公民科学素质知识200问专栏（五）

公民科学素质小知识

81太空太阳能电站的优点是什么?

答:在太空和月球建造太阳能发电站，有许多无可比拟的优点。首先，地面一天24小时约一半时间为夜晚，无法发电，多云以及阴雨天气也不适合发电。位于静止轨道上的太空太阳能电站，除了一年两次的食蚀之外，几乎24小时均能发电。此外，静止轨道上太阳能的强度是地面的2倍，日照时间是地面的4 }5倍，发电能力更是地面的8一10倍。太阳能取之不尽用之不竭，免费使用，既不需要类似火力发电那样的石油以及煤炭等资源，也不会排放导致地球变暖的二氧化碳，是一种可无限获得的洁净能源。

美国设计了一种被称为“标准模式”的太空太阳能电站，重约5万吨，太阳能电池板面积为10千米x5千米，通过长约1千米的输电天线，利用2. 45千兆赫兹微波向地面无线传送电力。地面上，由大小为10千米x13千米的接收天线系统接收电力。

要在太空建造太阳能电站，并解决电力传输问题，科学家要走的路还很长。

82什么是微波输电?

答:微波输电就是把太空太阳能电站的直流电能用微波管转换成微波波束，由天线发射到地面接收站，再还原为交流电送到用户家中。

自人类应用电力160多年来，电能的输送都靠电线，目前应用较多的是用铜、铝等金属做成的导线，与之配套的还有铁塔、电杆等。导线输电有三大弊端:一是造价太高;二是用电线送电损耗太大;三是铁塔、电杆占用大量土地，导线耗用大量金属。能不能省去导线，用其他办法输电呢?微波输电就是一种无线输电技术。微波是波长介于无线电波和红外线辐射之间的电磁波，目前广泛应用于微波炉、气象雷达、导航和移动通信。微波不同于无线电中波和短波，能顺利通过电离层而不反射。宇宙空间对微波传输电力十分理想，几乎没有能量损耗，通过大气层时的损耗约为2%微波输电使电力送、供、用的结构变得简单，它能改变因能源、资源不均衡而造成的电力输送不经济、不合理的状况，应用前景十分广阔。目前，微波输电技术的实际应用还有一些问题亟待解决，大面积推广还需时日。

83 什么是全球气候变暖?

答:全球气候变暖指的是在一段时间中，地球的大气和海洋温度上升的现象。人们焚烧化石矿物或砍伐森林并将其焚烧时产生二氧化碳等多种温室气体，由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，也就是常说的“温室效应”，从而导致全球气候变暖。

全球气候变暖的主要原因有两方面:一是大量燃烧煤炭、天然气等，产生大量温室气体。二是肆意砍伐原始森林，使森林吸收二氧化碳的能力下降。

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全球气候变暖的后果是什么?

答:全球气候变暖，会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。①气候变得更暖和，冰川消融，海平面升高，引起海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁等生态群丧失，海岸侵蚀，海水入侵沿海地下淡水层，沿海土地盐渍化等，从而造成海岸、河口、海湾自然生态环境失衡。②水分蒸发更多，雨季延长，遭受洪水泛滥的机会增大，遭受风暴影响的程度和严重性加大，许多小岛将会消失得无影无踪。③南极半岛和北冰洋的冰雪融化，北极熊和海象会逐渐灭绝。④温度升高，精子的活性随温度升高而降低，会影响人的生育。⑤原有生态系统的改变，对农林牧渔业等生产领域产生影响。⑥感染疾病等传染病的风险增大，病菌通过极端天气和气候事件(厄尔尼诺现象、干旱、洪涝、热浪等)扩大疫情的流行，危害人体健康;等等。

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《联合国气候变化框架公约》是怎么回事?

