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当前关于气候变化问题争论的焦点有三：全球气候是否在变暖？全球变暖是否是由于二氧化碳（CO 2 ）造成的？ CO 2 浓度的不断增加是否是由于人类活动大量排放的结果？本书只限于讨论CO 2 的来源问题，因为它是当前气候变化讨论的核心，也是直接影响到各国的经济社会发展的焦点问题之一，所以引起了大家的极大关注。
本书的目的是介绍关于大气中CO 2 和CO、CH 4 等的来源及有关地球系统自然释放CO 2 的事实和监测结果分析。大家都承认，大气中的CO 2 来源，是地球自然释放与人为排放共同造成的。有人认为，地球自然排放是存在的，但地球系统既有释放CO 2 ，又有吸收CO 2 的作用，两者现在已处于平衡状态，目前出现的大气中CO 2 浓度不断增加，主要是人为的大量排放的结果。但是，也有人认为，不论从理论上，还是从现实上，所谓“平衡冶是相对的、暂时的、动态的和个别的现象，而不平衡是绝对的、普遍的。他们认为地球系统是一个远离平衡的系统，正是由于其不平衡性，才有变化和发展；地球系统一旦达到了“平衡冶状态，系统就不再发展，系统生命就停止。植物的变化，动物的进化，河流、湖泊中水的流动，地形地貌的演化，都是不平衡的表现。大气中的CO 2 浓度也处在不断变化之中，从 6 000 ppm（1 ppm = 1伊10 -6 ）到 100 ppm,再到现在的 380ppm,都经历了不断的变化。
地球系统中的CO 2 气体既是碳源（释放）又是碳汇（吸收）。地球系统的四个子系统（固体、液体、气体和生物）及其各要素，都在不断地吸收CO 2 ，又释放CO 2 ，有时以吸收为主，有时以释放为主。地震、火山的活动以及石油、天然气、煤层气的渗漏，都在不断释放CO 2 气体；海洋湖泊、森林草地既释放CO 2 ，又吸收CO 2 气体；沼泽、冻土、土壤、荒漠等也是既释放CO 2 ，又吸收CO 2 :地球系统永远处于不平衡状态，变化、发展是永恒的主题。
在地球历史上，大气中的CO 2 浓度既受植物的影响，也受“冰期冶的影响，而且“冰期冶的影响更大。在第四纪冰期时，大气中的CO 2 浓度只有 100ppm;随着进入“间冰期冶或“冰后期冶，气温逐渐上升,CO 2 浓度随之增加，这是自然过程，是由于地球系统自然释放得到加强的结果。就如同冻土地带随着气候变暖，造成了CH 4 大量释放，这也是自然过程。
NASA、ESA和JAXA等国际权威机构，运用卫星搭载的专门测碳的传感器技术系统，获得了丰富的科学实测数据。我们在这些科学数据的基础上，进行了系统的综合分析，包括对全球的CO、CH 4 、CO 2 、O 3 、NO 2 、NH 3 等气体的浓度分别进行时空分布特征分析，获得了以下几点有特色的结论：
（1） CO、CH 4 、CO 2 、O 3 、NO 2 、NH 3 等气体浓度的时空分布特征，具有明显的地带性特征。
（2）对流层CO 2 浓度，构成了两个纬向条带状分布特征；位于N 30毅~ 60毅上空的CO 2 条带具有规模大、浓度高、连续性好的特征。而这完全是由大气环流决定的。
（3） CO 2 等气体的浓度与气温之间，具有线性关系与非线性关系，以及并存和不确定特征。当CO 2 浓度超过一定阈值时,CO 2 浓度与气温间成非线性关系，呈现出先由气温上升，后由CO 2 浓度增加的“反因果冶关系。
不难发现，存在一些与当前主流观点完全相左的现象。例如，北太平洋与北大西洋海域，位于赤道附近的热带雨林地区，以及高纬冻土和沼泽湿地地带，其CO、CH 4 浓度最高，明显高于北美；而欧洲以及亚洲东部和南部地区，似乎CO、CH 4 浓度与化石燃料关系不大，自然的影响要大于人为影响。
本书系统地介绍地球系统释放CO 2 （及CO、CH 4 ）的理论、事实、卫星遥感、影像分析及其应用，由以下四部分组成：
（1）理论部分：包括地球系统的碳元素与碳库，碳循环与碳平衡，碳汇与碳源的复杂性与不平衡性。
（2）事实部分：包括 6 亿年来大气中CO 2 变化，板块构造与地壳破裂释放CO 2 的事实，地震与断层活动释放CO 2 的事实，火山与温泉释放CO 2 的事实，烃类物质（石油、天然气、煤炭）渗漏释放CO 2 的事实，枯枝落叶腐烂释放CH 4 与林火、草地火灾释放CO 2 的事实，冻土与湿地释放CH 4 的事实，岩石风化、成土过程及荒漠化释放CO 2 的事实，海洋、湖泊等水体释放CO 2 的事实等。
（3）技术部分：主要介绍在轨的 6 颗探测CO 2 等气体的卫星遥感技术及影像分析技术等，并论证了它们的科学性。
（4）分析结论：包括CO、CO 2 、CH 4 、NO 2 及O 3 等的时空分布特征分析,CO 2 等的地带性特征分析，南、北半球分布的不对称特性分析,CO 2 影像的碳汇与碳源分析及应用分析等。
本书所引用的原始资料、图表、卫星影像数据，都是来源于互联网、图书馆、资料室，都是人家的（或许更有说服力）；由于资料很多，在整合编辑中没有一一标注引用资料的出处，如有疏忽或工作差错，请原作者谅解和批评指正。我们对上述多种资料作了一些综合分析工作，并得出自己的看法，算是集成创新。由于这是一项全新的工作，难免会出错误，欢迎批评指正。如能将信息反馈给我们，将不胜感激。
编者
2011 年 5 月