极端天气模拟是人工智能吗_美国极端天气模拟装置

1.气象是如何预报的？

2.火星的星体探测

3.传感器的发展历史

4.对气候变暖的理解

气象是如何预报的？

现代天气预报有五个组成部分：

收集数据

最传统的数据是在地面或海面上通过专业人员、爱好者、自动气象站或者浮标收集的气压、气温、风速、风向、湿度等数据。世界气象组织协调这些数据集的时间，并制定标准。这些测量分每小时一次（METAR）或者每六小时一次（SYNOP）。

使用气象气球气象学家还可以收集上空的气温、湿度、风值。气象气球可以一直上升到对流层顶。

气象卫星的数据越来越重要。气象卫星可以集全世界的数据。它们的可见光照片可以帮助气象学家来检视云的发展。它们的红外线数据可以用来收集地面和的温度。通过监视云的发展可以收集云的边缘的风速和风向。不过由于气象卫星的精确度和分辨率还不够好，因此地面数据依然非常重要。

气象雷达可以提供降水地区和强度的信息。多普勒雷达还可以确定风速和风向。

数据同化

在数据同化的过程中被集的数据与用来做预报的数字模型结合在一起来产生气象分析。其结果是目前大气状态的最好估计，它是一个三维的温度、湿度、气压和风速、风向的表示。

数据天气预报

数字天气预报是使用电脑来模拟大气。它使用数据同化的结果作为其出发点，按照今天物理学和流体力学的结果来计算大气随时间的变化。由于流体力学的方程组非常复杂，因此只有使用超级计算机才能够进行数字天气预报。这个模型计算的输出是天气预报的基础。

输出处理

模型计算的原始输出一般要经过加工处理后才能成为天气预报。这些处理包括使用统计学的原理来消除已知的模型中的偏差，或者参考其它模型计算结果进行调整。

过去气象学家必须自己做处理工作，今天24小时以上的天气预报主要是使用多种不同模型后对其结果进行综合。气象学家还必须分析预报出来的模型数据来使最终用户能够理解它。此外天气预报的模型一般分辨率不是特别高。当地的气象学家还必须通过当地的经验在涉及地区性的影响，使得当地的天气预报更加精确。不过随着天气预报模型的不断精密化这个工作量越来越小了。

展示

对于最终用户来说天气预报的展示是整个过程中最重要的。只有知道最终用户需要什么信息、如何才能将这些信息易懂地传达给最终用户才能完成这个任务。

火星的星体探测

火星的火红色，自古就吸引着人们，而古代希腊更是称之为战神。此时人们观测火星就和其他天体般，大部分是为了占星，而为了科学目的主要在十七世纪之后，如开普勒探索行星运动定律时就是依据了第谷积累的大量而精密的火星运行的观测资料。

乔瓦尼·斯加帕雷里所绘之火星地图。望远镜发明后，人们对火星可以进行更进一步的观测。第一个使用望远镜观测星空的伽利略所见的火星只是一个橘红小点，然而随着望远镜的发展，观测者开始辨别到一些明暗特征。惠更斯依此测出火星自转周期约为24.6小时，他亦为首次纪录火星南极冠的人。一开始由于各人各自观测，意见亦不一致，地名也未统一（例如用绘制者名字命名）。后来意大利的乔瓦尼·斯加帕雷里（Giovanni Schiaparelli）统合了各家说法而绘制了一个较可信的地图，地名取自地中海、中东等的地名和圣经等作为来源，而其余则依照旧有的观念：暗区被认为是湖（lacus）海（mare）等水体，如太阳湖（Solis Lacus——Lake of the Sun）、塞壬海（Mare Sirenum——the Sea of Sirens）、最明显的暗大三角——大塞地斯（Syrtis Major）；而亮区则是陆地，如亚马逊（Amazonis）。这个命名系统一直延续下来。

当时，斯加帕雷里和同期观测者一样，观察到了火星表面似乎有一些从暗区延伸出的细线，因为对于暗区是水体的传统，这些细线命名为水道（canali）。而后来观察到暗区会在冬季时缩小、夏季时扩张，有人提出暗区是植物覆盖、而暗区的扩大缩小则是消长所引起的，改变以往认为暗区是水的说法。帕西瓦尔·罗威尔（Percival Lowell）亦观察到，并宣称那些“水道”其实是人工挖掘的“运河”，用来灌溉植物，因为水道应太细不可见，而看到的细线应是灌溉出的大片植物。风靡大众的火星科幻和火星人即源于此。不过这些细线大多已证明是不存在的，部分则是峡谷或陨石坑后延伸出的深色沙子。而火星表面颜色的改变则是因为沙被风吹移，或发生火星尘暴。 1996年，著名天文学家卡尔·萨根在应NASA（美国宇航局）要求而写的报告中列举了探测火星的理由：

