人为加热如何影响全球变暖吗?

Question

Anthropogenic-sourced温室气体通常被认为是人类造成气候变化的主要来源。不过,我从来没见过讨论是实际的人类活动产生的热量。可能是微不足道的,但我还是好奇的想看看定量数据。

例如,在车辆运行引擎产生$ \ ce{二氧化碳}$由于燃料燃烧,但发动机也会产生热量。如何从烤箱加热,壁炉,白炽灯光,等等?忽略此类活动的碳足迹,可以单独的热量足以影响全球大气?

Answer 1

最近的一项研究陈et al . (2014)人为热释放:估计全球分销和可能的气候效应定义了描述为放热人为热释放(AHR)和它的基础上作为一个产品的经济繁荣,从而导致能源使用和多余的热量——通常在大城市全球——这是有时被称为“余热”。

在他们的研究中,陈等人关于全球估计早前报告由陈和史,2012:

• 在全球范围内,估计AHR是0.03 Wm $ ^ {2} $
• 在陆地上,这个平均0.10 Wm $ ^ {2} $

虽然在全球范围内,这些数量大大少于\ ce}{二氧化碳排放的美元,他们仍然增加了问题——特别是城市化的速度,因此使用热生成设备迅速增加,这个值将变得更加重要。

然而在区域范围内,在大城市为例,如东京、气道高反应性的影响更深远。在东京周边地区及周边城市,AHR可以超过400 Wm $ ^ {2} $。所以这个通量的后果是什么?大部分原因区域影响,特别是(Chen等人):

• 会影响城市气候和城市热岛是一个重要的因素,这在其他的事情可以吗影响地区的降雨模式。
• 会影响城市边界层的动力学和热力学。
• 会影响反应速率和类型的气溶胶和颗粒排放的物种。

所有这些都有一个区域和程度较轻的复合效应,全球环境,陈等人属性作为1-2K气温升高的一个原因在欧亚大陆和北美的高海拔地区,扰乱全球大气环流的影响。

编辑28/2/2016:是一个有趣的博客有一个类似的现象:迪拜的建筑改变了当地的气候

额外的引用

陈,B。,G.-Y。史,2012:估计全球人为热通量的分布。大气压。海洋科学。列托人。5,108 - 112。

Answer 2

Disclamer:我并不是一个大气或气候科学家;如果我有什么错的改正是受欢迎的。

人类生产热

根据国际能源机构2012年,世界一次能源消费133.7亿吨石油当量,它能判断出是5.6美元\ * 10 ^ {20}$ j。平均一年多,这相当于$ 17.8 \ \ mathrm {TW} $。风能、太阳能等,是一个微不足道的一部分,但它确实包括一个小但引人注意的水电和生物质能。严格地说,所有的水电和一些生物应该被排除在外,因为他们只是一个短期的“重用”的能量已经到了来自太阳,而不是“新能源”。让我们用上面的图,但把它作为上界。

地球的面积是5.1美元\ * 10 ^ {14}\ \ mathrm {m ^ 2} $(来源:Wolfram Alpha),这意味着上图\出来0.033美元,\ mathrm {Wm ^{2}},美元一股接近的比赛在文献中给出的图在Sabre牙齿的回答。

来自太阳的能量

根据维基百科页面”地球的能源预算”,地球表面的平均太阳日晒,考虑到日夜,夏季和冬季,约240美元\,\ mathrm {Wm ^ {2}} $。图,我们应该使用比这更高,像一些吸收大气中导致气候变暖,但我们把它看作一个下界。乘以地球表面积的给了我们一个1.22美元的入射能量通量\ * 10 ^ {17}\ \ mathrm {W},美元或122兆瓦。

比较

人类总热量生产,然后,在订单的0.01%的能量空间,和这样一个可能会认为这可以忽略不计。相比之下,总能量不平衡,导致全球变暖包括从人为加热——任何影响估计大约300太瓦,或者20乘以总人为热量输出。

(题外话:最初的时候写这我认为“人类的燃料的使用是5%的地球的能量不平衡,这是重要的!”。当然,温室效应导致的不平衡比例总辐射的能量,人类能源总辐射能量的一个微不足道的区别。)

Answer 3

基本上,我们可以忽略热释放的影响$ \ ce{二氧化碳}$我们释放。更具体地说:

我们释放热量只有暂时的效果,因为热量辐射到空间。事实上你可以得到一个想法需要多长时间最新发布的热量辐射被检查温度下降当太阳下山的速度有多快。这是太快了。

我们一年前发布的热量是一去不复返了。事实上,可能我们昨日公布的热量是基本上消失了。没有累积的影响。我们现在增加了额外的热量释放有效衰减指数在时间系统会尝试得到它的平衡,和它的半衰期很短。然而,平衡它试图达到的在很大程度上决定$ \ ce{二氧化碳}$浓度。

我们释放$ \ ce{二氧化碳}$是累积的。的$ \ ce{二氧化碳}$我们发布了10年前还对现在产生影响$ \ ce{二氧化碳}$水平,并将继续产生影响对许多人来说,许多年。的$ \ ce{二氧化碳}$我们释放现在被添加到这个。

如果我们关掉行业,影响由于释放热量最多几天或几周内将会消失。我们的影响因$ \ ce{二氧化碳}$发布将比人类寿命更长。

Answer 4

我发表的一些研究结果的人为热对全球变暖的影响,似乎废热的主导因素是气候变暖我们看到到目前为止,它增加了表面空气的温度,陆地和海洋表面,同时提高海平面,从热力学角度提供强大的科学支持。

1. 全球变暖的热力学,https://www.scirp.org/ (S (351 jmbntvnsjt1aadkposzje)) /杂志/ paperinformation.aspx ? paperid = 118741。
2. 废热:当前全球变暖的主要根源,https://environmentalsystemsresearch.springeropen.com/articles/10.1186/s40068 - 020 - 00169 - 2。
3. 气候气候变化模型的更改应用程序的本质在解码全球变暖的根源。国际期刊的环境和气候变化,801 - 822。https://doi.org/10.9734/ijecc/2019/v9i1230160