大气中的二氧化碳含量明明很低,为何二氧化碳能对气候产生那么大的影响?
大气层中99%的气体是氮气和氧气,但它们不吸收热量,对地球温度的影响很小。大气层中较小浓度的气体与维持地球温度密切相关。这些气体通过捕获热量产生自然温室效应,使地球适合居住。地球不断接收来自太阳的能量,并将其辐射回太空。为了保持温度恒定,地球从太阳接收的净热量必须与它发出的热量相平衡。由于太阳很热,它主要以短波辐射的形式发射能量,主要是紫外线和可见光。地球要冷得多,所以它以红外辐射的形式放出热量,红外辐射的波长也比较长。
二氧化碳和其他吸热气体的分子结构使它们能够吸收红外辐射。分子中原子之间的键能以一种特殊的方式振动。当光子的能量与分子的振动频率相对应时,能量被吸收并转移到分子中。二氧化碳和其他吸热气体含有三个或更多的原子,与地球发出的红外辐射的频率相对应。另一方面,氧气和氮气中只有两个原子,不吸收红外辐射。
来自太阳的大多数短波辐射在通过大气层时不会被吸收,但从地球发出的大多数红外辐射被大气层中的二氧化碳等气体吸收了。这些气体然后可以释放或重新辐射热量,其中一些到达地球表面,使其变暖。大气层中少量的二氧化碳可以产生巨大的影响,这并不奇怪。就像我们服用的药物只占我们体重的一小部分,我们希望它们能影响我们。
今天的二氧化碳水平比人类历史上的任何时候都高。科学家们普遍认为,自19世纪80年代以来,地球表面的平均温度上升了约2华氏度(1摄氏度),而人为增加的二氧化碳和其他热诱导气体很可能是罪魁祸首。如果不采取行动遏制排放,到2100年二氧化碳可能达到大气层的0.1%,是工业革命前水平的三倍多。这将是一个比地球过去的转变快得多的变化,这些转变已经产生了巨大的后果。如果不采取任何措施,这一小块大气可能会造成一个大问题。
2024-12-11 广告