溫室效應:氣候變化是怎樣的?

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更新於: 30 Jan 2021

地球的氣候正在急速變化,然而這種變化並不好!相比於工業時代之前,全球平均氣溫已經上升了1.1攝氏度。在過去的幾十年中,世界各地都觀察到一系列史無前例的風暴、乾旱、洪水和自然火災

Image of 從1850年起,全球溫度就開始持續升高 。

從1850年起,全球溫度就開始持續升高

氣候變化不僅影響野生動物,還影響人類社會和健康狀況。為了尋求應對氣候變化的方法,我們首先需要了解氣候變化的成因。

有史以來,地球的氣候一直在變化。 但是我們現在看到的變化所發生的速度比自然改變時的速度快得多,為什麼?

原因是人類向大氣中排放二氧化碳(CO₂)和其他氣體 。 這些氣體會影響溫室效應

溫室效應涉及大氣中某些稱為溫室氣體的氣體,其中包括二氧化碳 。 向大氣中添加更多這些氣體使地球變熱。

Image of 地球寶寶在一個溫室裡

地球寶寶在一個溫室裡

是什麼使地球變暖?

太陽產生的能量使地球變暖, 這種能量由不同類型的輻射 組成。

輻射有不同的形式。 我們看到顏色是因為{可見光 的光波從我們周圍的物體反射回來。 但是,還有其他一些我們看不到的輻射,例如紅外線和紫外線。 不同類型的輻射有不同的波長,它們一起組成電磁頻譜

Image of 電磁頻譜

電磁頻譜

毫不意外地發現,太陽會發出可見光 使我們能夠看見。 它還會發出紫外線和紅外線

太陽光是如何使地球變熱的?

實際上,這三種情況都會發生! 大氣中的一小部分輻射被氧氣(O₂) 和臭氧(O₃) 吸收,但是大多數輻射穿過大氣層並直接到達地球表面

Image of 太陽輻射出許多不同的波長

太陽輻射出許多不同的波長

然後,部分輻射被反射(33%),但大多數(67%)會被地球表面 吸收 並使地球升溫

Image of 傳入的太陽輻射的反射

傳入的太陽輻射的反射

當我們說地球「吸收熱量」時,指的是地球從太陽吸收能量,並再次以紅外線 的形式釋放能量

紅外線的波長比可見光的波長要長,因此很多輻射都被大氣所吸收(這不同於來自太陽的短波輻射)

具體來說,紅外線被一種稱為溫室氣體的氣體吸收了,它們會向各個方向重新輻射紅外波 - 一些輻射進入太空,有些輻射回到地球。

Image of 我們的大氣層就像一個溫室

我們的大氣層就像一個溫室

輻射回地球的紅外線會導致地表和低層大氣層進一步變暖,這種額外的變暖被稱為溫室效應

有幾種不同的溫室氣體,它們包括

  • 水蒸氣(H₂O)
  • 二氧化碳(CO₂)
  • 甲烷(CH₄)
  • 一氧化二氮(N₂O)

我們如何使情況變得更糟了呢?

溫室效應受人類活動的影響,這就是導致氣候變化的原因

溫室效應是一個自然過程,沒有它,地球上的平均溫度將為-18℃! 但是太多也不是一件好事:

Image of 適量的溫室氣體

適量的溫室氣體

人類的活動加速全球暖化的過程,這是通過增加溫室氣體的產生,尤其是二氧化碳(CO₂)

Image of 我們的活動釋放了大量的二氧化碳

我們的活動釋放了大量的二氧化碳

下圖顯示了歷史上大氣中二氧化碳的濃度。 不難看出的是,在過去的70年中,這數字急劇增加

Image of 隨時間變化所增加的大氣中二氧化碳濃度。

隨時間變化所增加的大氣中二氧化碳濃度

我們還釋放了大量的甲烷和一氧化二氮

這意味著更多從地球發出的紅外輻射會重新輻射回地球表面,使地球不斷變暖

在下一章中,我們將更詳細地研究溫室氣體,並學習如何進行比較。之後,我們將研究人們在哪裡和為什麼要生產這麼多溫室氣體。

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