地球正在变热，并且将越来越热

美国国家航空航天局（NASA）和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）2019年2月初公布的数据显示，2018年是自1880年以来第四个最热的年份。

此前有记录的三个最热的年份分别是2015年、2016年和2017年。

NASA全球温度随时间变化的情况

从美国国家航空航天局全球温度记录的可视化图形中，我们可以看到地球温度随时间变化的情况，从19世纪80年代起，全球平均表面温度已上升了1摄氏度。这张图直观地反映出地球的长期变暖趋势。

同期，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）也使用不同的基准并以不同的方式分析气候数据，发现2018年的全球气温比20世纪平均值高出0.79摄氏度。这与NASA所得出的结论基本吻合。

NOAA线图显示了1880年至2018年的年度温度异常

我们生存的地球正处于一个不断暖化的周期之内，这是科学界已经形成的共识。而针对全球气温上升的元凶到底来自哪里，科学家们则各有不同的说法。

全球变暖的危害。

一、陆地冰川和两极冰盖融化。

全球变暖首先带来的就是冰川和冰盖的融化，这种融化将是迅速和毁灭性的。根据计算，如果位于北极圈内格林兰岛上的冰川完全融化，将使全球海平面上升7米；而如果南极冰盖融化，将使得全球海平面再升高58米！这还没算进去包括青藏高原等其它地区陆地冰川融化所带来海平面上升的数字。

正在消融的南极罗斯冰架，它的面积与法国相当，厚达数百米

世界上大约有10％的人口居住在海拔不到10米的沿海地区，同时世界上拥有500万以上人口的大型城市中有三分之二位于这些地势平坦低洼的沿海地区，这些地区都是各个沿海国家经济最发达的区域。海平面上升6米，汹涌的海水将淹没沿海城市。如果海平面继续上升，人类将失去绝大部分耕地和粮食，人们不得不向高海拔地区迁移，从此过着忍饥挨饿的生活。

红色为海平面上升6米将淹没的区域

那些面积狭小的岛屿可供生存的地方会越来越少，甚至完全消失在海底。

二、生物大规模灭绝。

不断上涨的海水极大地压缩陆地生物的生存空间，导致许多无法迁徙的动植物灭绝，同时也会造成海洋生物的大规模灭绝。

美国环保局：1870-2008全球平均绝对海平面上升趋势（英寸）

珊瑚礁需要在接近海面的地方生长，以便更多地获取阳光，如果海平面不断上升，珊瑚礁将被淹没到更深的海底，导致珊瑚死亡。而失去了珊瑚礁提供的食物和栖息地，小型的鱼类将无法生存，海洋生态链由此断开，造成连锁反应。

另一项最新研究成果表明，更温暖和更酸性的海洋将导致浮游植物种群数量降落，海洋中有大量的浮游生物以海洋藻类为食，而这些浮游生物处于海洋食物链的最低端。全球气候变暖意味着我们吃的几乎所有鱼类面临灭绝。

珊瑚礁是海洋生物的天堂，它极易受温度升高影响而死亡

地球温度的上升会释放更多的强温室气体甲烷，这些气体通常以可燃冰的形态被固定在海底和永久冻土带。甲烷被释放一方面会加剧气温上升的速度，同时会造成海洋缺氧。

海水越热，它能溶解的氧气就越少，海洋缺氧已经被证实是导致是造成古生代和中生代海洋生物大规模灭绝的重要原因。同样地，海洋缺氧正在造成越来越多的海域无鱼可捕。

从冻土中挖掘出的可燃冰，这种甲烷水合物受热后释放大量温室气体

三、粮食危机。

全球气温上升不仅会造成海平面升高、生物大规模灭绝、使人类和其它物种失去栖息地，还会带来严重的粮食危机。

由于海水平断地侵蚀陆地，使可耕种土地越来越少的同时，还会加速土地的盐碱化。一方面陆地冰川的消失使得河流断流，同时不断上涨的海水会通过地下水渠道侵蚀土壤，使可耕种的土地越来越少。

全球变暖导致某些农作物产量变化预测图

尽管海洋面积大幅度增加，但由于温度升高带来更多的水气蒸发，陆地将变得越来越干旱，海洋洋流和大气环流的变化导致极端天气灾害频发，这些因素都将进一步导致农作物减产，从而引发严重的粮食危机。

陆地上的粮食产量锐减，海洋里的鱼类因为缺氧和栖息地丧失而灭绝，人类会因食物短缺面临生存危机。

50年来因海水含氧量低而导致的海洋生物死亡区域爆发性增长

全球变暖的原因。

一种观点认为，人类是全球气候变化的主要因素，早在8000年以前，人类活动就已经对全球气候变化施加了负面的影响。这种言论不值得一驳，因为你很难想象还处于石器时代的人类有多大的能力在全球范围内增加二氧化碳。相比之下，另一类观点则被许多科学家所接受，那就是自1750年开始的工业革命后，人类通过燃烧煤炭和石油产生了大量的二氧化碳，这些新增的二氧化碳属于温室气体。

地球目前能保持15°C的平均温度，大部分要仰赖温室气体的功劳。地球上的温室气体主要包括水蒸气、二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和臭氧，这些气体可以吸收、储存和发射红外波长，如果没有温室气体，地球表面的平均温度将低至零下18°C。

温室气体就像是一个玻璃暖棚，将大部分的热能锁在了地球表面

研究表明，以水与二氧化碳为主的温室气体在地球与太空的热量交换过程中，捕获了并重头分配大气25-30％的阳光能量。同时，温室气体也捕获了从地球表面发出的上行热辐射中70-85％的能量。由此可见，温室气体的多少将直接反映地球温度的高低变化。

