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温室效应和温室气体
一、温室效应 定义 定义1: 低层大气由于对长波和短波辐射的吸收特性不同而引起的增温现象。 定义2: 行星所接受的来自太阳的辐射能量和向周围发射的辐射能量达到平衡时,行星表面具有各自确定的温度。如果行星大气中二氧化碳含量增加,则因为太阳的可见光和紫外线容易穿透二氧化碳成分,行星表面发射的红外线不易穿透这种大气成分,引起上述平衡温度升高。这种效应与玻璃可提高温室内的温度类似,故名。 定义3: 大气通过对辐射的选择吸收而使地面温度上升的效应。产生该效应的主要气体是二氧化碳。 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,但地表向外放出的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。如果大气不存在这种效应,那么地表温度将会下降约3度或更多。反之,若温室效应不断加强,全球温度也必将逐年持续升高。 温室效应的特点 温室有两个特点:温度较室外高,不散热。生活中我们可以见到的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的温室。使用玻璃或透明塑料薄膜来做温室,是让太阳光能够直接照射进温室,加热室内空气,而玻璃或透明塑料薄膜又可以不让室内的热空气向外散发,使室内的温度保持高于外界的状态,以提供有利于植物快速生长的条件。 由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。 (允许太阳热辐射透过,阻止热量和水分散失) 温室培育 温室效应的危害 二、温室气体 温室效应可使史前致命病毒威胁人类 美国科学家近日发出警告,由于全球气温上升令北极冰层溶化,被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日,导致全球陷入疫症恐慌,人类生命受到严重威胁。 纽约锡拉丘兹大学的科学家在必威体育精装版一期《科学家杂志》中指出,早前他们发现一种植物病毒TOMV,由于该病毒在大气中广泛扩散,推断在北极冰层也有其踪迹。于是研究员从格陵兰抽取 4块年龄由 500至14万年的冰块,结果在冰层中发现TOMV病毒。研究员指该病毒表层被坚固的蛋白质包围,因此可在逆境生存。 这项新发现令研究员相信,一系列的流行性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能藏在冰块深处,目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力,当全球气温上升令冰层溶化时,这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活,形成疫症。科学家表示,虽然他们不知道这些病毒的生存希望,或者其再次适应地面环境的机会,但肯定不能抹煞病毒卷土重来的可能性。 温室气体的分类 地球的大气中重要的温室气体包括下列数种:二氧化碳(CO?)、臭氧(O3)、 氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、氢氟氯碳化物类(CFCs,HFCs,HCFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)等。 由于水蒸气及臭氧的时空分布变化较大,因此在进行减量措施规划时,一般都不将这两种气体 纳入考虑。至于在1997年于日本京都召开的联合国气候化纲要公约第三次缔约国大会中所通过的〔京都议定书〕,明订针对六种温室气体进行削减,包括上述所提及之:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)。其中以后三类气体造成温室效应的能力最强,但对全球升温的贡献百分比来说,二氧化碳由于含量较多,所占的比例也最大,约为55%。 温室气体的概述 温室气体之所以有温室效应,是由于其本身有吸收红外线的能力。温室气体吸收红外的能力是由其本身分子结构所决定的。 在分子中存在着非极性共价键和极性共价键。分子也分为极性分子和非极性分子。分子极性的强弱可以用偶极矩μ来表示。而只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收光谱,则拥有偶极矩的分子就是红外活性的;而Δμ=0的分子振动不能产生红外振动吸收的,则是非红外活性的。 也就是说,温室气体是拥有偶极矩的红外活性分子,所以才拥有吸收红外线,保存红外热能的能力。 温室气体的危害 危害 气候变化及其影响是多尺度、全方位、多层次的,正面和负面影响并存,但负面影响更受关注。 全球变暖对许多地区的自然生态系统已经产生了影响,如气候异常、海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河(湖)冰迟冻与早融、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花期提前,等等。 水蒸气为最大的温室气体,其高出二氧化碳近两个数量级,但其受高度、纬度的影响较大,受水域和季风的气候影响也较大,相对的:绝对湿度大的海洋性气候受人工排放的湿室气体影响不明显,海拔较高、高纬度、干旱地区等绝对湿度较低的地区受人工温室气体的影响较大。例如中国的天山山脉处于内陆高海拔地区,近年来雪线明显上移。美国、欧州等地区湿度较大人工温室气体加速水汽对流反而造成极端的低温和高温天气。若没有水蒸气的影响,人
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