温室效应是温室气体造成的(温室气体是什么气体？与气候变化又是什么关系？)

Posted 2023-06-01

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温室气体的组成

在解释什么是温室气体之前，我们先来了解一下什么是温室效应。

温室效应又称“花房效应”，即：地球大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。

自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，其引发了一系列气候变化问题已引起了世界各国的关注。

几十年前，人类试图改变天气和气候，以使气候对人类有利，不幸的是，今天，人类想要的恰恰相反，在对抗全球气温上升和气候迅速变化的背后，是温室气体的过量产生，最终人类自身被困在这些气体中。

本文将介绍哪些是温室气体以及它们的类型，最重要的是，温室气体对气候变化的影响。

温室气体产生的原因

太阳用各种形式大量辐射地球：可见光、红外（IR）光、紫外线（UV）光等。当阳光到达地球时，来自太阳的一些辐射被陆地表面吸收，而某些部分则被反射。

——温室气体是一种大气气态物质，可以充分吸收红外辐射。温室气体得名于植物栽培过程中使用的典型温室。

——温室可以保持温度，因为透明玻璃有利于阳光的进入。然后，这种阳光使结构内的空气变暖，但确实允许这些温暖的空气排出。

——这种现象类似于大气温室效应。在温室效应期间，这些温室气体的分子吸收热量并将其反射到表面。正因为如此，地球大气层和陆地表面的温度升高。

——因此，随着大气温室气体的增多，更多的辐射将被反射，导致温度升高。

——当然，温室效应被认为是有助于维持地球温度的基本现象。没有它，与+14摄氏度相比，地球的温度将降至-18摄氏度。在这一点上，温室效应不应被视为全球变暖的同义词。

温室效应

温室气体的类型

一般来说，温室气体仅占大气中存在的气体总量的近1%。它们的浓度取决于分别产生和破坏这些气体的“产生”和“吸收”之间的平衡。人为活动往往通过在空气中引入新型气体或干预吸收增加这些浓度。

——地球大气中最丰富的温室气体是二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧和氯氟烃。此外，大气中的水蒸气也有助于温室效应。幸运的是，它的原因被认为是非人为的。

——自工业革命以来，大气中的温室气体水平显着增加。令人震惊的是，这种增加导致了所谓的辐射强迫效应，即热量被困在地球大气层中，从而导致全球温度升高。

——二氧化碳量（CO2）占这种效应的一半以上，与甲烷（CH4）、一氧化二氮、臭氧3），以及氯氟烃（CFCs），分别占16%、5%、12%和12%。

——然而，根据科学研究，不应假定减少温室气体产生和气溶胶排放的方法可以迅速减少气候变化的影响。

温室气体的特性

温室气体类型	来源	吸收	对温室效应的贡献
二氧化碳	燃烧化石燃料森林砍伐	进行光合作用的植物海洋	红外辐射的吸收间接影响平流层中臭氧的浓度。
甲烷（CH4)	生物质燃烧稻田肠道细菌发酵	微生物吸收与羟基相关的反应	红外辐射的吸收间接影响平流层中臭氧和水蒸气的浓度二氧化碳的生产
一氧化二氮（N2O)	生物质燃烧化石燃料的燃烧肥料	土壤去除平流层中的光解	红外辐射的吸收间接影响平流层臭氧浓度
臭氧（O3)	涉及氧气的化学反应	涉及一氧化二氮、次氯酸盐和羟基的所有催化化学反应	吸收红外线和紫外线辐射
氯氟烃	工业生产	光解和与氧气反应	红外辐射的吸收间接影响平流层臭氧浓度
一氧化碳（CO）	工厂排放人造释放（运输和工业）	土壤吸收与OH的反应	影响平流层O3和 OH 循环产生一氧化碳2
二氧化硫（SO2)	火山煤炭和生物质燃烧	干法和湿法沉积与OH的反应	形成气溶胶，散射太阳辐射

大气中过多温室气体所带来的影响

气候变化，顾名思义，是指地球大气中天气模式分布的变化。令人震惊的是，这种变化可能会持续很长时间，并且在达到某个阈值后，可能会变得不可逆转。

不幸的是，温室气体和温室效应是气候变化的头号驱动因素。以下是温室气体的一些最常见影响。

1. 全球变暖

全球变暖

如前所述，温室效应不是全球变暖的同义词，而是由全球变暖引起的现象。大气中温室气体的增加减少了红外辐射的流出，导致温度升高。地球温度的变化将引发其他现象，如风力模式的变化和云量的变化。

2. 海平面上升

海平面上升

除了上面提到的那些，全球变暖也会导致海平面上升。温度的升高导致格陵兰岛和南极洲等一些地区的海水热膨胀以及冰和冰川融化，从而将水添加到海洋中的总水量中。一些研究预测，如果全球变暖继续下去，未来90年地球海平面将上升十倍（从0.09米到0.88米）。

3. 对生物周期的影响

生物多样性减少

由于温度升高，预计生物周期也会受到影响。其中受影响最大的是水文循环。由于大气变得比以前相对温暖，预计蒸发量也会增加。换句话说，这意味着将经历更多的降水。另一方面，全球变暖也导致沿海地区和其他生境的丧失，从而减少生物种群和多样性。

4. 对经济和农业影响

农作物代谢加快导致枯萎

由于大气中的二氧化碳含量较高，光合作用很容易发生，使植物以更快的速度生长。然而，过多的热量也会影响土壤和水的条件，导致它们枯萎并最终死亡。当这种情况发生时，农业生产和经济增长将受到影响。

温室效应、全球变暖和气候变化等问题在科学领域并不新鲜。正如导言段中提到的，它们已经被考虑了几十年。然而，随着世界变得更加工业化，人们更有可能经历这些温室气体的破坏性影响。

作为这个星球的公民，你能做些什么来减少温室气体排放以及减轻气候变化的影响？