
3.一氧化二氮N2O
全球N2O浓度从 工业 革命前的270ppb增加到了2005年的319ppb,冰芯 分析 结果表明,直到20世纪中叶,大气中N2O的浓度一直处于285ppb左右,其后就呈现出明显的增长趋势。 目前 大气中的N2O浓度的年增长率约为0.25%,即平均每年增加0.8ppb。

世界各地的观测资料几乎没有显示出南北半球大气中N2O的浓度差,可能是因为它本身浓度很低,人为排放量小,也可能与N2O在大气中的寿命较长有关。不过像燃烧化石燃料、施用化学肥料以及生物质燃烧等人类活动无疑会向大气排放N2O,其中人为源有60%~70%来自耕作土壤,另外一些工业生产过程如硝酸、尼龙、合成氨和尿素等也会向大气释放N2O。大气中N2O的自然源则主要包括森林、草地和海洋等自然系统,约占总排放量的60%。N2O在大气中非常稳定,主要通过光化学反应除去,另外土壤也能吸收少量N2O。
表6 大气中N2O的源和汇(百万吨/年)
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N2O |
自然源 |
人为源 |
年吸收 |
年增量 |
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9.5 |
6.9 |
12.6 |
3.8 |
引自王彦佳. 气候变化与温室气体减排,2005
4.氟氯烃CFCs
大气中原本不存在CFCs,只因为它们是理想的制冷剂和气溶胶喷雾剂,长期以来被广泛 应用 于制冷、泡沫、消防、气溶胶和清洗等部门。人类活动向大气排放的CFCs是一种重要的温室气体,还会破坏臭氧层。近几十年来,大气中的CFC11和CFC12始终以4%左右的年增长率迅速增加,目前已达到0.4ppb,未来还会缓慢增加。CFCs在对流层会与羟基自由基反应,在平流层中发生光化学分解而去除。


三、城市热岛
正如温室气体会导致全球变暖,城市热岛对气候变化也有一定贡献。在人口高度密集、工业集中的城市区域,由人类活动排放的大量热量与其他自然条件的共同作用致使城区气温普遍高于周围郊区,人们把这种现象称为“人造火山”。高温的城市处于低温郊区的包围之中,如同汪洋大海中的一个小岛,因此也称为“城市热岛”。城市热岛强度表现为夜间大于白天,日落以后城郊温差迅速增大,日出以后又明显减小,主要由以下几种因素综合形成。
城市建筑物和水泥路面大多导热性好,受热传热快。城市建筑物密度越大,布局越呈团块状,下垫面对太阳辐射吸收就越明显,吸收的太阳辐射总量就越多。布局越呈团块状,下垫面的天穹可见度就越小,地表热量损失的空间就越小,地面通过长波辐射损失的热量就越少,气温就越高。城市建筑物参差不齐,形成许多高宽比不同的城市街谷,这种复杂的立体下垫面在白天能比郊区获得较多的太阳辐射,在夜晚相对于空旷的郊区来说不易散开热量,导致了城市热岛的形成。

引自肖荣波等. 城市热岛时空特征及其影响因素,2007
人口高度密集、工业集中,燃烧的工业锅炉及冷气、采暖等固定热源,机动车辆、人群等流动热源大量释放城市废热。有资料显示,在人口为50~100万的城市气温要比郊区高1.1~1.2℃,人口超过100万的城市城郊温差为1.2~1.5℃。
高耸入云的建筑物造成近地表通风不良。
人类活动释放的废气改变了城市上空的大气组成,使其吸收地面长波辐射的能力增强。

总的来说,城市热岛强度与城市规模、人口密度以及气象条件有关,其影响不容忽视,对气候变化也有一定贡献。
城市热岛使城区冬季缩短,霜雪减少,有时甚至发生郊区降雪而城内降雨的情况,如上海1996年1月17~18日。
城市热岛在中低纬城市造成的高温容易导致夏季中暑和死亡的人数增加,1980年7月热浪袭击圣路易斯和堪萨斯,两市商业区死亡率分别提高了57%和64%,而附近郊区死亡率只增加10%。
热岛效应使城市上空云雾量增多,导致城市的降水量发生变化,形成明显的“雨岛效应”和“雾岛效应”,2000年上海市区汛期雨量平均比远郊多50mm以上,相当于多下了一场暴雨。
城市热岛会使城市耗电量及用水量大增,从而耗掉大量能源,造成更多的废热,进一步加强热岛效应和其他气候效应,形成恶性循环。
城市热岛使市区温度高,热空气上升,周围冷空气向市区汇流补充,结果把郊区工厂的烟尘和由市区扩散到郊区的污染物重新聚集到市区上空,加重了大气污染。
缓解城市热岛效应需要广泛有效的气象环境监测,减少人为热的排放,开发新能源,发展温排水冷却技术。此外还要优化城市结构,搞好城市绿化工作,发展城市公共 交通 系统,减少汽车尾气排放。
四、气候变化
不管是温室气体还是城市热岛,对气候变化都有不可推卸的责任。IPCC第四次评估报告指出,21世纪末气候变暖引起海平面平均升高26~59cm,因海平面升高等异常气象灾害造成的难民将达到2亿人。1960年以来,西半球中纬度西风在加强。1970年之后,在热带和亚热带地区观测到了更强和更长时间的干旱。强降水的发生频率有所上升,与气候变暖和观测到的大气水气含量增加相一致。近50年来已经观测到极端温度的大范围变化,冷昼、冷夜和霜冻更为少见,而热昼、热夜和热浪却更加频繁。1970年以来全球呈现出热带气旋强度不断增大的趋势,伴随着更大的风速和更强的降水。IPCC预测,未来多年冻土区的融化深度会广泛增加,南北极海冰将退缩。热带以外的风暴路径会向极地方向移动,引起非热带地区的风、降水和温度场变化。高纬地区的降水量很可能增多,而多数亚热带大陆地区的降水量则有可能减少。






