这是因为山脉阻隔暖湿气流,把水汽集中在迎风坡,水汽聚集并到达一定强度时,就会下雨.同时背风坡常年不能接受水汽,以至于蒸发

量相对跟大,使土壤相对干旱.
这种现象被称为雨影效应

 


热岛效应

 


一个地区的气温高于周围地区的现象。用两个代表性测点的气温差值(即热岛强度)表示。主要有两种:

城市热岛效应

 

  城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放、城市建筑结构及下垫面特性的综合影响等是其产生的主要原因。热岛

强度有明显的日变化和季节变化。日变化表现为夜晚强、白天弱,最大值出现在晴朗无风的夜晚,上海观测到的最大热岛强度达6℃

以上。季节分布还与城市特点和气候条件有关,北京是冬季最强,夏季最弱,春秋居中,上海和广州以10月最强。年均气温的城乡

差值约1℃左右,如北京为0.7~1.0℃,上海为0.5~1.4℃,洛杉矶为0.5~1.5℃。城市热岛可影响近地层温度层结,并达到一定高

度。城市全天以不稳定层结为主,而乡村夜晚多逆温。水平温差的存在使城市暖空气上升,到一定高度向四周辐散,而附近乡村气

流下沉,并沿地面向城市辐合,形成热岛环流,称为“乡村风”,这种流场在夜间尤为明显。城市热岛还在一定程度上影响城市空

气湿度、云量和降水。对植物的影响则表现为提早发芽和开花、推迟落叶和休眠。

  城市热岛效应是城市气候中典型的特征之一。它是城市气温比郊区气温高的现象。城市热岛的形成一方面是在现代化大城市中

,人们的日常生活所发出的热量;另一方面,城市中建筑群密集,沥青和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量(可吸收

更多的热量),而反射率小,使得城市白天吸收储存太阳能比郊区多,夜晚城市降温缓慢仍比郊区气温高。城市热岛是以市中心为

热岛中心,有一股较强的暖气流在此上升,而郊外上空为相对冷的空气下沉,这样便形成了城郊环流,空气中的各种污染物在这种

局地环流的作用下,聚集在城市上空,如果没有很强的冷空气,城市空气污染将加重,人类生存的环境被破坏,导致人类发生各种

疾病,甚至造成死亡。

 


青藏高原的“热岛效应”

 


  近代地理学的开创者之一、德国科学家洪堡1799-1804年间在南美洲安第斯山脉考察时发现,赤道附近的高山雪线,比中纬度

的青藏高原许多高山的雪线低200米左右。例如:贡嘎山西坡雪线高5100米左右,而靠近赤道的厄瓜多尔基多附近的高山雪线仅约

4800米多一些。这不符合常理:由于赤道地区热量较高,高山雪线通常应该从赤道向两极递降,到极地附近降至海平面。

 


  据此,洪堡提出了青藏高原的“热岛效应”理论:对流层大气的主要直接热源是地面,或称“下垫面”,青藏高原由于下垫面

大面积抬升,(相当于把“火炉”升高),故其热量较同纬度、同海拔高度的其它地区高得多,甚至比赤道附近的同海拔地区也要

高得多。

 


  青藏高原的“热岛效应”对环境的多要素影响极大,如冰川、生物等。例如,贡嘎山南坡的垂直自然带和纬度相当的峨眉山相

比丰富得多,许多树木的分布界线也设于峨眉山,就是这个原理。


冷岛效应
观测结果表明,绿洲农田上不同高度层的气温,昼夜均比附近的戈壁显著要低,最高气温甚至可低30℃左右,蒸发量约小一半。这

说明绿洲在夏季相对于周围环境(戈壁或沙漠)是一个冷源和湿源,即相对独立的“冷岛”。
产生这种情况的原因,是由于戈壁沙漠较绿洲的比热小,在阳光照射下地面增温比绿洲快得多,戈壁沙漠上空被加热的暖空气,通

过局地环流作用输送到绿洲上空,形成一个上热下冷的逆温层,使下层冷空气以保持稳定,于是形成了一个比较凉爽、湿润的小气

候。这种特殊的气象效应,称为绿洲的“冷岛效应”。
绿洲上空的这种效应,使湍流发展较弱,抑制了植物的蒸腾和地面的蒸发,非常有利于植物的生长。这对于我国西北干旱地区的绿

洲节约水源、种草种树和发展农业,是很有利的。


湖泊效应 英文名称:Lake  Effect


定义

  是指人类修建大型水库(人造湖泊)而产生的相应的库区周围的气候改变。由于水体的热容量远大于陆地,因而库区周围的气

温之日比较温差和年比较温差减少,使得夏天凉爽,冬天温暖。由于水陆的热力差异,在较大的库区也形成类似于海陆风的"湖陆风

"。白天风从水库吹向岸边,夜间风从陆地吹向水面。另外,在水库的下风方向,由于水面源源输来的丰富水汽,使云量和降水有可

能增加。
三峡水库的湖泊效应

 


