全球變暖不是必然的嗎？

01-07

全球變暖不是必然的嗎？地球始終接受來自太陽的能量，散發出去的能量和轉化為物質的能量又很少，那地球變暖不是成了必然的了嗎？這麼理解對么？

大概先搜索下再提問吧~~這是我在全球變暖下回答的第N次氣候變化的原理，題主看下有用不，也可以看這個回答導致全球變暖的主要原因是人類活動排放的大量溫室氣體嗎？~~

我們要從地球系統的能量平衡說起：

地球所有能量的來源是太陽釋放的短波輻射，到達地球後，一部分被地表（或大氣層）反射（或散射）到宇宙中，一部分被地表吸收。通俗地說，就是地球曬了太陽就熱了。

然後地表升溫後會對外放出長波輻射，（知道熱成像吧，就是「有溫度」的物體都對外放熱），放出的長波輻射一部分直接就散逸到太空中了，一部分就被大氣層中的溫室氣體吸收，然後大氣層就被加熱。

之後就類似了，大氣被加熱後也放出長波輻射，一部分散逸到外太空，另一部分向下到達地面，重新加熱地面，是為「溫室效應」

地球能量平衡圖。

試想，如果沒有溫室效應，那麼當太陽下山後，氣溫就會驟降。距離太陽最近的行星——水星，就是因為沒有大氣層，導致它夜半球平均溫度只有-160攝氏度左右（110K），而日半球卻能達到400多度（700K）。如果沒有大氣層的溫室效應，地球的平均溫度可能也只有-15度，並不適合生存。

接下來我們說說地球系統的碳平衡：

地球大氣中主要的溫室氣體有水蒸氣、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）以及其他痕量氣體等。在自然界中，種種氣體的含量由於水循環、碳循環、氮循環等而保持相對恆定的量。而工業革命以來，人類大規模地使用化石燃料，將封存在地下（海底）的碳以二氧化碳的形式釋放到大氣中，而自然界來不及「消化」如此大量的碳，導致大氣中二氧化碳含量增高。

碳循環圖。圖中加粗的黑線表示人類活動的影響：植被破壞（deforestation）和化石燃料的燃燒（Fossil fuel burning），大概有6 Gton C/y

因此，大氣層吸收的長波輻射更多了，放出的也更多了，對地表的加熱也就更多了。

這就是現在我們討論的全球變暖的基本原理。

以上

總體來說，進來的能量和出去的能量基本是平衡的，不然地球不會安穩地運行到現在。為什麼會平衡？很簡單，根據基本數學關係就可推定。太陽輻射能量基本恆定。而地球輻射出去的能量和地球溫度有關（確切的講和溫度的4次方成正比，見Stefan-Boltzmann Radiation Law），所以，一開始，溫度會上升，但上升到一定值後，出去的能量就和進來的能量相等，溫度就穩定了。對於地球來說，這個溫度大概在零下幾十攝氏度（具體忘了，240K？）。太陽系的每個行星都有這麼一個穩態溫度。如果這樣的話，地球根本不適合絕大多數生物生存，更不用談進化出人類。那為什麼實際比這個高一些，因為溫室效應。溫室氣體（主要是水蒸氣，二氧化碳和甲烷）能讓絕大多數太陽輻射（多數在紫外區）透過大氣層到達地面，卻能吸收掉地球輻射到太空的部分能量（基本在紅外區）。這些能量留在了地球，成為這些氣體的內能（也就提高了地球溫度）。考慮了溫室效應後的地球穩態溫度大約為10攝氏度左右，基本就成為現在的樣子。

