温室效应也能让海平面降低？

全球变暖是当下的热门话题，而造成全球变暖的原因是温室效应。自从人类进入工业时代以来，已经向地球大气排放了大量的二氧化碳等温室气体。根据美国环境保护署的数据，大气中二氧化碳的浓度增加了40%以上。工业革命开始时二氧化碳的浓度为228ppm，而目前的二氧化碳浓度为440ppm以上。

 

 

虽然有些人仍然怀疑人为活动造成气候变暖的事实，但压倒性的证据显示这是无可否定的。自从19世纪50年代以来，地球的平均温度已经升高了1摄氏度。根据《自然》杂志上发表的两项研究，南极洲和格陵兰岛的冰层融化速度比90年代快了6倍，在过去30年里，它已经使海平面上升了2厘米了。这会导致生活在沿海的数亿居民面临失去家园或生命的风险。

 

 

于是，就有人想知道，我们科技如此发达，难道真的没有办法让海平面下降吗？科学家就此提出了两种方法，令人惊讶的是，其中一种方法就是加剧温室效应。

 

温室效应的原理

 

为了更好地了解温室效应的原理，我们先来计算下没有温室效应时地球的平均温度。地球接收着来自太阳的热量，同时它也在向太空辐射热量。当地球摄入的热量等于它散失的热量时，此时地球的温度就达到了一种稳定状态。

 

 

太阳辐射的热量会随着距离的平方而递减，地球距离太阳1.5亿公里，此时太阳的热流密度（用S表示）为1380瓦/平方米。但是这些光并不是全部被地球所吸收，有一部分会被反射回太空。根据美国宇航局的资料，地球的反照率（用a表示）大约为33%，也就是说地球只吸收其中67%的热量。而太阳光在地球的投射面积为πR^2，因此地球每秒所摄入的热量为SπR^2(1-a)。

 

根据黑体辐射定律，绝对零度以上的物体都会向外发出辐射，地球也不例外。假设地球是一个黑体，它会向外辐射红外线，根据斯特潘-玻尔兹曼定律辐射的热流密度为σT^4，其中σ为斯特潘-玻尔兹曼常数。因此地球每秒向外辐射的热量为(4πR^2)(σT^4)。

 

让上述两个公式相等，并带入已知的数据，可以得到在没有温室效应的情况下，平均温度仅为-21摄氏度。此时液态水是无法存在的，地球就是个冰冻的大球。

 

 

但是像二氧化碳等温室气体的存在，它会吸收部分地球向外辐射的红外线，把这部分能量截留在大气层中。因此，就会出现热量的摄入大于散热的情况，此时温度就会持续往上升。这就是温室效应的原理。

 

这些温室气体自然存在的时候，地球能达到最适合生命生存的温度。但是由于人类活动排放过多的温室气体，就导致了全球变暖温度急剧上升，南极融化海平面上升。因此，减少碳排放，并捕获大气中多余的二氧化碳是降低海平面的一种方法。

 

降低海平面的另一种方法

 

很多人都知道二氧化碳是一种温室气体，但是令人惊讶的是，水蒸气也是一种温室气体。从整个地球的角度来看，水的蒸发和降水是达到一种稳定平衡的状态。不过，随着全球温度的上升，多余的水蒸气就会进入大气层，而这样又会加剧地球的温室效应，提高地球的平均温度，导致了一种恶性循环。

 

 

在这种循环中，更高的温度会导致大气中含有更多的水蒸气，进一步加热地球，我们称这一过程为失控的温室效应。很显然，这一过程能使海平面下降，甚至使整个海洋消失。有些人可能会怀疑这种情况的存在，但是太阳系中有一个很典型的例子，那就是金星。那里的海洋已经蒸发干了，整个星球被一层厚厚的云所覆盖，平均温度能达到370摄氏度。

 

 

不过，科学家表示，地球要达到这种失控的温室效应，首先人类活动造成的碳排放水平要高到一种临界值。不过，在这之前，人类早就灭亡了。