全球气温升高的原因、恶果及对策

摘要：全球气温升高的原因不是碳排放，而是热排放，化石能源的燃烧不仅生成二氧化碳，它还是一个放热反应，是地下化学能转换成了地表热能排放到了环境中，以致于温度上升。解决的方法有多种，最具有可行性的是将热能转换成化学能，比如用光伏发电来电解水，其本质就是截取了地表热能（太阳能），将其转化成了氢气的化学能，这就相当于把环境中的热量抽离、固化，做到地表环境的热削减。

一原因

关于全球变暖的原因，几十年来存在认识误区，认为是二氧化碳等温室气体的增加所导致，所以各个国家要削减碳排放。但这是错误的，全球气候上升，不是来源于碳排放，而是来源于热排放。这就像一个房间，温度恒定适宜，可如果这个房间生起了炉子烧起了煤炭，那么房间里的温度必然会慢慢升高。化石能源的燃烧既生成了二氧化碳，也放出了热量，根据能量守恒，热量并没有消散于无形，而是切实进入环境当中，是热量改变了环境温度，而不是二氧化碳。大气中二氧化碳浓度的增加是气候变暖的结果，是伴生品，而非原因。

假设，数百年来我们燃烧的能源是液氢，并没有碳排放，只生成了水，但气温照样会上升，因为燃烧放热。

假设，我们从地下开采出数万亿吨干冰（固态二氧化碳），在地表气化，尽管二氧化碳浓度大增，但是地球也会立即进入冰河世纪，因为干冰气化吸热。

另外，地球向太空散发热量的形式不仅仅是热辐射，地球散热的形式还有热传导、热对流，地球大气层一年有海量气体流失到太空中，这部分物质带走的同样是地表的热量，地球大气层最外一层--散逸层，说的就是气体物质即将脱离地球飘向太空的临界区域。

从地表到太空，气体浓度越来越低，温度也越来越低。物质从高浓度流向低浓度，热量从高温区域流向低温区域。

但是，当人类发明飞机后，大量商业航班、军用飞行器飞行在1万米到2万米的平流层，它们所释放出的大量的物质（二氧化碳）浓度及热量密度远远高于周围环境，形成了一道物质墙和热量墙，这必然会阻碍地表热量向外散发。地球热量散发的慢了，地表温度自然升高。

综上所述，全球变暖有两个原因，一是化石能源的燃烧排放出了大量热量。打破了数百万年来的热平衡。二是各种飞机在高空排放的气体和热量形成了一道墙，阻碍了地表热量的散发。

二恶果

全球气温升高的恶果有许多，暂举几个。

一是冰川融化，包括海洋冰川、极地冰川以及陆地高原冰川。海洋和极地冰川融化会引发海平面上涨，危及海岸家园。高原冰川融化会引发泥石流、堰塞湖、溃坝、洪灾等。但这都是表面现象，冰川融化的危害远不止此，甚至可以说极其严重。

如果屋子温度过高，我们可以在地上撒一桶冰块给屋子降温，同理，各地的冰川冰盖冰层为什么会消融，它们其实抵消了人类释放的过多的热量，起到了平抑地球气温的作用。但不幸的是，冰川是个定量，而化石能源的燃烧，是个增量，退一步讲，即便碳排放不再增加，人类目前的开采燃烧量不变，自然界的热量增减依然处于不平衡状态，依然需要冰川融化来降温，冰川越少，降温的能力就越低，温度升的就越快，然后冰川融化的就越快，这是一个恶性循环。

另外，广袤的冰川表面也可以将大部分射到冰川的太阳光反射回太空，减少地表这个系统吸收的热量，只是随着冰川的融化消亡，这个功能日益降低。

其实地表大气圈对于热排放是有容纳能力的，当需要额外消融冰川来降温的时候，就说明人类热排放的量已经超出地表大气圈容纳能力了，这是个令人不安的事情。

二是海水表层温度提高。水拥有较大的比热容，所以广袤的海洋也是地球气温的调节器，只是调节（降温）能力远不如冰川。当海水表层温度提高后，其吸热能力将变得更弱。

三是海洋酸化。过多的二氧化碳溶入海水中引发海洋酸化，浅海生物遭受致命打击，就像澳洲大堡礁，丰富的生物多样性变为一片死寂。

四是气候紊乱，极端天气频现。世界多地频现多年一遇乃至百年一遇的高温天气，甚至已经严重威胁居民生命。

五是山火频发，年，美国加州大火，巴西亚马逊大火，非洲刚果雨林大火，澳大利亚大火，每一场火都肆意蔓延难以扑灭影响巨大。为什么？还是因为全球气温升高，在炙热的环境中，林木、灌木、杂草失水严重，被烤干，处于一点就着的状态，一个零星火源便会引发一场巨大火灾且蔓延迅速难以控制。火灾造成的影响可不仅仅是破坏生态、释放热量，还有深层次的含义。