答:《联合国气候变化框架公约》是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放，以应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约，于1992年在巴西里约热内卢签署生效。它是一个有法律约束力的公约，旨在控制大气中二氧化碳、甲烷和其他造成“温室效应”的气体的排放，将温室气体的浓度稳定在使气候系统免遭破坏的水平上。目前，已有近200个国家正式批准了该公约。

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臭氧层有什么作用?

答:臭氧层能使地球上的生物免遭短波紫外线的伤害。因此，大气臭氧层是地球上一切生灵的保护伞。由于臭氧层的存在，太阳紫外线中波长小于290纳米的部分被平流层臭氧分子全部吸收，波长为290一320纳米，也就是通常所说的UV-B波段的紫外线，也有90%被臭氧分子吸收。如果平流层臭氧的含量减少，照射到地面的太阳光紫外线增强，其中波长为240一329纳米的紫外线对生物细胞具有很强的杀伤力，将会使人类受到过量的太阳紫外线辐射，导致皮肤癌、白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的发病率显著增加。对生物圈中的生态系统和各种生物也会产生不利的影响。

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什么是都市森林?

答:都市森林，是指在城市地域范围内，精心设计、种植、养护管理的以乔木为主体，包括乔木、灌木、草本、藤本、竹类、苔鲜、地衣、水生植物等森林植物、栽培植物以及生活在其间的动物(特别是鸟类)、微生物以及它们赖以生存的气候与土壤等自然因子组成的生物群落。

都市森林有一套严格的指标评价体系，比如森林覆盖率有多大、人均绿地多少、垂直绿化率如何、城市街道绿化状况怎样等。根据植物的形态、生物学特性，充分发挥植物的形态美、色彩美、质感美和群落美，将千姿百态的乔木、灌木、花草合理地配置成不同的观赏群体，使生态效益、景观效益和实用功能有机地结合在一起，才是理想的都市森林。

迄今为止，我国绝大多数城市还远远未达到都市森林的要求。

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都市森林的生态效益更高，对吗?

答:对。由于层次丰富，物种多样，都市森林的生态效益，或者说生态生产力，要比简单的草坪或灌木丛高得多。当太阳能辐射到达森林树冠叶面时，约有70%的能量被绿叶所吸收，变成有机物或用于汽化水，20%左右的能量被叶面反射到大气中，透过叶片的光一般在10%左右。因此，树冠下的温度比无树木遮荫处低5.2一14℃。都市森林能够充分利用阳光，吸收二氧化碳，释放氧气，还能吸收如二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、氟化物、氯气等有害气体，净化空气的能力显著增强。如柳树、杨树、桑树、桉树在生长期间，一棵树至少可以吸收200克氯气;枫树和菩提树每小时可吸收569克二氧化碳;黑杨树和白杨树在生长过程中，分别可以吸附44千克和53千克尘埃;一公顷罗汉树和菠萝蜜树，每年至少也可吸附30吨尘埃;丁香树还可以吸收汽车排出的有毒的铝;还有些树木能分泌出一种挥发性的植物菌素，能杀死空气中的白喉、肺结核、痢疾等病菌。

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什么是城市热岛效应?

答:城市热岛效应，是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，如同一个平静的海面，而城区则是一个明显的高温区，如同突出海面的岛屿。由于这种岛屿代表的是高温的城市区城，所以就被形象地称为城市热岛。城市热岛反映的是温差，只要城郊有明显温差，一年四季都可能出现城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1℃，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6℃以上。

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城市热岛效应是怎样产生的?

答:城市热岛效应产生的原因主要有以下几点。

第一，城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面、各种建筑墙面等，改变了城市下垫面(大气下层直接接触的地球表面)的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面(绿地、水面等)升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。

第二，城市中工业、商业、交通运输业以及居民的生活每天都在向外排放大量的热量，升高了城市温度。

第三，随着城市扩展，人口、建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等相应减少，城市缓解热岛效应的能力被削弱。

第四，城市中的机动车、工业生产以及居民生活产生大量氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物，这些物质会吸收下垫面热辐射，从而引起大气进一步升温。

第五，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小，热量不易散发。

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城市热岛效应有什么不良影响?

