气温随二氧化碳浓度影响的研究

韩颖新 秦晓敏 姜艳丽 梁乃方 韦秋雨

摘要：利用最新的近200a的全球年平均气温和二氧化碳浓度数据，通过回归、指数上升、阻力方程的研究，得出二氧化碳对气温同时具有上升和下降的双重作用。二氧化碳浓度的变化对气温上升的贡献率为51.97%，气温上升作用的主导因素，决定因素，而不是唯一因素。同时与历史数据进行了比较分析，证明实验的可靠性。

关健词：二氧化碳;气温;回归;上升;阻力

温室气体主要是二氧化碳浓度的增加，能引起全球变暖，已成为共识，但是许多学者也认为当前的全球气候变暖与气候周期性变化有关，甚至是找出了确凿的证据，1870年到1970年全球，全球温度降低了一度，前苏联科学家认为全球进入一个新的冰川期，中国物候学家竺可桢辩驳成从中国5000年来的气候记录来看，平均气温升降一度很正常。但从历史发展来看，二氧化碳浓度变化对气温变化的影响又是极缓慢的，如果不是火山喷发携带出了大量的二氧化碳，地球生命就差一点灭绝。正是火山喷发携带出了大量的二氧化碳，地表温度才逐年上升，用了几万年的时间才溶解了地表冰川，结束了休伦冰期，生命重新活跃在地表。究竟现代气温随二氧化碳浓度变化如何，下面笔者就这一课题进行研究。

1. 资料来源

主要通过网络搜索查找气温随二氧化碳浓度变化的历史资料及最新研究成果，通过360文库等获得了1836年至2021年各年度全球二氧化碳平均浓度，通过绿色文库网获得1880至2021年各年度全球平均气温。

2. 研究方法

利用回归方程y=a+bx、y=exp（a+bx）与y=exp（a-b/x），参照巩延苹[1]、张德全[2]、张靖[3]、董兴囤[4]、杨科家[5]等人的研究成果，将这三个方程分别命名为线性回归方程、成长指数方程和阻力指数方程，其中y为因变量，这里主要是指气温，x为自变量，主要是二氧化碳浓度等。a、b为等求系数。时间单位为年，采取公元纪年，二氧化碳浓度采用ppm，气温单位为℃。

3. 研究过程

以各年度的二氧化碳浓度为自变量，以年均气温为因变量建立回归方程，试验表明均通过t、F和R检验，但试验精度略微有些降低，说明自变量与因变量之间的关联主有所降低，但是试验可靠度仍达99.58%以上。为了便于比较，将量纲统一一下，时间的间隔为一年，而每一年二氧化碳浓度平均上升0.895915，因此将平均每相邻2年之间的二氧化碳浓度平均差别为0.895915，将它作为换算系数，进行二氧化碳对气温影响率的计算。线性方程影响率为：0.008992×0.895915÷0.0067176=1.19929，这一数值超过了1，就是说其他因素的作用将0.19929的比例给抵销了，因此二氧化碳对气温上长作用的贡献率为1.19929÷（1.19929+0.19929）=85.75%，这就是说二氧化碳对气温上升作用的影响为85.75%。其他因素的影响率为1-85.75%=14.25%，用同样的方法求得成长指数方程中86.12%为二氧化碳对气温上升用的贡献率，与线性方程求得的结果只差0.11%，由于上升指数方程试验精度较高，故采用成长指数方程的试验结果。用同样的方法求得阻力指数方程中，二氧化碳对于气温上升阻力作用，也就是促使气温下降作用的贡献率为34.16%，与上升作用相抵，二氧化碳浓度变化对气温上升作用的贡献率为51.97%，这就是说48.03%的作用是二氧化碳浓度变化以外的因素引起的，二氧化碳浓度的变化，对气温的上升起主导作用和主要作用。

4.讨论

2020受新冠肺炎疫情影响，使许多冒烟工厂关门或减产，使二氧化碳排放量有所下降，经过计算，可使二氧化碳浓度降低1.481%，而实际只下降0.4961%，实际效果仅占三分之一（前者是后者的2.9854倍，接近于3），一是说明二氧化碳浓度达到增衡需要一定漫长的时间，二是一旦失去平衡，周边环境马上引起系列反弹作用，向着新的平衡发展，气温没有再升高，也没有出现下降的趋势。这说明二氧化碳对气温的影响是一极其漫长的过程，是一种累加效应。笔者经过一系列研究发现，世界上任何事物之间有正作用，必有反作用，当正作占主导时，表现为上升作用，当反作用表现占主导时，表现为下降作用，二者始终交织在一起，贯穿于事物发展的整个过程中，有时甚至是特极必反，因此我们必须把握一个合适的度，到底这个度是多少，将成为我们科学工作者的重大课题，笔都通过方程求极值的办法，进行了大量有益地探索。研究表明二氧化碳浓度变化对气温上升的贡献率为51.97%，大气中二氧化碳浓度上升的上限为2094.544ppm，气温上升的上限为35.8℃，因此并不是可以无限增长的，但是究竟多高是才是人类所适宜的，这需要在以后的研究中加以解决。

参考文献：

[1]巩延苹，黑赤松生长与年降水量关系研究，防护林科技[J]，41-44，47，2017，6。

[2]张德全，王风臻，杨志军，用樹木生长量与降雨量相关性预测气候干湿周期研究，林业建设[J]，47-54，2018，1。

[3]张靖，于凌飞，王一辰，赤松生长节律与降雨量关系研究，防护林科技[J]，9-13，16，2017，11。

[4]董兴囤，光照对树木生长影响的研究，防护林科技[J]，36-40，2018，1。

[5]杨科家，关于树木生长因素影响剔除的研究，防护林科技[J]，43-59，2018，1。