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“追求科学，需要有特殊的勇气。”

[大讨论] 人类消耗的能源最终都变成了什么？会不会直接加热大气？

   给地球降温的基本途径有两条：一是减少进入地球大气的能量；二是增加地球的散热能力。

   减少进入地球大气的能量，首先是找到有哪些能量进入了地球大气。显然，太阳能是第一位的。其它地球大气加热能源都有哪些？“全球变化”、“气候变化”这些事关全人类未来的重大事情，难道我们不应该耐心、仔细的寻找各种成因吗？

一、人类的能源消耗量

图1  Global primary energy consumption by source

Primary energy is calculated based on the 'substitution method' which takes account of the inefficiencies in fossil fuel, production by converting non-fossil energy into the energy inputs required if they had the same conversion losses as fossil fuels.

https://ourworldindata.org/energy-production-consumption#global-energy-consumption

按来源分列的全球一次能源消费量

一次能源是根据“替代方法”计算的，该方法考虑了化石燃料生产的低效率，如果它们具有与化石燃料相同的转换损失，则将非化石能源转换为所需的能源输入。

   人类每年消耗的能源大约在 45000 TWh，其中 18000 TWh 是电能（总量的40%）。

   一个简单的问题：

   人类消耗的能源，最终都变成了什么？

   （1）机械位移或形变，

   （2）电磁辐射，   

   （3）化学储存，

   （4）核能储存，

   ……

二、人类的能源使用，会加热地球的大气吗？

   除了上面列出的能源消费的最终形式，其余的能源消耗呢？

   会不会最终都变成大气的分子运动？换言之，能源消耗里的相当比例，像暖气一样加热空气了呢？

   假定电力系统输电的网损为 5%（不算高了），则每年有 900 TWh电能变成热能加热空气了。

   又如，在平原地区人类的乘汽车旅行。

   不妨假设人的重力势能基本上没有变化。或旅游一圈后又回到出发点。

   旅行中消耗的能源（汽油），最终到底变成什么了？不仅仅是汽油燃烧排放温室气体，汽油燃烧做功的大部分，是不是最终变成了大气的分子运动了？即加热大气，引起“全球变暖”？

   至少旅行中汽车行驶的空气阻力、各种摩擦力的耗能大都变成了热能。

   2008-03-24 的一点思考：

https://zhidao.baidu.com/question/48052778.html

   问：好比风扇,电能转为机械能,再转为风能,吹出来之后的风,最后这种风能是否消失了?还是会被大自然所回收?

   答：风能没有消失，逐渐扩散开，变成空气里分子的动能。就是有关的分子运动速度加快了。当扩散的体积越来越大时，风能的密度越来越小，你觉得好象最后没有了。其实是很小，你感觉不出来了。

二、如何降低人类能源使用对大气的加热？

   卡尔·萨根认为：核武器、温室效应、等，是人类自我毁灭的主要方式。

   “毁灭是例行公事，存活才是意外收获。”

   “我们，全人类，全世界，是一个整体。

   We are a whole，we human is a whole，all world is a whole.”

   “我们应该忠于整个人类物种和地球。我们为地球呼吁。让我们生存下去，不仅仅是对我们自己的义务，也是对这个古老而广阔，孕育了我们的宇宙的义务。”

   至少在多数时间里，我们人类和大多数动物，都是加热地球大气的热源。维持体温和生命所消耗的食物（化学能），一部分变成了引起的“全球变暖”热源。

   接着昨天的《给地球降温的各类奇思妙想》，除了地球接收到的太阳能，加热地球大气的其它热源还有哪些？怎样降低这些热源引起的“全球变暖”？

   是不是比卡尔·萨根又向前迈进了一步？

   人类的能源消耗，不仅仅是减少温室气体的排放吧？

参考资料：

[1] 能源/energy/仲佰，中国大百科全书，第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=196186&Type=bkzyb&SubID=123530

[2] Quirin Schiermeier, Jeff Tollefson, Tony Scully, Alexandra Witze and Oliver Morton. Electricity without carbon [J]. NATURE, 2008, 454(7206): 816-823.

doi:  10.1038/454816a

https://www.nature.com/articles/454816a

   Electricity generation provides 18,000 terawatt-hours of energy a year, around 40% of humanity's total energy use. In doing so it produces more than 10 gigatonnes of carbon dioxide every year, the largest sectoral contribution of humanity's fossil-fuel derived emissions. Yet there is a wide range of technologies — from solar and wind to nuclear and geothermal — that can generate electricity without net carbon emissions from fuel.

