主题：温室效应不仅能增温，而且能降低行星昼夜温差 -- PBS

从金星和火星的二氧化碳作为唯一的温室气体的行为我们得知，太高浓度（90个大气压）的二氧化碳形成的高温（728K）或太低的浓度（700ppm，0.07大气压）的二氧化碳产生的低温（216K)都不适合碳生命的运行。

地球上的碳生命群体在地球温室效应的作用下，维持在一个适当的平均温度（300K)和不很大的昼夜平均温差（10K左右）的环境之中，有效地进行新陈代谢。任一这两个条件被破坏了，地球上的碳生命就会受到威胁，所带来的后果就是 1.种群多样性消失和 2.种群数量减少。

在地球上能够找到的这两个条件（均温和均温差）被破坏的地区不多，比较典型的就是沙漠和高纬度的南北极地区。

沙漠地区，比如中国内蒙库布齐沙漠，西起杭锦旗巴拉贡，坐标为北纬39°30′，东经107°18′，经达拉特旗境内，东至准格尔旗(原东孔 兑镇)，坐标为北纬40°41′，东经111°30′。这个沙漠的纬度同中国北京差不多，但气温状态大不一样；

库布齐沙漠腹地的局部气候温度特征是昼热夜冷，盛夏季节温差大，沙漠白天最高温度可达70℃左右， 但晚上最低温度可降至6℃以下。

可以看到沙漠地区昼夜温差很高---可达60摄氏度，在盛夏可以居然有6摄氏度的气温。

所以中国新疆吐鲁番沙漠地区有句民谣：“早穿皮袄午穿纱，晚上围着火炉吃西瓜”就是描述了这种状况。

南北极地区由于地球自转倾角的原因，半年是白天，半年是黑夜（其实是白夜），最高温是零度，最低是零下60度。“昼夜”温差60摄氏度。地球的高山冰川地区有同南北极类似的气候条件。

根据在我写的温室效应不仅能增温，而且能降低行星昼夜温差一文中有关温室效应定义的概念：昼夜温差越小表明温室效应越强，我们可以这样说在地球的沙漠地区和高纬度极地区，地球的温室效应是比较弱的（但还是远远强于火星）。

那么上述两个地区的减弱温室效应是怎样造成的呢？

我们首先查查大气中二氧化碳的浓度，在库布齐沙漠地区，在南北极地区，在北京地区，二氧化碳浓度都是388ppm，应该没有变化或差别不大。

在排除了二氧化碳的因素后，让我们来检查水。

沙漠地区是极其干燥的，相应地空气中的水分就相当稀少。也就是说库布齐沙漠上空的温室气体中缺少了很大一部分水蒸汽（与相同纬度的北京比），原来这造成了库布齐沙漠昼夜温差变大。

同理，极地是地球上最干燥的地区，极地大气中水蒸汽浓度在零下60度时只有100ppm，（别看这个地区堆满了冰--冰的蒸汽压很低），所以可以用上述概念解释极地的悬殊昼夜温差。

根据观察，我们可以看到当地球上的某个地区温室气体水蒸汽的显著减少从而导致温室效应减弱，而这个减弱可以导致极其明显的气候和生态变化---比如沙漠中基本上没有生物种群，而南北极的陆地种群多样性很差，北熊南鹅单打一。

在地球大气中的6种温室气体中，我们观察到只有水蒸汽的显著减少才会对地球生态制造出实际的和明显的作用--沙漠和极地就是极端的两个例子。

对照火星的二氧化碳温室气体（浓度为700ppm）的增温效果--从零下160摄氏度拉高到零下132摄氏度，我们可以线性推测：当地球上的二氧化碳浓度达到目前水平的一倍，388X2=776ppm时，同时如果地球没有水蒸汽，地球极地夜间气温也将会是零下132摄氏度，而100ppm的水蒸汽浓度（南极地区）则可以将气温增温至零下60摄氏度。

由此可见，700ppm的二氧化碳最多可以增温28摄氏度[-132-(-160)]，而100ppm的水蒸汽就可以增温72摄氏度[-60-(-132)].

100ppm的水蒸汽的增温效果是700ppm二氧化碳增温效果的2倍之多，也就是说气候变化的主要因素是水蒸汽浓度的变化而不是二氧化碳浓度的变化。

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