“将全球平均温升控制在工业化前水平2度之内“的知识与理解
* 一句话里面的学问 *
【引子】11月6日的VOA谈到奥巴马在任期最后一年的最大功绩是通过八年艰苦努力终于在应对全球气候变化问题上取得了突破，其中一句话“to keep the temperature rise well below 2 degree Celsius above pre-industrial levels” 引起我的好奇。
前几天媒体还在报道巴黎协议，但究竟是怎么一回事，没往心里去，说实话也不清楚，我看就从这句话开始来进行一些了解吧。
应对气候变化的《巴黎协定》已于今年11月4日正式生效。
为保护地球这个全人类共同的家园，全世界近200个缔约国终于同意按照《巴黎协议》，承诺起给地球降温的责任来了。
《巴黎协议》的重要目标之一是“本世纪末把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内，并为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力”。
不要看这句话那么的简单，其实这里面的学问还真不少呢。
一“工业化前（Pre-industrial）”
“工业化前”顾名思义就是开始工业化前的某一个时段。
那么“工业化前”指的是哪一个时间段？“工业化前水平（Pre-industrial level）”对研究全球气候变化有什么意义？
要知道什么是“工业化前”，首先要了解工业化的概念。
工业化通常被定义为工业（特别是其中的制造业）或第二产业产值在国民生产总值中比重不断上升的过程，以及工业就业人数在总就业人数中比重不断上升的过程。
界定工业化阶段的理论中有一种科迪理论，它是根据工业的主体部分-制造业的增加值在总商品生产部门增加值中所占的份额来衡量工业化水平。
按照这个理论，制造业产值小于20%的GDP 则属于“工业化前”时期了。
世界经济学家依据工业化阶段界定的理论将“工业化前”定为1880-1899年这个时期，距今快140年了。
这个时期由于世界制造业在国民经济中占比很低，那时的天空是干净的，地球是健康的。
然而，经历一个多世纪人类活动折磨的地球，情况并不乐观。
为便于研究人类活动对气候的影响和比较不同时段气温的变化，将地球健康时的状态作为评价后期病态地球的参考基点无疑是合理的，这也许是巴黎气候会议协议为何要将“工业化前”的气温水平作为温升控制的参考基点的主要原因吧。
二全球气温前工业化时期的气温是多少度？近一百四十年来的温度变化几何？
为了分析研究气候变化对地球和人类生存的影响，WMO（World Meteorological Organization 世界气象组织）将1961-1990年设定为基准年。
基准年的全球平均气温为14度（摄氏）。
以14度为坐标0点，自1880年到现在的气温变化是一种什么样的情形呢？
美国国家海洋和大气管理局公布的1880-2009年全球平均气温变化图(见下图)。
从图形变化可以看出三个显著的变化：
1）1938年之前，地球年平均气温低于14度；
2）1938-1980 段，气温上下波动；
3）1980年之后便是一路高歌的上升了。
全球气温
这种气势，是否要感谢中国的改革开放和以牺牲环境
为代价来取得伟大的GDP指标呢？
据查，2015年1-10月份全球平均地表温度比基准
年14度平均值高0.73度，比工业化前平均值高1度，
是全球有记录以来最热的一年。
从百多年来气温变换1880-2009年全球平均气温变化图
曲线看，全球平均气温上升变化只有1度之间，但是对地球人类的生存影响是巨大的。
到本世纪末还有84年，为了地球村的村民们的安危，地球人能否将气温变化控制2度以下，关键是对二氧化碳排放控制。
三二氧化碳排放的不同形式将产生怎样的后果
众人皆知，二氧化碳排放（简称碳排放）是导致气候变暖的重要原因。
碳排放的限制或任其自由发展可能产生的后果会是怎样？气象科学工作者画出了三根线，见下图。
1）如一切按原有的能源消费模式发展（蓝线），全球将在2015
年570亿吨温室气体排放量基础上，增长至2100年的1390
亿吨，相比前工业化时代的温度上升2.7～5.9摄氏度，二
氧化碳浓度则将达到889～922ppm历史极值；
2）如遵循《巴黎协议》承诺（红线），2100年温升将控制在
2.0～4.6摄氏度，二氧化碳浓度达到661～684ppm，若2030
年承诺期结束后各国不再进一步采取行动，排放量将重新
进入上升轨道。
3）如实行更加积极的减排努力（绿线），2100年温升将控
制在1.0～2.7摄氏度，二氧化碳浓度达到470～484ppm。
按照蓝色曲线发展到本世纪末，全球平均温度可能比工
业革命之前上升4摄氏度以上，全球变暖将带来灾难性后果，
