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| 2011/04/18 12:33:41瀏覽1318｜回應0｜推薦0 | |
增補版說明︰本文是對2009年1月版本的重要增補。增補的一節是本文後面的第7節。同時，正文也有小量的修改。 本文從七個方面簡要地還原了人造二氧化碳對溫室效應的影響比例大約是6600分之一。如此微小的比例，甚至遠低于溫度測量的誤差。把人造二氧化碳的作用無限夸大，說成是造成“全球暖化”的罪魁禍首，是人造全球暖化（以下簡稱“AGW”）騙局中的關鍵一環。本文介紹的是一些已知的科普常識，而不是原始的“科學研究”。 1，二氧化碳在空氣中的含量 在拙文《人造全球暖化的騙局是怎麼一回事？》中，我主要討論了二氧化碳在空氣中的含量。這個含量是極其微小的，只佔空氣分子數的萬分之四不到。假定地球大氣層是塑料溫室的透明頂棚，由兩千五百個方格組成，再假定二氧化碳的效應是完全阻擋輻射的逃逸，萬分之四的含量只相當于把兩千五百個方格中的一個方格變成不透明的。從總體來看微不足道。 不但二氧化碳在空氣中的含量微不足道，下面我們要仔細地看一看人造二氧化碳在整個指控中的具體數字，就讓人更加吃驚。 2，二氧化碳在溫室氣體中的含量 二氧化碳在空氣中的含量是385ppm。這里的單位ppm，是“每百萬分子數的含量數目”。而水蒸氣在地球大氣中的含量卻高達1,000-40,000ppm。空氣中的水蒸氣含量變化很多。在寒冷的兩極地區，水蒸氣的含量很低；在酷熱的赤道地區，水蒸氣的含量可能達到40,000ppm。根據美國宇航局地球數據表的估計，水蒸氣的通常含量可能是1%，即10,000ppm。 按照這個估算值，與二氧化碳的含量相比，水蒸氣的通常含量，可能是二氧化碳的26倍之多。假定水分子與二氧化碳分子的溫室效應是等同的。那麼單單從分子數目上來看，水蒸氣的溫室效應就要遠遠地超過二氧化碳。下面我們要看到，這個假定是不成立的。水分子的溫室效應遠遠地強于二氧化碳。 3，二氧化碳與其它溫室氣體的溫室效應強度比較 上面的數據，基于的是純粹分子數的同比重比較。同比重比較的假定也是不成立的。事實上，一個水蒸氣分子，與一個二氧化碳分子，他們的溫室效應效應是不同的。水蒸氣的溫室效應要遠高于二氧化碳。下面這個圖顯示了空氣，氧氣，二氧化碳，和水蒸氣的對陽光輻射的吸收頻譜︰  二氧化碳的唯一顯著的吸收頻段是在15微米的那個峰值，其他的峰值，因為過于狹窄，吸收的能量很少。再看看水蒸氣，情形卻完全不一樣。從0.8到8微米的多個吸收峰，其中就有兩個比二氧化碳的峰寬。從10微米以上，水蒸氣的吸收頻率幾乎是連續不斷的，更是與二氧化碳無可比擬。因此，即使在同等濃度下，水蒸氣的溫室效應也是二氧化碳的很多倍。 當然，由于二氧化碳在大氣層中的含量相對比較均勻；而水蒸氣在不同地區，晝夜之間有很大的差別，單純從第二節的分子數目上進行比較是一個簡化的說法。根據美國能源部的一篇估計，在對流層（一般說的大氣層）中，由水蒸氣造成的溫室效應，佔到了95%。前美國Virginia大學的環境科學教授Patrick J. Michaels博士也作出了同樣的估計（在該文件的第14頁第3段）。下圖顯示的就是各種溫室氣體的溫室效應佔總溫室效應的百分比。  剩下的5%溫室效應中，二氧化碳並沒有佔到100%。一般鼓吹AGW的暖化“科學家”，在計算二氧化碳的溫室效應是多麼嚴重時，都故意不把水蒸氣考慮在內，所以他們所說的二氧化碳在溫室效應中所佔的比例，其實就是二氧化碳在除了水蒸氣以外的溫室氣體中的比例。把二氧化碳的溫室效應強度乘以二氧化碳在其他溫室氣體中的比例，與所有的其他溫室氣體的溫室效應強度的總和比較，大體上可以得出，二氧化碳在其他溫室氣體中的貢獻比例是72.37%。