答:首先，热岛效应造成的高温热浪会引发各种慢性病和传染病，造成大量中暑事件，使心脑血管等疾病的发病率上升，死亡率明显增加，还会加剧大气中的光化学污染，诱发眼疾和呼吸系统疾病。医学研究表明，环境温度高于28℃时，人就会有不舒适感;温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱;气温高于34℃并频繁受到热浪冲击，还可引发人的一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。

其次，热岛效应会导致城市污染物的浓度增加，加上不利的地理气象条件，就有可能造成严重的污染事件。

最后，热岛效应还会造成城市气候失常，雷电、暴雨等极端天气事件增多，造成局部水灾及道路破坏、交通阻塞、电力中断等，影响城市社会经济正常运转和城市基础设施安全。

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怎样降低和消除城市热岛效应?

答:降低和消除城市热岛效应要标本兼治。主要措施为:①在控制城市发展的同时，要控制城市人口密度、建筑物密度。②保护并增大城区绿地、水体面积，建设林荫大道，并选择高效美观的绿化形式，包括街心公园、屋顶绿化和墙壁垂直绿化及水景设置，降低热岛效应。城市绿化覆盖率与热岛强度成反比，绿化覆盖率越高，则热岛强度越低。覆盖率大于30%后，热岛效应得到明显削弱;大于50%，热岛效应明显削减;规模大于三公顷且绿化覆盖率达到60%以上的集中地带，基本上与郊区温度相当，即消除了城市热岛效应。③把消除裸地、消灭扬尘作为城市管理的重要内容，除建筑物、硬路面和林木之外，全部地表应为草坪所覆盖。④提高能源的利用率，减少人工热量排放。⑤改善市区道路的保水性性能，用透水性强的新型材料铺设公路，以储存雨水，降低路面温度。⑥提高人工水蒸发补给，例如喷泉、喷雾、细水雾浇灌。

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“举手之劳”就可以保护我们的地球吗?

答:是的。地球生态环境正在遭到破坏，保护地球不仅是科学家的事，每一个人的举手之劳都能保护地球。一个县、一个市、一个省、一个国家、全世界，一个人、一百个人、一万个人、一百万人、一亿人，地球上数十亿人的举手之劳，就能使我们的地球家园得到有效保护。以下是日常生活中的一些“举手之劳”。

食具不太油腻时用暖水清洗，减少使用洗洁精。

室内、外多种植物可使周围阴凉，减少开风扇、冷气。

离开房间时关掉电灯和冷气机。

储存较多的衣物才开洗衣机，既省水、省电，又省工夫。

尽量用密封盒或瓶子装食物，减少消耗保鲜膜。

把旧衣服改装翻新，既省钱又省资源。

适量地添置衣物，买得太多会浪费资源。

多走楼梯，少乘电梯。

节约用纸，每张纸写两面才丢掉，必要时才复印或电脑打印。

尽量少用一次性用品，减少浪费和污染。

尽量多用尿布、少用婴儿纸尿片，减少垃圾。

尽量用蓄电池或可充电电池，少用普通电池。

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我国一次性消费的问题主要有哪些?

答:一次性消费，是强调节俭、摒弃奢侈的传统消费观在现代工业化大生产持续发展的束缚、及时享乐消费逐渐成为人们生活信条的条件下形成和流行的。一次性消费用品，是指只使用一次的塑料制品或木制品等，如一次性的饭盒、筷子、鞋套、杯子、剃须刀、毛巾、内裤、马桶坐垫等。

一次性消费在给人们带来极大卫生、方便、快捷的同时，也产生了越来越严重的问题。我国的问题主要是:①环境污染。一次性用品使用后被随意、随地抛弃的现象普遍，对环境产生了严重危害。②资源浪费。一次性消费导致了对自然资源的疯狂掠夺，如每年因生产一次性木筷，我国需要砍伐2 500万棵树木，失去500万立方米木材。我国每年生产一次性筷子约1 000万箱，其中600万箱出口。③卫生问题。一次性用品低廉的价格往往与劣质同行，混乱的市场现状难以保证产品的卫生质量。

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环保消费有哪几种方式?