1．火星是地球上人类可以探索的距离较近的行星之一

2．大约40亿年以前，火星与地球气候相似， 也有河流、湖泊甚至可能还有海洋，未知的原因使得火星变成今天这个模样。探索使火星的气候变化的原因， 对保护地球的气候条件具有重大意义

3．火星有一个巨大的臭氧洞，太阳紫外线没遮拦地照射到火星上。可能这就是海盗1号、海盗2号未能找到有机分子的原因。火星研究有助于了解地球臭氧层一旦消失对地球的极端后果。

4．在火星上寻找历史上曾经有过的生命的化石， 这是行星探测中最激动人心的目的之一，如果找到， 就意味着只要条件许可生命就能在宇宙中行星上崛起

5．查明今日火星上有无绿洲，绿洲上有无生命以及生命存在的形式类型

6．火星探测是许多新技术的试验场地， 这些技术包括大气制动利用火星产生氧化剂和燃料返程用遥控自动仪和取样远程通讯等

7．虽然南极陨石提供了火星上少数未知地域的样本，但只有空间探测才能窥其全貌

8．从长期来看， 火星是一个可供人们移居的星球

9．由于历史的原因，公众对火星探测的支持和共鸣是任何其它空间探测对象难以相比的火星探测是进行国际合作的理想项目 探测器名称发射时间抵达时间国家状态火星1A号（火星1960A）1960年10月10日14时27分49秒—苏联失败火星1B号（火星1960B）1960年10月14日13时51分03秒—苏联失败卫星22号（火星1962A）1962年10月24日 17时55分04秒—苏联失败火星1号1962年11月1日 17时55分04秒—苏联失败卫星24号（火星1962B）1962年11月4日15时35分15秒—苏联失败水手3号1964年11月5日 19时22分05秒—美国失败水手4号1964年11月28日14时22分01秒—美国成功探测器2号1964年11月30日 13时12分—苏联失败探测器3号1965年7月18日14时38分—苏联失败水手6号1969年2月24日1969年7月31日美国成功水手7号1969年3月27日1969年8月5日美国成功火星2A号（火星1969A）1969年　苏联失败火星2B号（火星1969B）1969年4月2日10时33分00秒　苏联失败水手8号11年5月9日01时11分02秒　美国失败水手9号11年5月30日22时23分04秒　美国成功宇宙419号11年5月10日16时58分42秒　苏联失败火星2号11年5月19日16时22分44秒　苏联失败火星3号11年5月28日15时26分30秒　苏联失败火星4号13年7月21日19时30分59秒　苏联失败火星5号13年7月25日18时55分48秒　苏联失败火星6号13年8月5日17时45分48秒　苏联失败火星7号13年8月9日17时00分17秒　苏联失败海盗1号15年8月20日21时22分00秒　美国成功海盗2号15年9月9日18时39分00秒　美国成功火卫一1号1988年7月7日17时38分04秒　苏联失败火卫一2号1988年7月12日17时01分43秒　苏联失败火星观察者1993年8月21日抵火星轨道前与地球失去联系美国成功火星全球勘测者1996年11月7日17时00分49秒　美国成功火星961996年11月16日20时48分53秒　俄罗斯失败火星探路者　19年在火星着陆美国成功希望号（行星－B）1998年7月3日18时12分　日本失败火星气候探测器1998年　美国失败深空2号随火星极地着陆者1999年1月3日20时21分10秒抵达火星前被坠毁美国失败奥德赛2001年4月7日15时02分22秒　美国成功火星快车2003年6月2日17时45分26秒　欧空局部分成功勇气号火星漫游车2003年6月10日17时58分47秒　美国成功机遇号火星探测车2003年7月8日03时18分15秒　美国成功火星勘测轨道飞行器2005年5月18日2006年3月10日入轨美国成功凤凰号火星极地探测器2007年8月4日09时26分35秒2008年5月25日着陆美国成功火卫一-土壤搭载中国萤火一号2011年11月8日　俄罗斯失败好奇号火星车2011年11月26日2012年8月6日登陆美国成功火星大气与挥发演化探测器

（即MAVEN火星探测器） 2013年11月18日2014年9月22日 成功抵达火星轨道美国成功曼加里安号火星探测器2013年11月5日2014年9月24日7:42成功进入火星轨道印度成功时间国家名称成就16美国海盗1、2号传回图像以及对土壤、大气的分析结果19美国火星探路者发回古老漫滩照片以及土壤分析结果19美国火星环球探路者为水存在提供进一步证据2003欧洲火星快车测绘火星矿物成分，对大气进行研究2004美国勇气号、机遇号火星车研究岩石土壤，搜寻水是如何影响火星的证据2006美国火星勘测轨道器关注火星天气变化，寻找水存在的迹象随着水手4号传回的充满陨石坑的火星照片粉碎了人们对火星文明的幻想，认为火星只是一处如月球般布满陨石坑的死寂星球。但随着往后水手9号等的巨大峡谷、火山和疑似流水遗迹的发现，火星的独特性、液态水和生命的可能又重新引起人们的兴趣，