詳細的計算在此文的第二節，該節里面的表2記錄了具體的數據和計算結果。 有了這兩個數據，我們就可以計算出來大氣中所有的二氧化碳（自然+人造）對于溫室效應的總貢獻︰ 除了水蒸氣以外的溫室氣體對溫室效應的貢獻比例︰ 5% （ =100%-95%） 乘以 二氧化碳在除了水蒸氣以外的溫室氣體中的對溫室效應的貢獻比例︰ 72.37% 得到==> 3.62%。這就是大氣中所有的二氧化碳對于溫室效應的總貢獻。 4，人造二氧化碳在所有二氧化碳中的含量 根據美國能源部提供的一個數據表，人造的二氧化碳的年度總產量為231億噸，而人造與自然產生的二氧化碳的年度總量為7931億噸。兩者相除，人造部分佔所有二氧化碳總產量的2.91%。 TABLE 1 根據這個數據，我們可以計算出來人造部分的二氧化碳對溫室效應的貢獻比例︰ 人造二氧化碳佔所有二氧化碳總產量的比例︰ 2.91% 乘以 二氧化碳佔溫室效應的比例︰ 3.62% （見上面第3節的結論） 得到==> 0.105%，或者寫成0.00105。這就是人造二氧化碳對溫室效應的貢獻比例。 換句話說，所有的人造二氧化碳加起來，對于溫室效應的貢獻是952分之一（1/925），接近千分之一。 假如溫室效應是溫室氣體喂給地球的熱“燒餅”的話，人造二氧化碳與其他溫室氣體的關系，是第952只燒餅與前面951只燒餅的關系。暖化人非要聲稱第952只燒餅加入這個巨大的燒餅堆里面，就會神奇地造成天誅地滅、世界末日，不是絕對不可以，請拿出物理證據來。事實上，AGW的鼓吹者們，拿不出來任何的物理證據證明人造全球暖化。迄今為止，沒有任何一篇經過所謂的“同行審議”的科學論文，是從實證角度證明人造全球暖化的。 而且，溫度歷史證據卻顯示，二氧化碳與溫度的變化關系，只有從1975年到1998年時符合的。1935年到1975年，二氧化碳排放暴漲，全球卻冷化；2000年至今，二氧化碳繼 續穩定增長，全球溫度卻沒有繼續上升，反而略有下降。2008、2009年的全球冷化更是突出。北極冰蓋的面積連續兩年大幅增長。2008年北極的冰蓋面積最低點，比前一年增長了9.4%，面積增長 了39萬平方公里（參見下圖，白色為08年的增長）。2009年的北極冰蓋面積，已經恢復到2005年的水平。  二氧化碳與歷史溫度的變化關系即使符合，也不是對AGW的證明︰相關性不等于因果性。但是他們的不相關性，卻可以是否定AGW的物理證據之一。物理證據不支持AGW的說法。暖化人的唯一救命稻草，是繼續盤弄那些經過大量近似，有大量可調參數可以任意調整，有巨大誤差範圍的電腦模型， 繼續地象算命先生那樣預測未來，象古代的佔星術一樣散布世界末日的“先知先覺”。 5，溫度測量的誤差與人造二氧化碳 截止2009年7月16日，地表測溫站普查網已經實地調查了82%的美國地面測溫站。用于提供歷史溫度數據的1221個測溫站中，已經有1003個被實地調查過。調查結果令人震驚。對比美國官方的國家海洋大氣管理局（NOAA）為測溫站制定了具體的氣象站標準。調查發現，多數測溫站都不符合NOAA的明文標準。每個調查過的氣象站都在地表測溫站普查網上有照片，違反標準的地方一清二楚。這些氣象站中，按照NOAA的誤差準則，誤差大于一攝氏度的比例，竟然高達90%！參見下圖︰ TABLE 2 按照上面一節，人造二氧化碳對于溫室效應的貢獻，是全部溫室氣體的0.00105倍。假如平均溫度誤差從低計算為兩攝氏度，按照絕對溫度（K）計算，溫度誤差率大約是0.007左右，是人造二氧化碳貢獻的6倍多。 換句話說，人造二氧化碳對于溫室效應的貢獻比例，連溫度測量的誤差的六分之一都比不上。假如人類制造的二氧化碳對于地球大氣溫度的確有微小的貢獻的話，這樣的貢獻，因為極其的微小，也會被測量誤差所掩蓋，根本是無法察覺的。 