   发电每年提供 18,000 太瓦时的能源，约占人类总能源使用量的 40%。 在这样做的过程中，它每年会产生超过 10 吉吨的二氧化碳，这是人类化石燃料排放的最大部门贡献。 然而，有各种各样的技术——从太阳能和风能到核能和地热能——可以在没有燃料净碳排放的情况下发电。

[3] Energy Production and Consumption, Our World in Data [ED/OL]

https://ourworldindata.org/energy-production-consumption#global-energy-consumption

[7] 上海交通大学，2021-04-11，等你求解！上海交大携手《科学》杂志向全球发布125个科学问题

https://news.sjtu.edu.cn/mtjj/20210412/145693.html

http://www.edu.cn/rd/kexuetansuo/zui_xin_dong_tai/202104/t20210412_2095259.shtml

   Ecology 生态学

   1. Can we stop global climate change? 1.我们可以阻止全球气候变化吗？

   2. Where do we put all the excess carbon dioxide? 2.我们能把过量的二氧化碳存到何处？

[8] 全球变暖/Global warming/郑景云，中国大百科全书，第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=51049&Type=bkzyb&SubID=79368

   由于人类活动导致大气中温室气体增加，从而使全球尺度上地球表面平均温度和地表平均气温升高的现象。

[9] 温室气体/greenhouse gases/郑景云，中国大百科全书，第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=72049&Type=bkzyb&SubID=79367

   温室气体对太阳短波辐射吸收少但对地表长波辐射吸收强烈，并且向外重新放出红外辐射，因此它们能够促进全球变暖，这种现象称为温室效应。

   地球大气中的温室气体包括水汽（H2O）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、臭氧（O3）、氟氯烃碳化物类（CFCs、HFCs、HCFCs）、全氟碳化物（PFCs）、六氟化硫（SF6）等。

[10] 全球变化受控实验研究/global change manipulative experiment/牛书丽，中国大百科全书，第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=153553&Type=bkzyb&SubID=113418

   国际地圈与生物圈计划（IGBP）定义的全球变化包括大气成分变化、土地利用与土地覆盖变化、全球气候变化、荒漠化和生物多样性丧失。人口增长是全球变化最主要的驱动因子。由于人类活动的影响，导致大气成分、土地利用与土地覆盖变化，引起全球气候变化、生物多样性丧失甚至土地荒漠化。

相关链接：

[1] 2022-08-08，[大讨论] 给地球降温的各类奇思妙想

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350444.html

[2] 2022-08-07，[讨论] 今年（2022）夏天很热吗？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350325.html

[3] 2022-07-11，[大讨论，小科普] 人类自我毁灭的主要方式有哪些？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1346833.html

[4] 2022-08-06，[创新到底？] “碳降低”、“碳自然”的英译（法译）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350206.html

[5] 2022-08-05，[原创新术语？小科普] “碳降低”、“碳自然”：“碳达峰”、“碳中和”之后

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350079.html

[6] 2021-12-23，[讨论] 日照极值与地球大气气温关系：可能的全球气候变暖的辅助评估方式

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1317865.html

[7] 2021-05-18，[征集] 碳中和（carbon neutral）里风能的具体利用

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1287138.html

[8] 2021-05-17，[征集] 碳中和（carbon neutral）里太阳能的具体利用

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1286999.html

[9] 2022-03-02，[“新”汉语成语推介] 吃外爬外，吃外扒里，吃里扒里

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1327718.html

[10] 2021-06-06，[哲学术语原创？] 自大、双重自大、三重自大

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1289983.html

[11] 2022-07-26，[汇报] 近十多年的时间、精力状态（欠佳）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1348843.html

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