我提一個clue吧，當年初中被老師以"盡想些沒用的"被罰站過。

1、地球達到平衡溫度之後，有部分太陽能存儲下來，最直觀的如化石燃料，間接的可能包含部分核能？

2、人類在以前所未有的速度釋放這億萬年積累下來的太陽能，比如燃燒化石燃料。

3、如果人類耗散熱量保持不變，下一個平衡點一定溫度比現在高。在建立這種平衡前，溫度可能因為散熱不及時飆得比最終平衡溫度更高。

以上三條就是當年最主要的想法，結論是: 全球變暖是必然，但根本原因(起最大作用的原因)可能不是二氧化碳。近年似乎正逐步得到證實，不知道學術圈最近的趨向是怎樣？

在我以前的認知里，二氧化碳只是地球生物活性的一個表徵，不是全球變暖的根本原因。但對CO2的研究那麼多，這個觀點目前存疑，歡迎探討。

經常提到的全球變暖指對流層變暖，並不是整層大氣都升溫了。根據stefan-boltzmann定律，地球處於和太陽的輻射平衡中，既接受太陽的輻射自己也放出輻射，總體的溫度應該是不變的。溫室氣體增加了對地球長波輻射的的吸收。然而如果你看看平流層，你會發現是降溫的。

縱觀歷史溫度以及co2濃度不難發現溫度於co2濃度是很明顯的正比例關係，地球吸收的太陽短波能量基本是恆定的，二吸收後能散發出去多少則取決於溫室氣體的多少，由於地球溫度相比太陽來說低得多，而溫度越低波紋越長，所以太陽的短波能量可以穿過溫室氣體，而地球散發出去的長波紋則杯溫室氣體吸收並再次釋放，其中很大一部分回到地表，從而促使地表溫度上升，如果碳排放不減少的話全球變暖是必然的並且會發生的越來越快

我覺得需要題主定義一下必然這個詞，最好是明確一下時間軸。因為目前的趨勢上來看全球一直在變暖，不知道這個「必然」指的是這個趨勢發生之前；還是基於目前的狀態放眼未來。

如果是前者的話，其他答主已經說的很明白了。如果是後者，那麼很遺憾，目前這已經進入了一個惡性循環。目前的二氧化碳濃度已經超過了閾值，換言之即使人類現在停下所有碳排放，地球也會緩慢的自我加熱。所以現在大家的用詞都開始使用諸如「緩解」之類的，而不再是「阻止」了。

其實我是比較同意荷蘭學者克羅寧伯格的地球萬年四季說，具體可以參考其所著的《人類尺度：一萬年後的地球》。下面摘編自俞金堯《全球氣候變暖與人類的活動無關嗎?》一書，可以幫助大家對克羅寧伯格的說法有一個大致的了解：

看過不少環境方面的論著，幾乎所有的作者都認為，人類自工業革命以來大量排放二氧化碳，導致全球氣溫上升，而全球變暖將使千萬年里形成的地球兩極冰川融化，使海平面上升，進而給人類的生存造成威脅。曾經在前年發生激烈爭論的全球氣候大會讓人們確信，當代的全球氣候變暖趨勢與人類的活動有關。

　　但是，荷蘭學者薩洛蒙·克羅寧博格所著的《人類尺度：一萬年後的地球》一書中的觀點，似乎可以讓人稍稍放鬆一下在氣候變暖問題上的緊張感。克羅寧博格的一個基本觀點是：所有當下發生的一切，從地球的立場出發，是「正常運作」，最近的氣候變暖也是如此。

　作者認為，大自然變化的長周期類似於四季交替，只不過是它的時間尺度更長。根據克羅寧博格的描述，大自然的「春天」是在一萬年以前開始的，那時，天氣已開始轉暖，曾經覆蓋了當今人類廣泛活動區域（比如像北歐地區）的冰層逐漸在陽光下融化，海平面上升。而人類祖先的生活方式則開始從漁獵轉向定居農業。總之，植物、動物和人類都受到日益變暖的氣候的影響。到現在，人類已經處在「盛夏時節」。不過，我們雖然生活在「夏季」，卻沒有意識到這本來就應該是一個氣溫升高的季節。於是，我們擔心於氣溫上升1度或2度可能會給人類帶來的危害。我們當今面臨著的各種自然災害的確是更多、更劇烈，人類遭受了更多、也更大的不幸，但依據克羅寧博格的說法，那是因為「我們在火山口、地層斷裂活躍地區、海岸下沉區以及有可能遭受洪水襲擊的河谷低地安家落戶」。但是，「夏季」終將過去，這也是自然規律，只不過是要再等一萬年，「秋季」才會來臨，那時，冰層重新覆蓋大地，海平面下降，自然景觀將重回「春季」到來之前的樣子，而今天的人們因為氣溫上升而引發的激情也將隨之結束。