  兴建水库造成气候的“湖泊效应”。水库对气候的影响相当于湖泊对气候的影响一样。由于水体巨大的热容量和水分供应,可

使水库附近的平均气温升高,气温日较差和年较差变小,并引起风、湿度和降水量的变化,所以把水库对气候的作用称为“湖泊效

应”。据分析,三峡大坝建成以后,形成的水库讲对周围地区气候有一定的调节:年平均气温略有上升,冬季升温较明显,夏季气

温略有下降,库区的平均风速和相对湿度可能增大。

 


烟囱效应英文名称   Stack  effect


简介

    烟囱效应的产生。在有共享中庭、竖向通风(排烟)风道、楼梯间等具有类似烟囱特征——即从底部到顶部具有通畅的流通空

间的建筑物、构筑物(如水塔)中,空气(包括烟气)靠密度差的作用,沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象,即为烟囱效

应。
  是指户内空气沿著有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空气加强对流的现象。
  最常见的烟囱效应是火炉、锅炉运作时,产生的热空气随著烟囱向上升,在烟囱的顶部离开。因为烟囱中的热空气散溢而造成

的气流(Draft),将户外的空气抽入填补,令火炉的火更猛烈。
  烟囱效应亦可以是逆向的。当户内的温度较户外为低(例如夏天使用空调时),气流可以在烟囱内向下流动,将户外空气从烟囱

抽入室内。
  烟囱效应的强度与烟囱的高度,户内及户外温度差距,和户内外空气流通的程度有关。
  在高楼大厦的环境内,烟囱效应可以是令火灾猛烈加剧的原因。在低层发生的火灾造成的热空气,因为密度较低,经电梯槽或

走火通道内得以往上流动,使高热气体不断在通道的顶部积聚,结果是使火势透过这种空气的对流在大厦的顶层制造另一个火场。

不单使扑救变得更困难,更会危及前往天台逃生的人员的生命安全。

高层建筑烟囱效应分析

  烟囱的主要作用是拔火拔烟,排走烟气,改善燃烧条件。高层建筑内部一般设置数量不等的楼梯间、排风道、送风道、排烟道

、电梯井及管道井等竖向井道,当室内温度高于室外温度时,室内热空气因密度小,便沿着这些垂直通道自然上升,透过门窗缝隙

及各种孔洞从高层部分渗出,室外冷空气因密度大,由低层渗入补充,这就形成烟囱效应。烟囱效应是室内外温差形成的热压及室

外风压共同作用的结果,通常以前者为主,而热压值与室内外温差产生的空气密度差及进排风口的高度差成正比。这说明,室内温

度越是高于室外温度,建筑物越高,烟囱效应也越明显,同时也说明,民用建筑的烟囱效应一般只是发生在冬季。就一栋建筑物而

言,理论上视建筑物的一半高度位置为中和面,认为中和面以下房问从室外渗入空气,中和面以上房间从室内渗出空气。
  在烟囱效应的作用下,室内有组织的自然通风、排烟排气得以实现,但其负面影响也是多方面的:首先,风沙通过低层部分各

种孔洞、缝隙吹入室内,消耗热量并污染室内;其次,风通过电梯井由底层厅门人口被抽到顶层的过程中,导致梯门不能正常关闭

;第三,当发生火灾时,随着室内空气温度的急剧升高,体积迅速增大,烟囱效应更加明显,此时,各种竖井成为拔火拔烟的垂直

通道,是火灾垂直蔓延的主要途径,从而助长火势扩大灾情。有资料显示,烟气在竖向管井内的垂直扩散速度为3-4m/s,意味着高

度为100m的高层建筑,烟火由底层直接窜至顶层只需30s左右。如果燃烧条件具备,整个大楼顷刻问便可能形成一片火海。为有效减

弱烟囱效应产生的负面影响,可采取以下一些措施∶
  1.在冬季,空气主要是通过各种外门从底层流入室内,最直接的方法是将建筑通向外界的所有门,尽可能地设置成两道门、旋

转门、加装门斗或在外门内侧设置空气幕等,这对于大厅门尤为必要,对于那些次要通道连同地下停车场的外门口等,在冬季也要

装门,至少应增挂厚门帘。在冬季,电梯井顶部的通风孔应适当向小调整或关闭。
  2.对于已采暖的建筑物,尽量不使低层部分的室内温度高于高层部分。
  3.当火灾发生时,不仅在任何季节通过各类竖井产生烟囱效应,而且还可能在小范围内通过穿越楼板的空调管道,甚至是一些

