温室效应:气候变化是怎么一回事?

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更新于 Fri Dec 10 2021

地球的气候正在迅速地变化,但并不是朝好的方向发展。全球平均气温已经比工业化前水平上升了大约1.1摄氏度。过去几十年,全球经历了一系列史无前例的风暴、干旱、洪水和火灾。

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[CausesNasa、IPCC2014、 NatureHuman、探测GG、共识、专家可信性]。这些气体对温室效应有所影响

温室效应涉及大气中某些被称为温室气体的气体,其中包括 CO₂。排放更多的这些气体进入大气中会使地球升温

地球处于温室内。

是什么使地球变暖?

大多能量从何处而来使地球变暖?


来自太阳的能量是使地球变暖的原因。这种能量是由不同类型的 辐射 组成的

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

电磁谱

哪些类型的辐射是由太阳大量放出的?


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?

当所有这种辐射都冲向我们的大气时,你认为会发生什么情况?


Actually, all three happen! About 30% Of the radiation is reflected by clouds and the Earth's surface, roughly 20% is absorbed by gases like oxygen (O₂), ozone (O₃) and water vapour in the atmosphere, and the remaining 50% is absorbed by the Earth's surface.

太阳辐射出许多不同的波长

The solar radiation absorbed by the atmosphere and the Earth's surface is what gives our planet its warmth.

传入的太阳辐射的反射

当我们说地球 “吸收辐射 时”,我们指的是它从太阳吸收能量,并再次释放它为红外辐射

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。

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 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[CausesNasa、IPCC2014、 NatureHuman、探测GG、共识、专家可信性]。

我们想要消除温室效应吗?


如果没有温室效应,地球上的平均温度将是-18℃!但是过多的温室效应也不好:

适当的温室气体数量

人类活动正在通过增加温室气体的产生来加速全球变暖的进程;特别是二氧化碳(CO₂)

我们的活动释放了许多二氧化碳

这张图显示了大气中二氧化碳的历史浓度。很容易看出在过去70年里,这一浓度急剧上升

大气中CO₂浓度随时间的变化

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到地球表面,使其升温

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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