由大气传播的辐射逃逸与被温室气体吸收的情况

据统计，自从1750年第一次工业革命以来，人类活动使得大气中的二氧化碳浓度增加了40%，这是一个很高的数字。因为二氧化碳是地球上仅次于水蒸气的重要温室气体，所以科学家们认为，人类在生产生活过程中产生的过量二氧化碳以及砍伐森林造成二氧化碳吸收减少，是近年来地球气候加速升温的最主要因素。

冰芯碳测量数据与人类排放二氧化碳之间的关系

全球变暖的应对措施。

我们知道了全球气温正在上升、全球变暖的危害以及温室气体的激增将导致全球变暖不受控制，看起来问题似乎不难得到解决。只要全球主要碳排放国家携起手来，共同加以应对，遏制气候进一步恶化趋势，应该不是太大的问题。

首先，主要碳排放大国应想办法限制温室气体的排放。考虑到二氧化碳排放的源头主要是煤炭和石油的燃烧，如果大量采用新能源代替传统化石能源，就可以最大限度地减少碳排放。为此，我们需要更多地使用核能、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能发电来代替燃煤和燃油发电；用新能源车辆代替传统燃油汽车。

在沙漠地区建设的大规模太阳能电站是减少碳排放的方法之一

同时，大量植树造林、减少森林砍伐、防范森林草原火灾、优化土地利用，维护生态平衡。植物可以通过其光合作用吸收大量空气中的二氧化碳，并将其固化下来，保护森林实际上可以减少空气中的二氧化碳。

以上对策将最大程度减少温室气体排放，这或许可以在短期内遏制住地球温度急速上升的势头，但无法长期起作用。因为地球气候变暖的真正元凶是太阳。

太阳正变得越来越热。

地球从太阳获得热能，地球的气候在很大程度上取决于它从太阳获得热能与它向外辐射热能之间的平衡。

地球热量平衡

地球大气层顶部每秒接受的太阳能量大约为340 W /m²，平均有约77 W /m²被云和大​​气反射回太空，大约23 W / m²被地表反射，余下约240 W /m²的太阳能被地球利用。

我们通常将太阳辐射到地球的每单位面积的能量称为太阳常数，需要关注的是1.361KW/m²这个太阳常数并不是一个固定的数值，它是会变化的。当太阳黑子或耀斑爆发，地球每秒钟接受到的太阳能量会出现变化；当阳光变得更强烈时，地球温度不可避免地会升高。

太阳正值中年，随着这颗恒星一天天地老去，它会变得越来越大、越来越亮、越来越热。

红色曲线为太阳历史亮度变化趋势

从上面太阳亮度变化趋势图中我们可以看出，随着时间的推移，地球变暖是不可能避免的。未来数亿年，地球的升温将不会只有一、二度，而是几度十几度地上升，我们不能坐以待毙。人类必须找到一种既不牺牲经济发展，又要避免被太阳烤焦的悲剧发生。

“蔽日计划”应对太阳升温，拯救地球生命。

科幻作家或许会建议推动地球，将人类带到另一个遥远的恒星附近去求生存。而我们知道地球绕太阳运行，要想离开太阳系，要使地球摆脱太阳的引力束缚，据计算大约需要2.65×10^33焦耳的能量，这是人类目前年发电量的29万亿倍。无论现在还是将来，让地球搬家都是一件不可能完成的任务。

一个相对可行的办法，就是给地球打一把伞，用这把大伞挡住一部分阳光。这样可以人为降低太阳常数，也就避免了地球因温度升高引发的灾难。

利用太空巨伞遮挡太阳辐射

我们姑且称之为“蔽日计划”。

假设未来需要减少3%的太阳辐射，我们只需要对3%的太阳光进行遮挡，这样就可以减少热能到达地球大气层上方。

地球的平均半径为6371公里，平均截面积约为1.275亿平方公里，为了挡住3%的阳光，我们大约需要一张面积为382万平方公里的大伞。

这把伞当然不能放置在地面上，也无法发射到地球轨道上空，因为那里有大量的卫星。最适合的位置是地日拉格朗日L1点的区域。

地日拉格朗日点示意图，中间黄点是太阳，蓝色点为地球

拉格朗日L1点距离地球大约150万公里，是地球到太阳距离的1/100，它始终处于地球与太阳之间，是地球与太阳之间的引力平衡点。在这个点附近区域运行的航天器可以凭借极少的能量保持它的位置，因此一直被当作放置对太阳观测卫星的最佳位置。将一张大伞放在这个区域，可以用最少的能量消耗来保持稳定，同时又因为它距离地球足够远，不会影响近地轨道卫星的正常运行。

当然，以人类今天的航天科技，我们是无法将如此大量的物体送上太空再进行拼接的。即使用极薄的铝箔制造，1955 X 1955公里巨伞所消耗的铝也将达到1亿吨。（根据世界铝业协会数据显示，近几年来，全球电解铝产能在6600万吨左右稳定波动。所以未来生产1亿吨的铝并不是问题。）

电解铝板卷

“蔽日计划”的难度在于如何将1亿吨以上的质量的航天器从地球分批送上太空，因为其消耗的资源和能量将是一个天文数字。

距离地球38万公里的月球表面含有大约20%的氧化铝，千万年以后，我们或许可以在月球表面建设工厂来冶炼铝，然后将制做好的铝箔从月球直接发射到地日拉格朗日L1点上去组装大伞。

月球表面氧化铝储量

相信届时人类的科技足够发达，也可以将这张巨伞打造成一座巨大的太空太阳能电站，将收集到的太阳能量转化为电能传送回地球，为人类提供源源不绝的清洁能源。

巨型太空太阳能电站，遮阳发电一举两得

应对地球变暖，你还有哪些高招？欢迎留言讨论。