17.2. ESE和EOS概述；全球变化2¶
“全局更改”。温室效应。全球变暖”。媒体上充斥着对这些现象的陈述、担忧、猜测和猜测，世界各地的科学家和决策者都在努力解决最近的科学观察，这些观察表明人类活动影响了我们的环境。然而，这些都是一种“自然”现象，其他许多现象也是如此。飓风、旱灾和季风都是在人类没有任何控制的情况下发生的，它们是启动、预防或缓和飓风、旱灾和季风的。
我们可以通过观察这些自然现象的结果来了解地球上相互作用的物理系统，并利用我们的知识来探索人类诱发的变化。举个例子，假设一个火山爆发，比如1991年菲律宾群岛的皮纳图博火山，那是在没有人为干预的情况下发生的。这座火山休眠了600多年。
当火山爆发时，它会向大气中喷出数百万吨的火山灰、碎片和气体，更不用说一些火山喷出的熔岩了。由于地面、海洋表面和太空中存在仪器，我们观察到一团由Pinatubo排放的二氧化硫云（So:Sub:2`），向西移动，在最初喷发的12天内远远超过印度。到了三个月，那团云已经完全包围了地球，如图所示，在一年之内。2 大气中的粒子在全球范围内提供了色彩绚丽的日落，同时也降低了全球温度。显然，一座喷发的火山对更多的人和地方的影响，而不仅仅是在其附近。
16-4: Why does the Pinatubo ash tend to stay confined to a wide equatorial zone? `ANSWER <answers.html#16-4>`__
Pinatubo山提供了一个很好的例子，说明从太空进行的监测如何不断地更新瞬时地面事件的状态（即在人口稀少的地区）。 [在吕宋不是这样的] 可能会被忽视。以下是1995年5月（左）和9月（右）拍摄的两个SIR-C雷达彩色合成物（L波段hh=红色；L波段hv=绿色；C波段=蓝色），均显示了1991年爆发的影响。那个事件产生的灰呈红色。
|两张1995年5月和9月Pinatubo山SIR-C雷达彩色合成图像。|
16-5: There is one noticeable change in the right radar image. Find it. Make a guess as to its cause (clue: the volcano didn't erupt between May and September of 1995). `ANSWER <answers.html#16-5>`__
|Mean Surface Temperature illustration for January 1979, taken from MIRS-2 and MSU | |
其他微量气体也在上升。甲烷（CH：Su: 4），从稻谷生产和肠道发酵，正在增加，氯氟碳（CFCs），多年来一直被用作制冷剂和产生泡沫。
16-6: The carbon dioxide curve shows regular oscillations (much like a sine curve). Why? With what do these three curves best correlate? `ANSWER <answers.html#16-6>`__
这些气体导致温室效应，使我们的大气变暖到我们现在记录的水平。温室效应是由于太阳辐射被这些（和其他）气体从地球表面反射而被捕获的结果。大气对进入的太阳辐射基本上是透明的。在撞击地球表面后，这种辐射的波长随着能量的损失而增加。我们讨论的气体对这种低能量辐射是不透明的，因此将其作为热量捕获，从而提高大气温度。随着这些气体的增加，由于自然原因和人类活动，它们会增强温室效应，并可能使温度升高更多。如果气候变暖，植被带将倾向于向北移动，改变全球生态和生物群落模式。其他影响可能在降水模式、海平面变化等方面被识别出来。
显然，全球年平均气温正在上升，我们继续通过空间观测来监测这种情况，以帮助解决这个问题：多少只是一种自然趋势（如不可避免的间冰期变暖），多少是由于人类的活动？科学家需要建立一个长期的数据库，其中包括前几个世纪的温度。估计过去温度的一种方法是从CO2 数千年前冰川冰中截留空气的测量。根据这些估计，我们需要比较和判断当前和持续的测量。
另一个可观测到的全球变化是平流层臭氧的消耗，这是由这些微量气体中的一种——氟利昂引起的。平流层中的臭氧吸收进入的太阳紫外线辐射（uvr），这对生活系统是危险的。这种紫外线辐射会对生物系统的遗传物质造成损害。臭氧防止紫外线辐射到达地球表面，从而保护我们免受其有害影响。航天器传感器在南极冬季观测到臭氧损耗，这一观测有助于确定这一过程背后的化学成分。在南极上空，平流层低温、冰晶（或其他具有破坏化学发生表面的固体）和全球风模式的正确组合加剧了这一过程。空间传感器在北极也观察到了类似的（虽然较小的）损耗，一些化学物质在中纬度地区（即大多数人类居住的地区）正在增加。
这些损耗被称为“臭氧洞”。这是一个恰当的描述，在这幅南极臭氧水平变化的图像中很明显，这一变化在三维图中通过“轮廓”描绘了不同的数值：
16-7: Comment on the patterns of ozone change you decipher from the above October sequence. `ANSWER <answers.html#16-7>`__
其他人类活动可能会提高全球变化率。现在引起人们注意的一项活动是森林砍伐，即人类砍伐和焚烧，或只是砍伐大片树木，以将土地用于农业，或将木材用于建造庇护所。随着开发商对这些大区域的剥削，生物多样性减少，土地利用、水径流模式和当地天气现象发生变化。卫星遥感已经产生了渐进式森林砍伐的戏剧性图像，这两个场景是由NOAA的AVHRR在巴西亚马逊河流域的隆多尼亚州所拍摄的，相隔五年。
16-8: Estimate the percentage increase in deforestation in the middle of `ANSWER <answers.html#16-8>`__
因此，许多观察和其他数据似乎将人类作为主要的因果源，至少有可能改变全球现象。然而，我们并不总是确定这一点。我们继续怀疑，一些观察到的变化，如大气温度的明显上升，是否真的是由于人类活动引起的？或者它们是自然循环的一部分，我们现在只是详细观察，因为存在迄今为止还不可用的仪器和传感器？我们还询问当前的趋势是否会继续，以及它们可能有多有害。