2010年6月3日，俄罗斯开始在莫斯科进行世界首个模拟火星之旅实验，6名来自俄罗斯、中国、法国等国的志愿者将在狭小的模拟密封舱内生活520个日夜。

2014年6月28日，美国宇航局成功发射低密度超音速减速器，用来测试未来大型航天器着陆火星所需要的多项技术。

2015年1月3日，据美联社报道，NASA着眼于在本世纪晚些时候把人类送入深层太空，而让大型航天器在这枚红色星球上安全着陆是众多工程挑战之一。科学家一直致力于研发一种充气式防热罩，它看起来很像是婴儿玩的层层圈，不过是超大尺寸的。工程技术人员认为，可以展开一个重量轻的充气式防热罩来降低航天器进入火星大气的速度。火星大气要比地球大气稀薄得多。

这样一种充气式防热罩可帮助航天器到达在现有技术条件下无法企及的火星高海拔南部平原和其他区域。专家指出，与在没有大气层的月球上不同，仅仅用火箭是无法让一枚大型航天器在火星上着陆的，而对于把人类送往火星所需的大型航天器来说，降落伞也不行。所以研究人员设计了一些充气环。环内充满氮气，上面覆盖着隔热层。在着陆展开时，它们就像一朵巨大的蘑菇一样立在航天器顶部。

专家说，这项充气技术还可用于探索其他具有大气层的行星和星体的航天器，比如金星、木星、土星最大的卫星土卫六等。由于充气环是由轻质材料制成，而且内部充有氮气，在航天器上就能为科学实验和宇航员所需的其他东西留出更多空间。充气环上面覆盖着由一层层耐热材料构成的隔热层。 在火星位置探测器名称抵达时间国家/组织数量轨道火星奥德赛号2001-10-24美国5火星快车2003-12-25欧空局（欧洲）火星勘测轨道飞行器2006-3-10美国火星大气与挥发演化

（即MAVEN火星探测器） 2014-9-21曼加里安号火星探测器2014-9-24印度地面机遇号2004-1-25美国2好奇号2012-8-6汇总7个2001～20143个7 苏联、美国、欧洲、日本、印度、中国共已发射数十艘太空船研究火星表面、地质和气候，包括轨道卫星、登陆器和漫游车总计大约有三分之二的任务在完成前或是才要开始时就因种种原因而失败，将物体由地球地表送往火星约要花费每公斤30,900美元。

中国萤火一号火星探测器，首枚火星探测器2011年11月9日凌晨搭乘俄罗斯的天顶号运载火箭与福布斯－土壤号火星探测器一起发射升空，将飞行3.5亿公里，大约要经过10个月的飞行，卫星于次年8月至9月才能进入火星轨道。2011年11月9日，俄方宣布福布斯－土壤号火星探测器变轨失败。俄罗斯联邦航天署署长波波夫金11月9号在哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场向外界宣布了这一消息。他说：“我们度过了一个非常沉重的深夜，我们很长一段时间都无法找到这个太空飞行器。现在终于确定了它的位置并且查明，其发动装置没有工作，两次点火都没有成功。”这意味着，中国的第一颗火星探测器发射以失败告终， 2011年11月26日，好奇号发射升空，随后顺利进入飞往火星的轨道，这是第一辆用核动力驱动的火星车。

2012年8月6日，好奇号在火星着陆，将展开为期两年的火星探测任务。

2012年9月27日，“好奇”号火星车日前发回的图像显示，火星表面确曾有水流淌过。图为“好奇”号火星车传回的图像显示火星上有与地球河床类似的迹象。 探测器名称预计发射时间预计抵达时间国家状态任务洞察号登陆器2016年3月2016年9月登陆美国未发射钻探火星地下深处，揭示这颗多岩行星如何形成。ExoMars火星车2016年　欧洲航天局未发射可挖掘两米深以寻找有机物甚至火星生命。芬兰、俄罗斯的合作MetNet包括数十个登陆器组成观测网，以研究大气结构、物理和天气。这任务的前导任务将会于2011年先发射一至数个登陆器，有可能是和火卫一-土壤号并在一起发射。往后的发射会持续到2019年，

2004年布什宣布载人火星任务为太空探索展望中的长期目标。NASA和洛克希德·马丁已开始研究猎户座太空船，于2020年以前送人类到月球，作为人类登陆火星的准备。2007年9月28日，NASA执行长麦可·D·格里芬声明NASA预计于2037年以前送人类到火星。