　　克羅寧博格面對當前全球氣候變暖的趨勢，之所以顯得如此的淡定，在於他在看待這一問題時使用了與眾不同的時間尺度。

　　通常，人們只考慮幾十年或幾代人的事情，能顧及2100年可能出現的狀況就已經是很長的時間尺度了。考慮幾代人以後的未來，這就是「人類的尺度」。我們是生活在從大自然那裡借來的時間裡，並且一直在用我們人類的尺度去衡量大自然，在人類的尺度框架內去思考問題，而不是用大自然自己的尺度衡量大自然。結果，每個人都為現在的氣候最大值激動不已。其實，這在克羅寧博格看來只不過是大自然長周期循環中出現的「一絲波紋而已」。

　　如果我們超越現階段人類思考問題的尺度，觀察一個漫長的周期，那麼，情形也許就不會那麼令人沮喪了。那就是一萬年，也就是四百代人的時間尺度。為什麼要一萬年的時間尺度？因為人類現在所處的全新世開始於一萬年以前，那是大自然長周期中的「春天」的開始；地質學的知識告訴我們，類似於我們現在所處的溫暖期一般不會超過一萬年；人們還認為一萬年前左右爆發的火山都處在活動期；還有，在美國，核廢料都必須埋在地下，一萬年不許接觸，等等，還有許多以萬年為時間尺度的事情發生或存在著。而且，在這一萬年內，還存在著一些可能以千年出現一次的周期發生的事情。因此，這萬年的時間尺度，是地質學送給我們的最大禮物。

　　與地質學應用的時間尺度相比，人類的尺度就不那麼適用了。地球的年齡將近46億年，而人類的平均壽命只有70歲左右，按照這個比例，一個人的壽命在愛爾蘭大主教厄舍爾的時間刻度表上不會超過一小時。可見，與自然的歷史相比，人的生命實在短暫，在人類尺度內，我們難以經歷我們從地質史上了解到的最大的自然災害。當然，未來的人們有可能碰上這樣的災害。總之，克羅寧博格認為，「人們在一生中或是在已經被記錄下來的所有人類歷史的時間中所看到的或是所經歷的東西，不足以去理解自然進程」。這也難怪他要嘲諷因為氣候變暖、海平面會上升而變得「如此激動」的人們，「為什麼要大張旗鼓地圍著小周期內出現的現象團團轉？」

　　他鎮定自若的表現還緣於他對地質史上的地震、火山爆發、海平面波動等自然進程做過的一些研究，其中關於裏海海平面在較長時期內發生較大幅度升降的歷史信息，有力地支撐著他關於現今及未來海平面可能上升的態度。在20世紀，裏海的海平面發生過三次突發性的升降，波動幅度為三米，人們深受驚嚇。但當時間尺度放寬到三千年，他發現，裏海水位的振幅高達25米。如果時間尺度進一步放寬，考察一萬年直至十萬年前的情況，那時的裏海水位比現在竟高出75米，整個裡海北部平原50萬平方公里的土地都被海水淹沒。所以，裏海海平面在一個世紀里所發生的變化，放在萬年尺度上來看，只不過是一束小小的浪花而已，完全是微不足道的。

　　《人類尺度》挑戰了較長時間以來人們擁有的有關二氧化碳排放與氣候變暖關係的「常識」，書中的論述充滿了智慧，為氣候變暖所作的辯護也是十分巧妙。這本書的觀點也有助於提高人類面對氣候變暖、海平面上升所帶來的挑戰的勇氣，正像作者所說的那樣：穿著熊皮、拿著石斧的石器時代的人類尚且知道如何在冰期生存下來，我們難道無法運用現代高科技去解決海平面上升一米帶來的後果嗎？

　　當然，話還得說回來，上述觀點和解釋只是克羅寧博格的一家之言，它為我們思考氣候變化提供了一個新的視角，這是本書的價值所在。但同時，我們也應該意識到，即使人類的活動對於全球氣候變暖的作用微不足道，我們也不能從此以後就不加節制地去排放溫室氣體，大量地消耗資源和排放二氧化碳已經嚴重地破壞了自然生態和人類的生存環境。所以，克羅寧博格也表示，「我們應該節約能源」以保護有限的資源。