答:随着公众环境保护意识的增强，人们不仅留意日常生活中的“绿色产品”，而且有利于环保的消费方式也正在兴起。以下五种方式被人们广为推崇。①节制消费。简化商品包装、节能节水、少开空调、自觉执行机动车尾气排放标准，尽量乘坐公交车等。②替代消费。用对环境有利的绿色产品替代高污染、高消耗的消费品，如拒绝购买污染水源的高磷洗衣粉，将手中的钞票变成绿色选票。③循环利用。接受“宇宙飞船经济”概念。宇宙飞船的设计非常节省空间和资源，其中几乎没有废物，即使乘客有排泄物也经过了处理、净化而变成乘客必需的氧气、水和盐。④重复使用。“一次性消费”风潮正在成为历史，出门自备可重复使用的购物袋，大酒店已不再提供一次性牙刷。⑤拒绝使用野生动物制品。过去显尊示贵的珍稀裘皮，在许多国家成了耻辱的标记，而食用野生动物更是遭人唾弃的犯罪行为。

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什么是“炫耀消费”?

答:炫耀消费，指的是富裕的上层阶级通过对物品超出实用和生存所必需的浪费性、奢侈性和铺张浪费，向他人炫耀和展示自己的金钱财力和社会地位，以及这种地位所带来的荣耀、声望和名誉。

19世纪末，美国经济学家索尔斯坦·凡勃伦在口睹了同时代“先富起来的”富人诸如沿着曼哈顿公园大道和河边街道大肆构筑豪华宅邸，疯狂追逐时髦消费品，消闲、享乐、游手好闲、鄙视劳动等言行后，写出了《有闲阶级论》一书，将这种现象命名为“炫耀消费”。中国改革开放30多年来，随着富人越来越多，奢华无比的黄金宴、天价的衣着类消费品和砸汽车、扔钞票、豪华婚礼等的斗富比阔频频见诸 端。极尽奢华、一掷千金的炫耀消费并非现代的、理性的、健康的充满人 和社会关怀的财富观

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什么是沙尘暴?

答:沙尘暴是沙暴和尘暴两者兼有的总称，是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中，使空气特别混浊，水平能见度小于1千米的严重风沙天气现象。

沙尘暴天气多发生在冬春季节的内陆沙漠地区。世界上有四大沙尘暴多发区，分别是北美、大洋洲、中亚以及中东地区。我国沙尘暴有两大多发区:一是西北地区:主要集中在塔里木盆地周边，吐鲁番-哈密盆地经河西走廊、宁夏平原至陕北一线和内蒙古阿拉善高原、河套平原及鄂尔多斯高原。二是华北赤峰、张家口。

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沙尘暴是怎么形成的?

答:沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象。气象学上，有利于产生大风或强风的天气形势，有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。沙尘暴的形成与地球温室效应、厄尔尼诺现象、森林锐减、植被破坏、物种灭绝、气候异常等因素有着不可分割的关系。其中，人口膨胀导致的过度开发自然资源、过量砍伐森林、过度开垦土地是沙尘暴频发的主要原因。

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沙尘暴的危害有哪些?

