然而,今天潜在的问题是二氧化碳过多。矿物燃料的燃烧和森林的砍伐使大气中的二氧化碳在第一个百年中增加了大约15%,而且,我们不断地向大气中排放二氧化碳。二氧化碳的增加会导致全球的平均温度升高吗?这种上升会给人类社会带来严重后果吗?数字模型使我们得以计算二氧化碳增加与气温升高的关系,结果表明,答案很可能是肯定的。
在目前的环境下,在海拔五六千米的高度可以观测到一18℃的气温,这一高度被称作辐射水平面。在这一高度以下,距离地面每下降一千米温度就升高6℃,到达地面的时平均温度约为15℃。二氧化碳数量的增加就意味着有更多二氧化碳分子吸收红外线辐射。当大气吸收红外辐射的容量增加时,地面的辐射水平和温度也必定增加。
数字模型预言大气中增加一倍的二氧化碳将会使全球的平均地表温度升高2.5℃。这一模型假定大气的相对湿度保持不变,温度随着海拔升高以每千米6.5℃的比率降低。假定相对湿度恒定很重要,因为大气中的水蒸气是红外线波长的辐射的另一高效的吸收体。因为热空气比冷空气会含有更多湿气,只有当大气中水蒸气含量随着温度的升高而增加时,相对湿度才是恒定的。因此,更多的红外辐射会被吸收并且散射回地球表面。在地面上,气候变暖的结果是使冰雪熔化,地球的反射率由此降低了,结果能够吸收更多的辐射,气温也进一步上升
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