比如格陵兰岛的极地冰盖融化，海平面持续上升，马尔代夫
等低海拔国家将不复存在，大规模的物种灭绝等等。
因此，本世纪末全球平均气温能否控制在2度之内，与各缔约方的承诺实现是至关重要的。
2030年之后碳排放只能减而绝对不能再增加！
四为何美国佬死磕中国，皆因中国是世界第一碳排放量大户
2013年人类碳排放量达360亿吨。
其中排名前三
位国家分别为中国29%（104亿吨），美国15%（54亿
吨），欧盟10%（36亿吨）。
单从数值上看，中国的碳
排放总量超越了美欧总和。
你现在终于明白了吧，美国人为何老盯着中国不
放？因为现在中国是排放大户！碳排放将近美国的2
倍！
从政治战略上看，美国眼红中国的快速发展而要打
压中国。
但从我们自身来看，中国要做个大国，当然要
有大国的风范与担当。
中美双方从2009年的哥本哈根
谈起，直到2014年11月12日才达成协议，在北京发
布了应对气候变化的联合声明：
1）美国承诺：到2025年温室气体排放较2005年整体下降26%-28%（2005年美国的排放为69亿吨，到2025年要下降到18亿吨左右）。
2）中方承诺：2030年左右中国碳排放达到峰值，并将努力早日达峰，并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。
中国人口13亿要吃饭，国家要发展，能承诺2030年碳排放不再增加，已经是很不简单的了。
据科学杂志《自然气候变化》报道，2015年度二氧化碳排放量已恢复稳定，甚至呈现了0.6%的下降趋势。
这一好消息的到来主要源于中国加快了经济结构的调整和利用可再生资源的能源转型，关停并转煤炭行业及限制使用煤炭的结果。
从另外一个方面看，全球控制碳排放，中国确实是举足轻重呀！
五保护臭氧层和制冷设备中冷媒的变化
大家都知道我们头顶上方20-50公里处存在臭氧层，臭氧的破坏会导致两极出现臭氧空洞从而导致太阳紫外线对地球的辐射强度增加，紫外线挡不住，地球上的生灵岂能受得了？那将严重地威胁地球生态和人类的生存。
因此，这些年来全世界都在喊要保护臭氧层。
人类对世界的感知是随着不断地科学探索而加深的，人类文明生活的进步与保护臭氧层的措施应该是同步进行的，制冷机中的冷媒对大气影响大小的研究也在逐步深入。
对于我们这一代中国人来说，对冷媒的认识是从氟利昂开始的。
* 氯氟烃或氯氟碳化物（Chlorofluorocarbons，简写：CFCs）：我们熟悉的氟利昂就是这一类，R11、R12以及后来出来的R22等冷媒都是制冷设备中常见的冷却剂。
氟利昂在太阳紫外线照射下会分解出含氯（溴）自由基以及氮氧化物，这些物质会吞噬臭氧，导致臭氧层变薄甚至出现空洞。
因此，自上个世纪80年代发达国家开始要求逐步淘汰氟利昂，而采用对臭氧层没有伤害的新冷媒-氢氟碳化物。
中国属于发展中国家动作慢，要求到2010年全面禁止生产使用氟利昂。
* 氢氟烃（Hydrofluorocarbons，简写：HFCs）：有助于避免破坏臭氧层的物质，常用来替代耗臭氧物质，如广泛用于冰箱、空调和绝缘泡沫生产的氯氟烃(CFCs)。
1987年《蒙特利尔议定书》提出要逐步淘汰氯氟烃和其他耗臭氧物质的使用。
制冷设备中的氟利昂逐步被氢氟烃(HFCs)冷媒，如R134a，R410A和R407C等取代。
但是，HFCs的应用前景并不乐观。
据科学家研究，氢氟烃HFCs虽然不含有破坏地球臭氧层的氯或溴，但却有极强的温室效应，其对气候变暖的作用远比等量的二氧化碳要强很多。
尽管氢氟烃(HFCs)对保护臭氧层有功，但却加速了全球气候变暖。
为此，1997年《京都议定书》中将氢氟烃列为温室气体，地球人着急要找到取代HFCs 的新冷媒。
目前发达国家正在研究HFCs替代品，这种替代品必须尽可能最大限度降低其对臭氧层破坏和温室效应。
中国目前在HFCs的替代这方面是否有所动作？查中国海尔网站，海尔冰箱空调使用的冷媒有R410A和R600a（查国内名企网站，美的和格力的空调冰箱产品均无冷媒参数，从环保方面看来，我觉得还是海尔更诚实些）。
R401A 属于氢氟烃类冷媒；R600a是一种碳氢化合物-异丁烷，除了对臭氧层没有破坏外，它的温室效应也非常低，这一优点恰好克服了氢氟制冷剂温室效应大的缺点，因而在制冷行业逐步得到推广和应用。
还有一种HFOs氢氟烯烃类制冷剂，是美国近几年发明的一种新型环保冷媒, 这种冷媒在大气环境中能够快速分解，在大气中停留时间(即寿命)仅为几个星期，从而温室效应非常小，有人说，它将是本世纪未来一段时期取代氢氟烃类(HFCs)冷媒的理想替代品。
没想到一句话里面蕴藏了如此丰富的知识，断断续续在网上好几天，给大脑补充些营养，没白费，欣慰。
阳明路四号
2016-11-14。