欧洲航天局希望于2030至2035年间送人类上火星。而在这之前有其他探测任务，包括ExoMars和火星样本取回任务。

直达火星是罗伯·祖宾——火星协会的创始人和——提出的极低成本载人火星任务，使用重载的农神五号级火箭，如战神五号或太空探索技术公司（SpaceX）的猎鹰九号，省略轨道组装、低地轨道会合和月球燃料补给站而直接用小的太空船前往火星。修改后的，叫做Mars to Stay，改成先不送回第一批登陆者，狄恩·尤尼克说明送回一开始的四到六人所花费用比送他们到火星还高，反而可再送二十人。

传感器的发展历史

传感器的发展历程大体可以分为以下三个阶段：

第一阶段：结构型传感器

主要利用结构参量变化来感受和转化信号。例如：电阻应变式传感器，它是利用金属材料发生弹性形变时电阻的变化来转化电信号的。

第二阶段：固体传感器

由70年代开始发展起来，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成的。例如：利用热电效应、霍尔效应、光敏效应，分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。

70年代后期，随着集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术的发展，出现集成传感器。集成传感器包括2种类型：传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化。例如：电荷藕合器件，集成温度传感器AD590集成霍尔传感器UGN3501等。这类传感器主要具有成本低、可靠性高性能好、接口灵活等特点集成传感器发展非常迅速，现已占传感器市场的2/3左右，它正向着低价格、多功能和系列化方向发展。

第三阶段：智能传感器

由80年代发展起来的，所谓智能传感器是指其对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力，是微型计算机技术与检测技术相结合的产物。80年代智能化测量主要以微处理器为核心，把传感器信号调节电路微计算机、存贮器及接口集成到一块芯片上，使传感器具有一定的人工智能。

90年代智能化测量技术有了进一步的提高，在传感器一级水平实现智能化，使其具有自诊断功能、记忆功能、多参量测量功能以及联网通信功能等。

扩展资料：

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器广泛应用于社会发展及人类生活的各个领域，如工业自动化、农业现代化、航天技术、军事工程、机器人技术、开发、海洋探测、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、家用电器等。

传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

参考资料：

对气候变暖的理解

全球气候变暖的背景

全球变暖是指全球气温升高。近100多年来，全球平均气温经历了冷－暖－冷－暖两次波动，总的看为上升趋势。进入八十年代后，全球气温明显上升。

1981～1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。

全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。

出现全球变暖趋势的具体原因是，人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳进入了地球的大气层。间气候变化问题小组根据气候模型预测，到2100年为止，全球气温估计将上升大约1.4-5.8摄氏度(2.5-10.4华氏度)。根据这一预测，全球气温将出现过去10,000年中从未有过的巨大变化，从而给全球环境带来潜在的重大影响。

为了阻止全球变暖趋势，1992年联合国专门制订了《联合国气候变化框架公约》，该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效。依据该公约，发达国家同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它“温室气体”的排放量降至1990年时的水平。另外，这些每年的二氧化碳合计排放量占到全球二氧化碳总排放量60%的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国家。发达国家转让给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化带来的各种挑战。截止2004年5月，已有189个国家正式批准了上述公约。

全球变暖的历史与预测

全球变暖是真实的，而且正在进行！

主流科学界一致对全球变暖是越来越清楚了，每天在改变我们的气候都是真实的，他们也正在进行中。在20世纪末年初以来，表面平均温度的地球增加了约1.1f （ 0.6摄氏度） 。在过去的40年中，气温上升约0.5f （ 0.2-0.3摄氏度） 。在过去400-600年，全球变暖，在20世纪是更超过历史上任何一个时间，

7分之10的年，在20世纪发生在20世纪90年代，由于其中一个最强劲的下午1998是最热的一年，因为可靠的温度测量开始的。

此外，变化，在自然环境支持的事实，即地球正在变暖; 山区giaciers也在逐渐消退; 在过去四十年里，北极冰厚度已经下跌了大约40 ％ ; 全球海平面上升了约倍超过了过去的100年相比在以前的3000年里

有越来越多的研究显示，植物和动物改变其范围和行为回应气候。

根据仪器记录，相对于1860年至1900年期间，全球陆地与海洋温度上升了摄氏0.75度。自19年，陆地温度上升速度比海洋温度快一倍（陆地温度上升了摄氏0.25度，而海洋温度上升了摄氏0.13度）。根据卫星温度探测，对流层的温度每十年上升摄氏0.12度至0.22度。在1850年前的一两千年，虽然曾经出现中世纪温暖时期与小冰河时期，但是大众相信全球温度是相对稳定的。

根据美国国家航空航天局戈达德太空研究所的研究报告估计，自1800年代有测量仪器广泛地应用开始，2005年是最温暖的年份，比1998年的记录高了摄氏百分之几度。 世界气象组织和英国气候研究单位也有类似的估计，曾经预计2005年是仅次于1998年第二温暖的年份。

在人类近代历史才有一些温度记录。这些记录都来自不同的地方，精确度和可靠性都不尽相同。在1860年才有类似全球温度仪器记录，相信当年的记录很少受到城市热岛效应的影响。从最近的千禧年内的多方记录所展示的长远展望，在过去1000年的温度记录中可以看到有关的讨论及其中的差异。最近50年的气候转变的过程是十分清晰，全赖详细的温度记录。到了19年，人类更开始利用卫星温度测量来量度对流层的温度。