不引人注意的孔隙产生烟囱效应。对此,《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-1995)有以下明确规定∶
 
(1)当围护结构采用幕墙形式时,“与每层楼板、隔墙处的缝隙,应采用不燃烧材料严密填实”。
(2)“建筑高度不超过100m的高层建筑,其电缆井、管道井应每隔2~3层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔;

建筑高度超过100m的高层建筑,应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔”。因施工缺陷、桥架和管道根部形

成的各种孔隙,必须用不燃烧材料填塞密实。
(3)“楼梯间和前室的门均为乙级防火门”,并“应具有自行关闭的功能”;各种竖向管井“井壁上的检查门应采用丙级防火门”

:“电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔洞,其空隙应采用不燃烧材料填塞密实”:“垂直风管与每层水平风管交接处的水

平管段上应设防火阀”:“厨房、浴室、厕所等的垂直排风管道,应采取防止回流的措施或在支管上设置防火阀”,以确保火灾时

与走道及房间的分隔,防止各楼层之间通过竖井交叉蔓延。

大气保温效应英文名称:Effect of atmospheric insulation
    简称“大气效应”。大气具有允许太阳短波辐射透入大气低层,并阻止地面和低层大气长波辐射逸出大气层的作用。这种作用

使大气温度保持较高的水平,故名。20世纪初期前,人们曾误认为玻璃温室(不经人工加热的养花房)保温机制与大气这种保温机制

相同,因而将它称为“温室效应” 或“花房效应”。 但研究表明,温室的保温作用与大气的保温机制并不完全相同,大气中不存

在温室覆盖物那种切断对流热交换的作用。导致大气效应的大气成分除二氧化碳和水汽外还包括甲烷和一氧化二氮等微量气体。人

类活动引起的大气中二氧化碳等气体含量的增加,将会加剧大气效应的幅度,并可能导致气候与环境的一系列变化。


温室效应

温室效应(西班牙语 Efecto Invernadero)是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应,就是太阳短波辐射

可以透过大气射入地面,而地面增暖后放出的长短辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收,从而产生大气变暖的效应。大气中的

二氧化碳就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个大暖房。据估计,如果没有大气,地表平均温度就会下降到——23℃,而实际地

表平均温度为15℃,这就是说温室效应使地表温度提高38℃。


  温室效应,又称“花房效应”,是大气保温效应的俗称。大气中的二氧化碳浓度增加,阻止地球热量的散失,使地球发生可感

觉到的气温升高,这就是有名的“温室效应”。破坏大气层与地面间红外线辐射正常关系,吸收地球释放出来的红外线辐射,就像

“温室”一样,促使地球气温升高的气体称为“温室气体”。二氧化碳是数量最多的温室气体,约占大气总容量的0.03%,许多其它

痕量气体也会产生温室效应,其中有的温室效应比二氧化碳还强。


  大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收,这样就使地表与低层大气温度增高,因其作

用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。如果大气不存在这种效应,那么地表温度将会下降约330C或更多。反之,若温室效应

不断加强,全球温度也必将逐年持续升高。自工业革命以来,人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加,大气

的温室效应也随之增强,已引起全球气候变暖等一系列严重问题,引起了全世界各国的关注。


  除二氧化碳以外,对产生温室效应有重要作用的气体还有甲烷、臭氧、氯氟烃以及水气等。随着人口的急剧增加,工业的迅速

发展,排入大气中的二氧化碳相应增多;又由于森林被大量砍伐,大气中应被森林吸收的二氧化碳没有被吸收,由于二氧化碳逐渐

增加,温室效应也不断增强。据分析,在过去二百年中,二氧化碳浓度增加25%,地球平均气温上升0.5℃。估计到下个世纪中叶,

地球表面平均温度将上升1.5—4.5℃,而在中高纬度地区温度上升更多。


  空气中含有二氧化碳,而且在过去很长一段时期中,含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边

消耗”
的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有80%来自人和动、植物的呼吸,20%来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75%被海

洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5%的二氧化碳通过植物光合作用,转化为有机物质贮藏起来。这就是

多年来二氧化碳占空气成分0.03%(体积分数)始终保持不变的原因。


  但是近几十年来,由于人口急剧增加,工业迅猛发展,呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳,远远

超过了过去的水平。而另一方面,由于对森林乱砍乱伐,大量农田建成城市和工厂,破坏了植被,减少了将二氧化碳转化为有机物

的条件。再加上地表水域逐渐缩小,降水量大大降低,减少了吸收溶解二氧化碳的条件,破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡,

就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长,就使地球气温发生了改变。


  在空气中,氮和氧所占的比例是最高的,它们都可以透过可见光与红外辐射。但是二氧化碳就不行,它不能透过红外辐射。所

以二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中,具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳,地球的年平均气温会比目前降低20 ℃