六是空气湿度增加，降水量增加。冬天泼一盆水在地上，几天都未干，夏天的话几分钟地面就干了，水没有消失，都进入了大气中，水汽进入台风，便会增加台风质量及动能，增加其破坏力，年，一个接一个的新风王诞生，破坏力一个比一个强。在内陆地区，空气水分增大会加重雾霾现象。

七是气候异常，对农业生产不利，引发粮食危机乃至生存危机。

八是高原冰川加速融化，造成前期洪灾，后期缺水甚至断流，极大影响流域生态。

其他还有诸多，不一一列举。

三对策

如果没有对策，笔者不会写这篇文章，不仅徒然无益，还引发焦虑与恐慌。

1，减少化石能源的燃烧，减少热排放，直至能源转型，弃用化石燃料。

2，避免战争，减少军事训练、军备竞赛，武器弹药、车辆、舰船、飞行器等向自然界释放了大量非必要的热量。欲望、贪婪、追逐利益向来是人类社会进步的源动力，但是在存亡面前，征战逐利应该有所避让，因为留给我们的时间不多了。

3，大力发展水电、风电、光电等清洁能源，这些能源本质上是地表太阳能的一部分，比如水在太阳光照射下蒸发，向上漂浮，在高空凝结以雨雪的形式降落，落于高山高原地带便有了重力势能，利用水位差便可以水力发电。简单来说是太阳能将几亿吨水抬升到高空，具备了巨大的能量。这部分能量始终处于地表系统内，在这个系统内进行内循环，只是从一种形式（太阳能）转化成了另外一种形式（水的重力势能或水电）。

另外，水受热蒸发，升于高空，将携带的热量向周围释放，完成热交换之后又冷凝成雨雪重新落回地表，循环往复，时刻不停，这个过程是地球向外散热的一种重要方式。这就像人体在酷热时不断流汗，通过汗液将热量带出体外，然后再饮水，再流汗，循环往复。地表水蒸气也是同样的道理，它们就像是一台提升机，将热量从地表提到高空，完成了地球热量向外散发的第一步。

同样，风电和光电也是极为重要的清洁能源。地球的球体状态、地质状态造成了太阳能分散不均，引发了空气流动，产生了巨大的风能。至于光伏发电，则是用材料直接截留了本应到达地面或者海面的太阳能，将这部分热量转化为电能转移到其他地方利用，依然是系统内的能量循环，并不会增加地表系统的热负荷。

但是核能就不同了，它同地下化石能源本质上是一样的，火电厂是依靠燃烧煤炭将水加热成水蒸气推动发电机组发电，核电站同样也是利用原子能将水加热推动机组发电，虽然它不产生二氧化碳，但释放出了巨大的内能（热能），都是系统外的物质转化为系统内的能量，都增加了系统的热负荷。

另外地热能同样不应被提倡，它也是将地下的热量引入地表，本质和煤石油天然气没什么区别。

4，加速研究超级电容、超级电池等储能设备。雷电同样是由太阳能转化而成，但是目前无法利用，如果有超级电容承载便可造福于民。同时，水电风电光电也都有局限性，远不如火电方便灵活，导致大量清洁能源被浪费，弃电现象比比皆是。如果有超级电池贮存，调度使用，会极大改善这种境况。为什么这么说呢？因为盛夏气温高企时，我们用燃烧煤炭产生的火电运行空调，向地表排放大量热量。冬天我们又燃烧煤炭、柴油、天然气等取暖，再次向地表排放大量热量。如果我们将夏天的热量吸收储存起来，在冬天释放，以及用A地区丰富的水电、风电取代B地区车辆的燃油，理论上就可以实现化石能源的零消耗，系统外热量在地表的零排放。这就是发展储能装置的意义。