在2000年后，各地的高温记录经常被打破。譬如：2003年8月11日，瑞士格罗诺镇录得摄氏41.5度，破139年来的记录。同年，8月10日，英国伦敦的温度达到摄氏38.1，破了1990年的记录。同期，巴黎南部晚上测得最低温度为摄氏25.5度，破了1873年以来的记录。8月7日夜间，德国也打破了百年最高气温记录。在2003年夏天，台北、上海、杭州、武汉、福州都破了当地高温记录，而中国浙江省更快速地屡破高温记录，67个气象站中40个都刷新记录。2004年7月，广州的罕见高温打破了五十三年来的记录。2005年7月，美国有两百个城市都创下历史性高温记录。2006年8月16日，重庆最高气温高达43度。台湾宜兰在2006年7月8日温度高达38.8度，破了19年的记录。2006年11月11日是香港整个十一月最热的一日，最高气温高达29.2度，比1961年至1990年的平均最高温26.1度还要高。

据新华社电美国科学家研究发现，古代农业活动曾使世界避免进入新冰川期。这说明，人类活动引起全球气候变暖可能持续了数千年。研究人员说，砍倒大树并开垦第一片田地的史前农民使大气中甲烷和CO 2等温室气体含量发生了很大变化，全球气温因此逐渐回升。

美国弗吉尼亚大学教授拉迪曼说：“要不是早期农业带来的温室气体，目前地球气温很可能还是冰川时期的气温。”拉迪曼承认，研究结果非常容易引起争议。

美国国家大气研究中心17日说，科学家通过两项最新研究预测，即使现在全世界温室气体的排放量稳定在2000年的水平，本世纪全球变暖和海平面上升的趋势已经不可逆转。

国家大气研究中心的科学家在18日出版的《科学》杂志上连续发表两篇论文，从不同角度预测了全球气候变化的趋势。他们的成果将由联合国下属的间气候变化专家委员会评估，收录到2007年公布的下一份全球气候变化报告中。

在第一篇论文中，国家大气研究中心的魏格雷提出了一个较简单的数学模型来理解全球气候变化。他认为，由于海洋存在“热惯性”，对温室气体等外界影响的反应有所滞后，本世纪全球变暖的趋势只不过是以前排放温室气体的后果。

据魏格雷预测，到2400年，已存在于大气中的温室气体成分，将至少使全球平均气温升高1摄氏度；不断新排放的温室气体，又将导致全球平均气温额外升高2至6摄氏度。这两个因素还会分别引起海平面每世纪上升10厘米和25厘米。

他在论文中说，要遏制气候变暖的趋势，现在就必须将全球温室气体排放控制在极其低的水平，即使这样海平面上升的趋势恐怕也难以避免，每世纪10厘米的上升速度可能是最乐观的预测。

由杰拉尔德·梅尔等人发表的第二篇论文则预测，由于“热惯性”的存在，即使本世纪中人类不向大气排放任何温室气体，到2100年全球平均气温也将至少升高0.5摄氏度，海平面将上升11厘米以上，其中海平面上升的速度比科学家早先的预测值高了一倍多。梅尔对此解释说，这是因为以前的预测没有考虑到冰川融化等的影响。

梅尔的研究小组用两套数学模型，借助超级计算机模拟了全球温室气体排放量分别为低、中、高时的气候和海平面变化情况。

全球变暖的条件

地球气候变暖和人类大量排放温室气体导致温室效应有关。但日本和丹麦科研人员近日指出，温室气体增加并非导致气候变暖的惟一原因，太阳活动变化在其中也起到了推动作用。

据《日本经济新闻》报道，日本横滨国立大学环境信息研究院的伊藤公纪教授制作了一张图表。从图上看，过去200年间地球平均气温和太阳磁场强度的变化曲线基本吻合。伊藤公纪由此推断，太阳活动对气候变暖也有影响，仅用温室气体增加解释气候变暖可能不够全面。

太阳活动对地球气温的影响已被专家们关注了很长时间。一般来说，太阳黑子多的时候，太阳活动剧烈。比如史料曾记载，公元17世纪时太阳黑子很少出现，当时的地球气候也相对寒冷。但地面获得的探测信息也显示，太阳活动强弱变化引起的太阳辐射能量变化幅度仅为0.1%，如此微小的变化似乎不足以对气候造成太大影响。

然而，最近国际空间科学界出现了一种说，认为太阳活动的变化会改变地球上空的云量，“放大”太阳对地球的影响，从而左右气候变化。提出这种说的丹麦科学家推测，射向地球的宇宙射线可较稳定地使部分大气离子化，使云容易生成，从而吸收太阳的大量辐射，降低地球温度。但是，太阳活动高峰时释放出的高速带电粒子流，能干扰宇宙射线射向地球，使云不易形成，进而导致地球温度升高。目前，丹麦科研人员正在研究与云形成有关的各种因素，以论证上述说。