盤弄電腦模型的“科學家”們（又被稱為“模型人”），卻能夠從問題多多，誤差驚人的溫度歷史數據上，推理出來貢獻極其微小的人造二氧化碳這一部分，就是溫度變化的罪魁禍首！ 6，溫室效應對于地球暖化的貢獻 如上所述，人造二氧化碳對于地球溫室效應的貢獻是千分之一多一點。但是要注意，這只是對溫室效應的貢獻比例。造成地球溫度變化的因素很多，決不止溫室效應這一項。現在有多位科學家認為，宇宙射線，或者太陽活動周期，通過雲量的變化，與地球溫度的變化密切相關。著名的歐洲核子研究中心已經批準了一個專門的實驗研究項目，對此進行研究。真正的大氣污染，各種粉塵顆粒等，阻礙了陽光輻射，造成氣候變冷。而近幾十年對環境污染的有效控制，有可能造成全球溫度上升。著名的氣候學家Roy Spencer則提出，太平洋長期系統（PDO），是造成全球溫度變化的真正原因。太陽活動，雲層，與PDO，都是極其強大的自然因素，其影響，可能要遠遠超出溫室效應。假如溫室效應在所有溫度變化的因素中佔據10%的比例，那麼人造二氧化碳最終對于地球溫度的影響，就只有萬分之一多一點。當然，這個10%的比例只是隨意的估計--因為我們人類還遠沒有能夠把握地球大氣系統。 按照這樣的估計，人類制造的二氧化碳，可能不是第952只燒餅，而是第9520只。“模型人”整天盤弄的電腦模型，卻不考慮這些重要的因素。例如雲層，這個極其重要的氣象因素，就沒有任何一個電腦模型能夠進行模擬的。就是這些使用大量的近似，擁有大量的可調參數的電腦模型，被一群“模型人”奉若神明，變成了的預言世界末日的福音書。 7，(增補)二氧化碳的溫室效應與其濃度的關系不是線性的 對筆者原文的批評，除去那些只知道訴諸權威（氣候門文件已經顯示，他們多數是騙子，故意逃避信息自由法案的刑事罪犯）的反科學論調以外，最多的說法是，二氧化碳的溫室效應與其濃度的關系不是線性的，所以不能簡單地使用線性的百分比算法來計算人造二氧化碳的溫室效應與所有溫室氣體的溫室效應的關系。 這樣的說法隱含的意思是，二氧化碳的溫室效應與其濃度的關系不是線性的，而是隨著濃度非線性增長的。濃度越高，單位濃度增加所帶來的溫室效應越強。 這種說法只對了一半︰二氧化碳的溫室效應與其濃度的關系的確不是線性的。另外的一半，這個說法正好是南轅北轍，說反了。事實上，二氧化碳的溫室效應強度，不但不是隨著其濃度的增加非線性增長的，而是快速減弱的！換句話說，濃度越高，單位濃度增加所帶來的溫室效應強度越弱。 換句話說，本文上面根據溫室效應強度的線形關系計算出來的人造二氧化碳部分佔總溫室效應的比例，不但沒有低估人類的貢獻，而且還高估了！ 為什麼二氧化碳的溫室效應與其濃度的關系不是線性的呢？從本文第三節的二氧化碳頻譜就可以看出來，二氧化碳的主要吸收頻段在15微米附近。然而，在這個頻段附近的地球的輻射能量，是大體固定的。每當一個二氧化碳分子吸收了地球的輻射，就意味著其它二氧化碳分子吸收輻射的概率相應降低。最終，二氧化碳吸收輻射的能力（即溫室效應），將趨于飽和。 二氧化碳的溫室效應與其濃度的關系，基本上是一個對數曲線！平常我們會用“指數式”增長來描述一個快速增長的事物。那麼，對數式的增長，就正好是指數式增長的反面︰不是下降，而是增長的速率快速的下滑，最後到了可以忽略的程度。 二氧化碳的溫室效應與其濃度的對數關系，是一個沒有什麼爭議的物理現象。Willis Eschenbach提供的下面這個曲線清楚地表明了在理想狀態下，二氧化碳的溫室效應強度與其濃度的對數關系。圖中綠色準線是當前的二氧化碳濃度；黑線標定二氧化碳濃度加倍以後的溫室效應強度。 TABLE 3 芝加哥大學地球物理系的一個叫做Modtran的模型，可以在線計算在理想狀態下二氧化碳增加所對應的溫度增加。