。但是,二氧化碳含量过高,就会使地球仿佛捂在一口锅里,温度逐渐升高,就形成“温室效应”。
形成温室效应的气体,除二氧化碳外,还有其他气体。其中二氧化碳约占75%、氯氟代烷约占15%~20%,此外还有甲烷、一氧化氮

等30多种。


  如果二氧化碳含量比现在增加一倍,全球气温将升高3 ℃~5 ℃,两极地区可能升高10 ℃,气候将明显变暖。气温升高,将导

致某些地区雨量增加,某些地区出现干旱,飓风力量增强,出现频率也将提高,自然灾害加剧。更令人担忧的是,由于气温升高,

将使两极地区冰川融化,海平面升高,许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁,甚至被海水吞没。20世纪60年代末

,非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草,牲畜被宰杀,饥饿致死者超过150万人。

  这是“温室效应”
给人类带来灾害的典型事例。因此,必须有效地控制二氧化碳含量增加,控制人口增长,科学使用燃料,加强植树造林,绿化大地

,防止温室效应给全球带来的巨大灾难。

阳伞效应(umbrella effect)


指由大气污染物对太阳辐射的削弱作用而引起的地面冷却效应。有自然原因和人为原因。前者如火山喷出大量尘埃和海水浪花飞溅

将各种盐分带入大气中;后者如工业、交通运输和生活中燃烧化石燃料排放的烟尘。此外,农业生产和植被破坏等,产生许多灰尘

由地面进入大气环境,使悬浮在大气中的颗粒物大大增加。这些气溶胶粒子会吸收和反射太阳辐射,减少紫外线通过,使到达地面

的太阳辐射大大减弱,导致地面温度降低。大气中气溶胶粒子增加,增多了凝结核,使云量、降水量、雾的频率增多,对地表亦起

冷却作用。由于这种作用宛如阳伞遮挡太阳辐射而使地面温度降低,故取此名。

 


阳伞效应的解释

  由气溶胶的辐射特性引起的冷却作用因为类似于遮阳伞,故称为“阳伞效应”。

  悬浮在大气中的气溶胶颗粒一方面将部分太阳入射辐射反射回宇宙空间,削弱了到达地面的太阳辐射能,增加行星反照率,使

地面接收的太阳能减少;另一方面某些吸湿性的粒子有作为凝结核,促使周围水汽在它上面凝结,导致低云、雾的增多,改变云的

光学特征和寿命,使云的反照率增加,同样具有减少入射辐射,使地面和底层大气的温度降低的作用。“阳伞效应”在北半球表现

的最为明显,其原因在于本地区较高的工业化程度和由此产生的空气污染。

阳伞效应的成因

  正当大多数人为“温室效应”而忧虑的时候,一些人关注到一个与“温室效应”相反的事实,人类的生产生活、战争、森林草

原火灾、火山爆发等人文与自然的活动(例如海湾战争的黑烟和最近报道的南亚褐云),向大气排入大量的烟尘,这些弥漫于大气

中的烟尘能散射太阳辐射,削弱到达地面的太阳辐射,这种作用犹如地球的一把“遮阳伞”,被称为阳伞效应。阳伞效应的产生使

地面接受太阳辐射能减少,且阴、雾天气增多,影响城市交通等。据联合国政府间气候变化委员会的评估报告,包括人类活动在内

造成的地球大气中的烟尘粒子的阳伞效应,其降温值相当于全球温室效应升温值的20%。换句话说,如果没有烟尘粒子的阳伞效应

,人类活动造成的全球变暖幅度将更大。

    但是,世界上最严重的阳伞效应是大规模核战争造成的“核冬天”。因为核爆炸会把更大量的沙土尘埃送进大气层,使地球大

气变得乌烟瘴气。由于地面上得到的太阳热量剧减,使地球气温甚至降到零下,因而被称为“核冬天”(核冬天理论本身尚不成熟

,处于研究阶段)。大多数科学家都认为6500万年前地球上恐龙的突然灭绝,就是一个直径约10公里的小行星撞击地球,巨量烟尘

造成“核冬天”的结果。温室效应使全球变暖,而阳伞效应却使全球变冷,只不过变冷程度远不如变暖罢了。


油膜效应英文名称:Oil Membrane Effect
 油膜效应(又叫海洋沙漠化效应)是由海洋石油污染形成的。人类每年有意或无意将许多石油倾注到海洋里,这些石油一方面会沾

附在海岸,破坏沿海环境;另一方面会形成油膜漂浮在海面上。大面积的油膜把海水与空气隔开,如同塑料薄膜一样,抑制了膜下

海水的蒸发,使“污区”上空空气干燥;同时导致海洋潜热转移量减少。油膜效应的产生,使海洋失去调节作用,导致“污区”及

周围地区降水减少,天气异常。

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