也有日本专家提出，虽然太阳辐射能量的变化幅度只有0.1%，但他们发现这种能量变化能使地球大气对于太阳紫外线的吸收量变化幅度达到百分之几，这种吸收量的增加会使大气臭氧层温度升高。日本气象研究所第二研究部负责人小寺邦彦表示，臭氧层温度的变化会波及对流层，从而对寒流和季风造成影响，但目前尚不清楚上述机制能对地球气候变暖产生多大影响。为了继续研究这个课题，小寺邦彦等人组成的国际研究小组已于去年开始工作。

全球变暖的原因

全球变暖的原因很多，概括以后有以下几点：

1.人口剧增因素

近年来人口的剧增是导致全球变暖的主要因素之一。同时，这也严重地危肋着自然生态环境间的平衡。这样多的人口，每年仅自身排放的二氧化碳就将是一惊人的数字，其结果就将直接导制大气中二氧化碳的含量不断地增加，这样形成的二氧化碳“温室效应”将直接影响着地球表面气候变化。

2.大气环境污染因素

目前，环境污染的日趋严重已构成一全球性重大问题，同时也是导致全球变暖的主要因素之一。现在，关于全球气候变化的研究已经明确指出了自上个世纪末起地球表面的温度就已经开始上升。

3.海洋生态环境恶化因素

目前，海平面的变化是呈不断地上升趋势，根据有关专家的预测到下个世纪中叶，海平面可能升高50cm。如不取及对措施，将直接导致淡水的破坏和污染等不良后果。另外，陆地活动场所产生的大量有毒性化学废料和固体废物等不断地排入海洋；发生在海水中的重大泄(漏)油等以及由人类活动而引发的沿海地区生态环境的破坏等都是导致海水生态环境遭破坏的主要因素。

4.土地遭侵蚀、沙化等破坏因素

5.森林锐减因素

在世界范围内，由于受自然或人为的因素而造成森林面积正在大幅度地锐减。

6.酸雨危害因素

酸雨给生态环境所带来的影响已越来越受到全世界的关注。酸雨能毁坏森林，酸化湖泊，危及生物等。目前，世界上酸雨多集中在欧洲和北美洲，多数酸雨发生在发达国家，一些发展中国家，酸雨也在迅速发生、发展。

7.物种加速绝灭因素

地球上的生物是人类的一项宝贵，而生物的多样性是人类赖以生存和发展的基础。但是目前地球上的生物物种正在以前所未有的速度消失。

8.水污染因素

据全球环境监测系统水质监测项目表明，全球大约有10%的监测河水受到污染，本世纪以来，人类的用水量正在急剧地增加，同时水污染规模也正在不断地扩大，这就形成了新鲜淡水的供与需的一对矛盾。由此可见，水污染的处理将是非常地迫切和重要。

9.有毒废料污染因素

不断增长的有毒化学品不仅对人类的生存构成严重的威胁，而且对地球表面的生态环境也将带来危害。

全球持续变暖

中国气象局国家气候中心副主任罗勇表示，据世界上许多科学家预测，未来50—100年人类将完全进入一个变暖的世界。由于人类活动的影响，21世纪温室气体和硫化物气溶胶的浓度增加很快，使未来100年全球、东亚地区和我国的温度迅速上升，全球平均地表温度将上升1.4℃-5.8℃。到2050年，我国平均气温将上升2.2℃。

“入冬以来罕见大雾天气频发也是暖冬的一个征兆。”罗勇说，大雾天气系“暖冬”造成强冷空气非常弱所致。全球变暖的现实正不断地向世界各国敲响警钟，气候变暖已经严重影响到人类的生存和社会的可持续发展，它不仅是一个科学问题，而且是一个涵盖政治、经济、能源等方面的综合性问题，全球变暖的事实已经上升到国家安全的高度

全球变暖的温度预测

德国研究人员表示，未来全球气温可能会远远高于一些科学家此前所做的预测，如果新的计算机模型关于气候变化所做的预测是正确的话。

据路透社报道，间气候变化专门委员会(IPCC，由各国气象专家组成，研究全球气候趋势)此前预测，到本世纪末，随着二氧化碳的成倍增加，全球气温将升高1.5至4.5摄氏度。但德国美因兹马普化学研究所的迈因拉特·安德烈埃教授及其研究小组的最新测算方法却表明，全球气温上升的最高幅度可达到6摄氏度。

