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    温室效应,又称“花房效应”,是大气保温效应的俗称。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,其引发了一系列问题已引起了世界各国的关注。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 温室效应 英文名: Greenhouse effect
    别称: 花房效应 应用学科: 生物学
    研究学科: 宇宙科学与空间科学

    目录

    简介/温室效应 编辑

    温室效应如果没有大气的保护,地表平均温度就会下降到-18℃,而实际地表平均温度为15℃

    温室效应(Greenhouse effect),又俗称“花房效应”,是指大气中的温室气体对地球的保温作用。

    太阳短波辐射可以透过大气射入地面,而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收,从而使地表和低层大气变暖,如果大气不存在这种效应,那么地表温度将会下降约30或更多。反之,若温室效应不断加强,全球温度也必将逐年持续升高。因其作用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。温室效应被很多科学家认为是全球变暖的原因。[1]

    形成因素/温室效应 编辑

    温室效应温室效应

    温室效应源自温室气体,由于像二氧化碳等气体吸收热能气体的功用是只允许太阳光进,而阻止其反射,进而实现保温、升温作用,因此被称为温室气体。

    二氧化碳

    温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气,这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。
    二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是地球表面变热起来。二氧化碳是数量最多的温室气体,约占大气总容量的0.03%。  

    其他温室气体

    人类活动和大自然还排放其他温室气体,它们是:氯氟烃(CFC〕、甲烷、低空臭氧和氮氧化物气体。许多其它限量气体也会产生温室效应,其中有的温室效应比二氧化碳还强。如,每分子甲烷的吸热量是二氧化碳的21倍,一氧化氮(N2O)更高,是二氧化碳的270倍。[2]

    原理/温室效应 编辑

    温室效应温室效应

    太阳辐射主要是短波辐射,而地面辐射和大气辐射则是长波辐射。大气对长波辐射的吸收力较强,对短波辐射的吸收力较弱。

    白天:太阳光照射到地球上,部分能量被大气吸收,部分被反射回宇宙,大约47%的能量被地球表面吸收。

    夜晚:晚上地球表面以红外线的方式向宇宙散发白天吸收的热量,其中也有部分被大气吸收。

    大气层如同覆盖玻璃的温室一样,保存了一定的热量,使得地球不至于像没有大气层的月球一样,被太阳照射时温度急剧升高,不受太阳照射时温度急剧下降。一些理论认为,由于温室气体的增加,使地球整体所保留的热能增加,导致全球暖化。[3]

    由来/温室效应 编辑

    温室效应温室效应

    温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气,大量排放尾气,这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。

    人类活动和大自然还排放其他温室气体,它们是:氯氟烃(CFC〕、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林,尤其是热带雨林[4]

    分类/温室效应 编辑

    自然温室效应

    温室效应简略图温室效应简略图
    大气辐射向所有方向发射,包括向下方的地球表面的放射。而温室气体有效地吸收地球表面、大气本身相同气体和云所发射出的红外辐射。温室气体将热量捕获于地面-对流层系统之内,被称为“自然温室效应”。

    增强的温室效应

    大气辐射与其气体排放的温度水平强烈耦合。在对流层中,温度一般随高度的增加而降低。从某一高度射向空间的红外辐射一般产生于平均温度在-19℃的高度,并通过太阳辐射的收入来平衡,从而使地球表面的温度能保持在平均14 ℃。温室气体浓度的增加导致大气对红外辐射不透明性能力的增强,从而引起由温度较低、高度较高处向空间发射有效辐射。这就造成了一种辐射强迫,这种不平衡只能通过地面-对流层系统温度的升高来补偿。这就是“增强的温室效应”。

    危害后果/温室效应 编辑

    气候变暖
    温室效应影响温室效应影响

    观测数据表明,自19世纪以来,全球平均气温升高了0.3~0.6℃,1990年以来温度升高幅度更大。全球气候变暖主要是温室效应引起的,工业革命以来,大量化石能源被开采用作工业生产、交通运输和居民生活,导致大气中的二氧化碳浓度上升,加剧了温室效应,打破了原有的平衡,使地球接收来自太阳的热多于地球散放到太空的热量,从而导致全球气候变暖。

    温室效应就是由于大气中二氧化碳等气体含量增加,使全球气温升高的现象。如果二氧化碳含量增加一倍,全球气温将升高3 ℃~5 ℃,两极地区可能升高10 ℃,气候将明显变暖。

    其他影响

    1、地球上的病虫害增加; 

    2、海平面上升; 

    3、气候反常,海洋风暴增多; 

    4、土地干旱,沙漠化面积增大。

    应对措施/温室效应 编辑

    减少大气中的CO₂
    二氧化碳含量逐年增加,尤其自60年代后二氧化碳含量逐年增加,尤其自60年代后

    广泛植树造林,加强绿化;停止滥伐森林。用太阳光的光合作用大量吸收和固定大气中的二氧化碳。其他还有利用化学反应来吸收二氧化碳的办法,但在技术上都不成熟,经济上更难大规模实行。

