温室效应:气候变化是怎么一回事?

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更新于: 29 Apr 2021

地球的气候正在急剧地改变,但是并不是朝好的方向改变。全球平均气温比工业化前上升了大约1.1摄氏度。过去十年,全球经历了一系列史无前例的风暴、干旱、洪水以及火灾。 

Image of 温度自1850年以来上升 

温度自1850年以来上升 

我们不断变化的气候不仅影响到野生生物,也影响到人类社会和福祉。 为了找到如何应对气候变化的办法,我们首先需要理解为什么会发生这种变化。

在其整个历史中,地球的气候一直在变化。 然而,我们现在看到的变化速度比自然要快得多,为什么?

原因是人类向大气排放二氧化碳 (CO₂) 和其他气体。这些气体对温室效应有所影响

温室效应涉及大气中被叫做温室气体的某些气体,其中包括二氧化碳。这些气体大量进入大气会使地球升温

Image of 地球处于温室内。

地球处于温室内。

是什么使地球变暖?

太阳能使地球变暖 。 这种能量由不同类型的 放射物质 组成。 

幅射有不同的形式。由于从我们周围的物体反射回来的 可见光 的波,我们能够看到颜色。但是有很多其他类型的辐射是我们无法看到的,像红外线和紫外线 (UV) 。不同类型的辐射有不同的波长,它们一起组成了电磁谱

Image of 电磁谱

电磁谱

毫不奇怪,太阳会发出visible light 可见光,让我们看到。它还会产生紫外线和红外辐射 

阳光如何使地球变热?

事实上,这三种情况都发生了! 一小部分辐射被大气中的氧气(O₂) 和臭氧(O₃) 吸收,但大多数辐射会穿过并直接流向地球表面

Image of 太阳辐射出许多不同的波长

太阳辐射出许多不同的波长

一部分辐射会被反射(33%),但是大部分(67%) 会被地球表面 吸收,从而使地球变暖。

Image of 传入的太阳辐射的反射

传入的太阳辐射的反射

当我们说地球“吸收热量”时,我们指的是它吸收太阳能,并再次释放它为 红外线 

红外辐射波长比可见光长,所以它被大气吸收了很多(不同于太阳的短波辐射) 

具体而言,红外线被温室气体吸收 ,会在所有方向重新射出红外波浪——有些进入太空,有些返回地球。

Image of 我们的大气层就像温室一样。

我们的大气层就像温室一样。

红外辐射被辐射回地球,导致地表和低层大气进一步升温。这种额外的升温被称为 /bold{温室效应}。

不同的温室气体有好几种。这些气体包括

有几种不同的温室气体。它们包括 

  • 水蒸汽 (H₂O)
  • 二氧化碳 (CO₂)
  • 甲烷 (CH₄)
  • 氧化亚氮 (N₂O)

我们如何使情况更糟?

温室效应受到人类活动的影响,这正是造成气候变化的原因

温室效应是一个自然过程,没有这个过程地球上的平均温度将是-18°C ! 但其中有太多不利之处:

Image of 适当的温室气体数量

适当的温室气体数量

人类活动通过增加温室气体的排放而加速全球变暖,尤其是二氧化碳(Co₂) .

Image of 我们的活动释放了许多二氧化碳

我们的活动释放了许多二氧化碳

这张图表显示了大气中二氧化碳的历史浓度。很容易看出,在过去的70年里,这一比例急剧上升

Image of 大气层二氧化碳浓度随时间变化  

大气层二氧化碳浓度随时间变化  

我们还释放了大量甲烷和氧化亚氮

这意味着更多来自地球的红外辐射被重新辐射回地球表面,使其变暖。

在下一章中,我们将更详细地研究温室气体,并学习如何加以比较。 然后我们将研究人类生产这么多温室气体的地点和原因。

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