上面的對數曲線，就是使用Modtran計算出來的。使用Modtran，我們同樣可以計算出二氧化碳的濃度增加對地面溫度的升高作用在只考慮二氧化碳的情況下，二氧化碳的濃度從375ppm增加100ppm，溫度將增加0.49攝氏度。當二氧化碳的濃度從575ppm增加到675ppm的時候，它對溫度的影響只有0.35。 上面通過Modtran得來的結果，具體的用法是這樣的︰選擇“水蒸氣”濃度保持相對濕度（hold water vapor=Rel. Hum.）不變，使用當前CO2的缺省濃度375ppm和其他缺省數值，點擊Submit，計算得到的地球對外輻射強度Iout（右邊第二行）是287.844w/m2。把CO2濃度提高到475ppm，計算出來的Iout是286.776。地球對外輻射強度降低了，是因為增加了100ppm的CO2的溫室效應。假定太陽對地球的輻射是恆量，地球對外輻射強度的強度必須保持不變（理想狀態下的熱力學均衡態）。要做到這一點，地面溫度必須上升。把地面溫度（Ground T offset,）調整到0.49度，可以把Iout降低到現在的水平。這個0.49C就是CO2上升100ppm的溫度變化。按照同樣的步驟可以計算出來上段里面其他溫度數據。 在大氣中二氧化的濃度為375ppm時，人造部分的二氧化碳佔2.91%，即11ppm。同樣地使用Modtran可以計算出來這11ppm所吸收的地球輻射︰輸入CO2的濃度386ppm，得到的新Iout是287.718w/m2 ，這個數值與上段得到的287.844w/m2的差別0.126，就是人造二氧化碳11ppm的溫室效應造成的輻射吸收強度。再把CO2濃度改成0，得到理想狀態下沒有完全二氧化碳的對外輻射強度是318.396w/m2。那麼當前375ppm的二氧化碳造成的輻射吸收強度就是287.844-318.396=30.552。把人造二氧化碳的吸收強度與之相除，得到︰人造二氧化碳對溫室效應的貢獻是0.0041，即0.41%，而不是本文第4節根據線性假定計算出來的2.91%！ 根據這個新比例，最後可以算出來，人造二氧化碳佔全部溫室效應的比例，大約是0.41% X 3.62% = 0.015%左右，即0.00015，或者說6600分之一（1/6600），而不是原來的952之一。由于二氧化碳濃度與溫室效應強度的對數關系，人造二氧化碳的影響，比本文原來的估計，還要低7倍！ 事實上，不但二氧化碳的溫室效應強度呈對數關系，最主要的溫室氣體水蒸氣，也同樣地有這樣的對數關系。丑聞不斷的IPCC宣稱宣稱二氧化碳將導致水蒸氣溫室氣體的災難性連鎖反應，不但沒有任何實驗證據支持，而且與二氧化碳，水蒸氣的溫室效應強度對數減弱的已知物理屬性不符，在理論上就成問題。 8，總結 人造二氧化碳加起來，對于溫室效應的貢獻是6600分之一。人造二氧化碳對于地球大氣溫度的貢獻比例，還要更低。由于人類目前還不能全面了解地球大氣這個復雜的混沌系統，實際比例到底要低多少，我們不知道。 水蒸氣這個最大的溫室氣體，卻被AGW的鼓吹者們故意忽略，不予提及。為什麼呢？因為水蒸氣幾乎完全是自然產生的，人造的部分佔0.0001%。水蒸氣不是人造的，無法象二氧化碳那樣，被方便地用來譴責人類的工業文明，現代生活和生產。AGW的鼓吹者把人造二氧化碳從所有的溫室氣體，包括自然產生的二氧化碳中單獨挑出來，而且還故意對普通民眾隱瞞二氧化碳溫室效應強度呈對數減弱的物理事實，硬是把二氧化碳變成了將要造成天誅地滅，世界末日的罪魁禍首，這真是一個方便的謊言（“A Convenient Lie”）。 欲加之罪，何患無辭！
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| ( 時事評論｜政治 ) |