    适应气候

    建设海岸防护堤坝等工程技术措施防止海水入侵外,有计划地逐步改变当地农作物的种类和品种,适应逐步变化的气候。

    日本北部因为夏季过凉,过去并不种植水稻,或者产量很低。但是由于培育出了抗寒抗逆品种,连最北的北海道不仅也能长水稻,而且产量还很高。气候变化是一个相对缓慢的过程,只要能及早预测出气候变化趋势,适应对策能够找到并顺利实施的。 

    削减CO₂的排放量

    削减CO₂的排放量,是1992年巴西里约热内卢世界环境与发展大会,各国领导人共同签字的《气候变化框架公约》的主要目的。公约要求在2000年发达国家应把CO2排放量降回到1990年水平,并向发展中国家提供资金,转让技术,以帮助发展中国家减少CO₂的排放量。 

    加强温室气体监测

    温室气体指的是大气中的一些微量气体,能够使太阳的短波辐射透过大气层,到达地面使地表升温;阻挡地球表面向宇宙空间发射的长波辐射,使之无法透过大气层,从而继续保持地面的温度,如大气中的二氧化碳、甲烷、二氧化氮等均属于温室气体。 温室气体在大气中停留的时间较长会产生的温室效应,因此摸清温室气体排放现状,检验温室气体清单编制结果,合理分配温室气体减排指标,帮助寻找温室气体减排的依据,可以为应对温室效应提供必要的基础数据。

    温室气体监测所使用的设备主要有温室气体监测仪器和反应性气体监测仪器、颗粒物监测仪器、黑碳观测仪器、太阳光度计和浊度仪等。[5]

    温室气体种类/温室效应 编辑

    温室效应温室效应

    温室气体占大气层不足1%。其总浓度需视乎各‘源’和‘汇’的平衡结果。‘源’是指某些化学或物理过程使到温室气体浓度增加,相反‘汇’是令其减少。人类的活动可直接影响各种温室气体的‘源’和‘汇’而因此改变了其浓度。
    大气层中主要的温室气体有二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),一氧化二氮(N2O),氯氟碳 化合物(CFCs)及臭氧(O3)。大气层中的水气(H2O)虽然是‘天然温室效应’的主要原因,但普遍认为它 的成份并不直接受人类活动所影响。表一显示了一些温室气体的特性。

    全球变暖潜能’(Global Warming Potential)
    各种温室气体对地球的能量平衡有不同程度的影响。为了帮助决策者能量度各种温室气体对地球变暖的影响,‘跨政府气候转变委员会’ (Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)在1990年的报告中引入‘全球变暖潜能’的概念。‘全球变暖潜能’ 是反映温室气体的相对强度,其定义是指某一单位质量的温室气体在一定时间内相对于CO2累积辐射力*。表二列出 ‘跨政府气候转变委员会’报告内一些温室气体的‘全球变暖潜能’。对气候转变的影响来说,‘全球变暖潜能’的指数已考虑到 各温室气体在大气层中的存留时间与及其吸收辐射的能力。在计算‘全球变暖潜能’的时候,是需要明瞭各温室气体在大气层中的 演变情况(通常不太了解)和它们在大气层的馀量所产生的辐射力(比较清楚知道)。因此,‘全球变暖潜能’含有一些不确定因素, 以CO2为相对比较,一般约在±35%。
    *辐射力的定义是由 于太阳或红外线辐射份量的转变而引致对流层顶部的平均辐射改变。辐射力影响了地球吸收和释放辐射的平衡。正值的辐射力会使地球 表面变暖,负值的辐射力使地球表面变凉。 

    温室气体浓度的转变
    i) 二氧化碳(CO2
    夏威夷的冒纳罗亚观象台在1958年已开始对大气层中的CO2浓度作仔细测量。表二显示CO2在大气层中平均浓度由1958年约315ppmv(百万份之一体积)升至1997年约363ppmv。冒纳罗亚观象台的数据亦反映了每年在北半球因为植物呼吸作用而产生的周期变化:CO2浓度在秋、冬季时增加而在春、夏季时减少。与北半球相比,这种随着植物生长及凋萎的CO2浓度周年变化在南半球的出现时间是刚刚相反,而且变化幅度较小,这种现象在赤度附近地区则完全看不到。

    ii) 甲烷(CH4
    CH4在大气层中的增长速度已在近十年减少下来,尤其在1991至1992年间有明显的下降,但在1993年后期亦有 些增长。1980至1990的平均增长速度是每年13ppbv(十亿份之一体积)。 

    iv)氯氟碳化合物(CFCs)
    在各种氯氟碳化合物中,以CFC-11及CFC-12较为重要,因为其浓度比较高与及它们对平流层内的O有很大影响。在多种人造的氯氟碳化合物中,以CFC-11及CFC-12的浓度最高,分别约为0.27及0.55ppbv(量度于冒纳罗亚观象台,1997,见图五 和六)。从它们的‘全球变暖潜能’数值,显示这两种气体吸收红外线辐射的能力相当高,估计在八十年代期间除了CO以 外,CFC-11及CFC-12在所有温室气体中对辐射力的影响已占了三份之一。 

    相关文献

    参考资料
    [1]^引用日期:2017-12-10
    [2]^引用日期:2017-12-10
    [3]^引用日期:2017-12-10
    [4]^引用日期:2017-12-10
    [5]^引用日期:2017-12-10

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