答:沙尘暴可造成房屋倒塌、交通供电受阻或中断，火灾、人畜伤亡，破坏作物生长，恶化生态环境，给国民经济建设和人民生命财产安全造成严重的损失。主要表现在以下几方面:①风尘破坏。大风破坏建筑物，吹倒或拔起树木、电线杆，撕毁农业塑料温室大棚和农田地膜，刮走农作物种子和幼苗。沙尘覆盖在植物叶面，影响作物正常的光合作用，造成作物减产。沙尘轻者可使大量牲畜感染呼吸道及肠胃疾病，严重时将导致大量牲畜死亡。②风蚀破坏。大风经过干旱地区疏松的土壤时会将表土刮去一层，这叫做风蚀。风蚀平均深度10一50厘米，也就是每亩地平均有60一70立方米的肥沃表土被风刮走。大风不仅刮走土壤中细小的黏土和有机质，而且还把带来的沙子积在土壤中，使土壤肥力大为降低。大风夹带的沙粒还会把建筑物和作物表面磨去一层，这叫做磨蚀，也是一种灾害。③沙埋危害。风沙刮过，迎风和隆起的地形遭受风蚀，而背风凹洼等地形遭受的便是沙埋了。沙埋厚度平均20厘米，最厚处达到1.2米。④交通危害。影响交通安全，造成飞机不能正常起飞或降落，使汽车、火车车厢玻璃破损、停运或脱轨。⑤健康危害。人暴露于沙尘天气中，含有各种有毒化学物质、病菌等的尘土可透过层层防护进人到口、鼻、眼、耳中，引发各种疾病。

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前苏联的“白风暴”是怎么回事?

答:人类一直致力于改造自然，造福人类，但一些自以为是的举动，酿成了大规模的生态灾害。世界上这种灾害中危害最大的，就是前苏联的“白风暴”。

1954年起，前苏联为“让荒地服务于社会主义”，在哈萨克、乌拉尔等地的半干旱草原开荒种粮，10年开垦土地60万平方千米，一度使粮食年产量增加了2/3。由于植被和表土结构遭到破坏，1960年3月和4月出现两次大面积黑风暴，仅哈萨克新垦区农田就被毁约20万平方千米，新垦区农耕系统几乎瘫痪，连上千千米以外的罗马尼亚、匈牙利和南斯拉夫都被尘雾迷漫。比黑风暴波及更广、持续更长的是在邻近地区后来发生并绵延至今的白风暴。

前苏联又在今土库曼斯坦卡拉库姆沙漠附近修建卡拉库姆列宁运河，每年从曾是世界第四大内陆湖—咸海的主要水源阿姆河中调水灌溉沙漠南缘约10万平方千米的新垦棉田和草场，另一主要水源—锡尔河上也修建了多个水库，将河水截留用于农田灌溉，超过80%的河水被两岸的新耕地“吃干榨尽”。这种“创造性再造自然”的结果是:两大水源被截，下游的咸海水位急剧下降，湖水含盐浓度和矿化度急剧升高，不仅湖中的物种80%死于非命，更可怕的是咸海30年间面积从6.6万平方千米锐减为2.5万平方千米，湖岸线后退了4060千米。裸露的湖底盐碱，在中亚半干旱的气候条件和风力作用下，成为孕育“白风暴”(含盐尘的沙尘暴)的温床。

从1980年代中期起，前苏联每年都要发生几十次的白风暴，不仅造成咸海附近环境的“白色荒漠化”，在北风吹带下还造成阿姆河和锡尔河两岸60%的新垦区因农田高度盐碱化而“ 废”。白风暴甚至直接危及人体生命安全:棉田施用的大量杀虫剂以及其他农用化学品随灌溉排水沉人湖底，湖底裸露后这些物质被白风暴卷起洒向四周。20世纪80年代以来，在咸海周围地区尤其是阿姆河下游，居民患白血病、肾病、支气管炎的比例显著升高，每10个婴儿中便有一个在出生后第一年内死去，咸海周边几十万居民因此迁移。联合国环境规划署(UNEP)对此曾这样评价:“除了切尔诺贝利核电站灾难外，地球上恐怕再也找不出像咸海周边地区这样生态灾害覆盖面如此之广、涉及人数如此之多的地区了。”