安德烈埃教授表示，这种新的方法是将悬浮微粒、温室气体和生物圈效应统一在一起，改变了以往关于气候变化的预测，即使之从人们可以容忍的程度发展到更迅速变化的危险境地。

安德烈埃教授将温室气体比作是导致全球变暖的加速器，悬浮微粒的存在则可以减缓气温的上升。悬浮微粒是空气中产生于燃烧、化学制品和烟尘之中的细小微粒。随着新的空气净化调节装置的使用，悬浮微粒的数量将会减少，因而其冷却功效也就随之变小。相反，全球气温却会随之上升。

悬浮微粒只能在大气中停留一周的时间，而温室气体则能停留大约50多年的时间。也就是说，悬浮微粒的冷却作用减少得快，而温室气体减少得慢。这样，在长期的竞赛中，温室气体最终必将战胜悬浮微粒，随之而来的就是灼热的高温天气。

然而，安德烈埃教授也同时承认，这种情况具有高度的科学不确定性，气候的变化也远远超出了经验和科学理解所能达到的范畴。如果他的计算是正确的，21世纪气候的变化就会超过间气候变化专门委员会的预测。

全球升温的后果

据新华社电美国世界观察研究所的研究人员近期警告说，全球气候升温将致全球农业减产，或许在下个世纪出现食品匮乏的局面。研究人员在分析联合国和美国国立科学院发布的信息以及世界稻米市场趋势后得出了这一看法。

世界观察研究认为，全球气候升温和地下水水位下降将成为全球粮食供应紧张的直接诱因，全球稻米价格上涨趋势体现了这一点。

全球升温还会造成海平面升高，沿海地区会被淹没，以前所说的大西洲就是这样被淹没的。

美国发布的统计数字显示，即使是在去年全球粮食大丰收、小麦和玉米价格下降的情况下，稻米价格依然上涨了30%，达到每吨260美元。

美国国立科学院去年发表的一份研究报告显示，水稻生长季节气温异常上升将使收成减少。另外，全球许多地区出现地下水水位下降、水井枯竭问题，也将对粮食产量构成影响。

如何减缓全球变暖

地球升温使地球在多个方面发生了变化，其中的一些变化本身也会抑制地球升温的趋势。

其一，地球升温使地球上的部分冰雪消融，全球液态水总量增加。而液态水的比热高于冰雪，因温室效应而增加的热量因为地球上液态水总量增加而未使水的温度显著上升，因温室效应而增加的热量虽然使地球上的岩石、土地等温度显著上升，但由于其与地球上的液态水发生热交换，使整个地球不再显著升温，一定程度上抵消了温室效应，延缓了地球上冰雪的融化。

其二，地球升温使地球上的绿色植物生长旺盛，其光合作用比地球升温前吸收了更多的二氧化碳(温室气体的主要部分)，固定了一部分温室气体，使这部分温室气体不再阻止地球上的热量向外辐射，也在一定程度上抵消了温室效应。

地球升温使地球上液态水总量增加，绿色植物吸收更多温室气体，反过来延缓了地球升温的趋势，有利于达到均衡。当然，随着地球升温趋势的缓解，地球上液态水增量和被吸收的主要温室气体增量越来越小，如果不减少二氧化碳等温室气体的排放量，地球又会升温，在地球上引起新一轮的液态水总量增加和绿色植物生长峰值，再次延缓地球升温的趋势。所以，在不减少二氧化碳等温室气体排放量的情况下，上述均衡会交替地形成和打破，如此循环使地球气温较之以前发生更大的波动，而不是单调递增；而如果减少二氧化碳等温室气体的排放或将排放的温室气体固定，可平复地球气温的波动。

科学家们提出了一个大胆的想法，要围绕地球建立一个由小微粒或太空飞船组成的人工太空环，遮蔽热带阳光，调节地球温度。

不过，一些反对者认为，这种想法肯定会有一些副作用，一个能够对太阳光进行有效散射的粒子带将会使我们的每个夜空都变成和满月时一样明亮；而且这一的预算将高得惊人，可能达到6万亿到200万亿美元，就连全球资金最为充足的科研机构美国航空航天局也无法承担，如果把散射粒子改为太空飞船的话，预算额可能会少一些，估计能降到5000亿美元左右。

地球诞生以来，大气温度曾经几度升降，太阳辐射、云层遮蔽和温室气体等各种因素都曾经或正在影响着我们的气候。如果给地球围上一个粒子或飞船组成的“腰带”的话，赤道上空就会出现一个阴影，要部署这些粒子，就必须使用一些专门的控制飞船，像牧羊犬一样照看粒子群。

过去的一个世纪，地球温度明显上升，未来一百年间这一趋势还会继续下去，很多研究都证实地球气温将在未来几个世纪里提高1到20华氏度，海平面明显上升，一些海滨城市将不复存在。有科学家指出，减少太阳光照射，地球温度就会降低，而一些地面或太空系统完全可以实现这一目的。不过，有科学家指出，人们目前还无法计算出地球到底能吸收多少阳光，又有多少阳光被反射回太空，而这正是实施上述的关键一步。

