主题：【原创】关于全球变暖，做道算术题 -- 水风

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【原创】关于全球变暖，做道算术题 [ 水风 ] 于:2009-08-23 10:05:43

2005年，全球消耗的总能源为5.0 X 10^20J.

其中80-90%为化石能源。

我们按照多点的算，那么是

4.5 X 10^20J.

全球的气体总质量是5.136 X 10^21 g

空气的比热是 21 J/K.mol

把全球的平均气温上升一度，需要 3.4 X 10^21 J

地球表面71%覆盖着水，约3.6亿平方公里，也就是3.6 X 10^15平方米。

水的热容是4.2×10^3J/（KG℃）

如果把全球的表面1米内的水面温度上升一度，（对应全球气温上升一度）。

需要1.512 ×10^22 J.

地球表面29%覆盖着土地，约1.47亿平方公里，也就是1.47 X 10^15平方米。

土壤的热容是0.8 J/g K.

土壤密度为1.15g/cm^3

假定地表一米内温度平均上升一度，

需要1.35 X10^21 J

那么全球气温上升一度，需要的总热量是

1.35 X10^21 +1.512 ×10^22 J +3.4 X 10^21 J=19.87 X10^21J

每年消耗的化石能源总量4.5 X 10^20J.

如果考虑做功，按照机械效率30%计算，70%转化成热量。那么是3.15 X 10^20J.

如果全部的热量都得以保留，把全球气温上升一度需要多少年呢？

19.87 X10^21 / 3.15 X 10^20=63年

如果每年化石燃料产生的热量，只能有10%得以保留（这个数字显然被高估了，我们暂且一用），

那么需要630年。

纵观地球几万年，就知道有几次大的冰封和气温回暖，所以就算消耗化石能源造成CO2过量排放，也不能否认我们现在有可能生活在一个气温回暖的世纪里，搞不好再出现冰封也不是不无可能

人家说的变暖是温室效应，你这个计算跟它没啥关系。

小木:俺过去闲得没事干的时候算过

好像有人批评过,说根据辐射的相关公式,把这些热量通过辐射散出去,大气温度之需要上升很少的温度(零点零几之类)就够了...

应该和海盗的数量有关系么……

说的不是这个事情。

温室效应说的是在地球的表面的大气可以吸收和发射红外线，这样就可以在大气内保持一定的能量。具体说，就是从太阳辐射来的能量，大约有百分五十左右被地球表面吸收，同时地球也向周围辐射。温室气体所起到的作用，就是吸收红外辐射，从而把太阳能吸收。温室气体也在释放辐射，这些释放的辐射，一部分向太空中散佚，一部分传到地面，提高地表温度。

温室气体最重要的是水蒸气，贡献了整体温室效应的36-70%，二氧化碳排在第二位，贡献了9-26%，然后是甲烷，4-9%，臭氧，3-7%。其他还有氮氧化物，氟氯昂等。此外，还有非气体的具有温室效应的东西，比如云。

地球的能量总平衡里面，太阳能辐射的量在174 X 10^15 W，换算成一年，就是 5.5 X 10^24 J，其中百分之三十被地球吸收，也就是 1.5 X 10^24 J。而化石能源仅仅贡献了5 X 10^20 J，相差四个数量级，显然与太阳能总量相比，是可以忽略的。而按照IPCC的模型，从1750年至今人类活动所增排的温室气体，已经使得地球多吸收了将近一个百分点的太阳能，也就是说多出的能量在10^22这个数量级，仍然大于化石能源的直接贡献两个数量级。