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第三节 人类活动对气候的影响(6)

时间:2011-01-18  归属:气象学与气候学(第三版)
三、人为热和人为水汽的排放

  随着工业、交通运输和城市化的发展,世界能量的消耗迅速增长,仅1970年全世界消耗的能量就相当于燃烧了75亿t煤,放出25×1010J的热量。其中在工业生产、机动车运输中有大量废热排出,居民炉灶和空调以及人、畜的新陈代谢等亦放出一定的热量,这些“人为热”像火炉一样直接增暖大气。目前如果将人为热平均到整个大陆;等于在每平方米的土地上放出0.05W的热量。从数值上讲,它和整个地球平均从太阳获得的净辐射热相比是微不足道的,但是由于人为热的释放集中于某些人口稠密、工商业发达的大城市,其局地增暖的效应就相当显著。如表8·8所示,在高纬度城市如费尔班克斯、莫斯科等,其年平均人为热(QF)的排放量大于太阳净辐射;中纬度城市如蒙特利尔、曼哈顿等,因人均用能量大,其年平均人为热QF的排放量亦大于RG。特别是蒙特利尔冬季因空调取暖耗能量特大,其人为热竟相当于太阳净辐射的11倍以上。但是像热带的香港,赤道带的新加坡,其人为热的排放量与太阳净辐射相比就微乎其微了。

  在燃烧大量化石燃料(天然气、汽油、燃料油和煤等)时除有废热排放外,还向空气中释放一定量的“人为水汽”,根据美国大城市气象试验(METROMEX)对圣路易斯城由燃烧产生的人为水汽量为10.8×1011g/h,而当地夏季地面的自然蒸散量为6.7×108g/h。显然人为水汽量要比自然蒸散的水汽量小得多,但它对局地低云量的增加有一定作用。

  据估计目前全世界能量的消耗每年约增长5.5%。如按这个速度增加下去,到公元2000年,全世界能量消耗将比1970年增加5倍,即年耗能为375亿t煤。其排放出的人为热和人为水汽又主要集中在城市中,对城市气候的影响将愈来愈显示其重要性。

表8·8  若干不同城市人为热的排放量*

  此外,喷气飞机在高空飞行喷出的废气中除混有CO2外,还有大量水汽,据研究平流层(50hPa高空)的水汽近年来有显著的增加,例如1964年其水汽含量为2×10-3mL/L,1970年就上升到3×10-3mL/L,这就和大量喷气飞机经常在此高度飞行有关。水汽的热效应与CO2相似,对地表有温室效应。有人计算,如果平流层水汽量增加5倍,地表气温可升高2℃,而平流层气温将下降10℃。在高空水汽的增加还会导致高空卷云量的加多,据估计在大部分喷气机飞行的北美—大西洋—欧洲航线上,卷云量增加了5—10%。云对太阳辐射及地气系统的红外辐射都有很大影响,它在气候形成和变比中起着重要的作用。

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