美国科学家的研究显示，古代农民的活动曾使世界避免进入新冰川期。这一结果说明，人类活动引起的全球气候变暖不是新现象，它可能持续了数千年。英国《观察家报》最近援引研究人员的话说，砍倒大树并开垦第一片田地的史前农民使地球大气中甲烷和二氧化碳等温室气体含量发生了很大变化，全球气温因此逐渐回升。美国弗吉尼亚大学教授威谦·拉迪曼说：“要不是早期农业活动带来的温室气体，目前地球气温很可能还是冰川时期的气温。”研究表明，如果没有人类干预，地球会比现在低2摄氏度，蔓延的冰盖和冰川会影响世界很多地区。人类排放的一些气体如二氧化碳、甲烷、氯氟烃等具有吸收红外线辐射的功能，这些气体被称为“温室气体”。它们在大气中大量存在，如同一个罩子，把地面上散发的热量阻挡。就像“暖房”一样，造成地表温度的上升。科学家把这种现象称为“温室效应”。有一种说法：认为温室效应是造成全球气候变暖的主要原因。这是科学家考察了近一百年来二氧化碳排放量的增加与气温上升相关性而提出的。认为控制温室气体的排放，可能会控制全球气候变暖，防止生态平衡破坏，农业变异，冰川融化等灾害发生。当然，根据现代环境科学研究，对温室效应和全球候气变暖的相关程度，还在进一步探索。但人们确实已经感受到全球气候变暖和异常，在这方面，科学家提出控制温室气体排放量也许是防患于未然吧。

全球气候变暖的原因有两方面：大量燃烧煤炭、天然气等产生大量温室气体；肆意砍伐原始森林，使得吸收二氧化碳的能力下降。大气层和地表这一系统就如同一个巨大的“玻璃温室”，使地表始终维持着一定的温度，产生了适于人类和其他生物生存的环境。在这一系统中，大气既能让太阳辐射透过而达到地面，同时又能阻止地面辐射的散失，我们把大气对地面的这种保护作用称为大气的温室效应。造成温室效应的气体称为“温室气体”，它们可以让太阳短波辐射自由通过，同时又能吸收地表发出的长波辐射。这些气体有二氧化碳、甲烷、氯氟化碳、臭氧、氮的氧化物和水蒸气等，其中最主要的是二氧化碳。近百年来全球的气候正在逐渐变暖，与之同时，大气中的温室气体的含量也在急剧地增加。许多科学家都认为，温室气体的大量排放所造成温室效应的加剧可能是全球变暖的基本原因。

排放温室气体的人类活动包括：所有的化石能源燃烧活动排放二氧化碳。在化石能源中，煤含碳量最高，石油次之，天然气较低；化石能源开过程中的煤炭瓦斯、天然气泄漏排放二氧化碳和甲烷；水泥、石灰、化工等工业生产过程排放二氧化碳；水稻田、牛羊等反刍动物消化过程排放甲烷；土地利用变化减少对二氧化碳的吸收；废弃物排放甲烷和氧化亚氮。人类燃烧煤、油、天然气和树木，产生大量二氧化碳和甲烷进入大气层后使地球升温，使碳循环失衡，改变了地球生物圈的能量转换形式。自工业革命以来，大气中二氧化碳含量增加了25%，远远超过科学家可能勘测出来的过去16万年的全部历史纪录，而且目前尚无减缓的迹象。

导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量的二氧化碳等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的短波具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，，还包括看不见摸不着的电磁污染，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。

世界上的森林主要分为寒带(北方)森林、温带森林和热带森林三类。据专家介绍，今天的森林生态系统，是大自然经过8000年的进化才逐渐形成的。今天，所有的原始森林都沦为伐木业大规模开利用的目标。在热带地区，许多现在已荡然无存的森林就是在过去的50年被砍伐一空的。仅1960年至1990年，就有超过4.5亿公顷的热带森林被吞噬，占世界热带森林总面积的20%；还有数百万公顷的热带森林在砍伐、农田开垦和矿产开中退化。

而且，全球的非法砍伐和非法木材产品交易还在继续加剧，尤其是在拥有热带森林的发展中国家和执法不力的俄罗斯等国。而国际市场对廉价木产品的需求，又进一步恶化了这一状况。

间气候变化问题小组根据气候模型预测，到2100年为止，全球气温估计将上升大约1.4～5.8摄氏度(2.5～10.4华氏度)。根据这一预测，全球气温将出现过去10,000年中从未有过的巨大变化，从而给全球环境带来潜在的重大影响。

我们的呼吁

为了保护我们共同的家园，请节约使用每一滴淡水。

为了保护我们共同的家园，请多种植树木减慢沙化。

为了保护我们共同的家园，请不要再用一次方便袋。

为了保护我们共同的家园，请不要随意扔废旧电池。

为了保护我们共同的家园，请减少二氧化碳的排放，减缓全球变暖。

参考资料：