5，植树造林。如果要问自然界有没有大规模的吸热反应，那答案便是绿色植物的光合作用。化石能源的燃烧是有机物转化为无机物，期间释放热量，而植物的光合作用则相反，它是把无机物转化为有机物，期间吸收太阳能。简单来说光合作用就是吸收热量，将无机物转化为有机物，将太阳的热能转化为植物的化学能，将能量固化。它们对于抑制全球气温增长有无可比拟的作用。美国、巴西、非洲、澳洲的森林大火，不仅仅是释放二氧化碳、释放热量，破坏生态环境这么简单，这些植被就像是地表的吸热毯，它们的离去使得地球又失去了一部分重要的保护屏障，不仅短期内难以复原，而且以后随着植被减少，气温加速升高，山火会更加频繁，植被减少的会更快，从而进入恶性循环。

冰川、海洋、植被都是调节地球温度的工具，但遗憾的是，它们的作用无一不在减弱。

5，吸热反应。不同于绿色植物的生长，自然界也有无机物会吸热，比如硝酸钙，俗称硝石，将其置于水中，便会迅速吸收水中热量，将其降温乃至结冰。那么自然界是否还有更强更快的吸热反应？如果有，是否可以利用其吸收地表热量？然后产物再置于地下，相当于化石燃料燃烧的逆过程。这些都需要科研人员的不断探索摸索。

6，热反射。比如瑞士为了保护高山冰川，就在高山铺设了材料幕布进行热反射。一次付出，长久获益，但是耗费多，施工难度大，如果是在平整的冰原或荒原上施工，难度会小很多，可以去尝试去摸索。

7，热遮挡。比如在年，有人提出用架运输机抛洒火山灰，因为历史上曾经有过火山强烈爆发喷洒大量火山灰，造成大规模降温的先例。二是在年爆出一个类似的消息，同样是抛洒微细颗粒物，而不局限于火山灰，颗粒的性能得到了改进，而且该项目据说还得到了比尔盖茨的资助。然而，对于这种布撒微粒的做法，笔者是不赞同的，如果它们长久的漂浮于大气中，那将会贻害几十年上百年。另外人为制造乌云确实可以减少地表获得的太阳能，使地表迅速降温，但是这种做法是有两面性的。在探讨这个问题之前需要搞懂一件事，为什么太阳和地球之间光线那么充足，温度却极低，零下两百多度？因为太空中近乎真空，什么物质都没有，没有物质承接这部分能量。而把空间站置于太空，在太阳光直射下，空间站的表面温度可以达到一百多度。同样的光照条件，有物质和没物质是两种不同的境况，透光物质和不透光物质也是两种境况。不管是气溶胶颗粒还是固体粉末颗粒，一旦撒在高空，它们会迅速使地表阴凉，但是能量是守恒的，太阳光的热量并没有消失，而是被这些颗粒物截留了，截留的效果要远比透光的二氧化碳更高，这些颗粒的温度也会更高，墙体的阻碍效应更明显。如果说高空中的二氧化碳具有温室效应，那么高空颗粒物的温室效应将远远胜于透明的二氧化碳，它们短时间内会使地表降温，但很快它的副作用就会凸显，它将大大阻碍地表热量的散发，形成另一种灾难。热遮挡是目前一种很流行的思路，但是笔者认为很值得商榷。

8，促进对流。水汽可以将地表热量带入高空，同纬度湿地的温度要明显低于同纬度沙漠的温度，但问题是随着城市化进程加快，地面、路面被大面积硬化，雨水落地后很快进入市政管网，只留下水泥硬化地面被晒得滚烫，热量被留在地表难以升空。所以，雨水、中水等收集净化后再洒在地面是给地表降温的一个手段，而且要形成高效的管网，在酷热时能够做到连续不断的洒。

9，热转换。地表气温升高是源于热排放，那么能不能热回收呢？化石能源的燃烧是将化学能转换成热能，那么能不能将地表热能转换成化学能呢？除了前文所讲的绿色植物的光合作用，有没有更加高效的，可以大规模工业化应用的方式呢？

有！

电解水，产物是氧气和氢气。利用光电电解水，其本质就是将地表热能转换成氢气的化学能。这是真正意义上的热削减。

如果氢气被释放，由于密度极低，会向高空散发直至进入太空，那么地表就减少了这部分热量。这对于抑制全球升温有着积极的作用。

另外它不仅带走了自身的化学能，也带走了一部分环境热量。相对于水蒸气运载地表热量到高空再冷凝降雨，循环往复，氢气携带热量的效率更高，传输距离更远。

同时，这个方案增加了地表氧气浓度。人们常

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