浅谈温室效应浅谈温室效应燕立立，叶晶晶摘摘 要要：温室效应多年来一直是全球性的环境问题。本文介绍了温室效应的基本含义，机理，阐述了温室效应的主要成因，分析了其主要影响及危害，并探索性的提出了部分控制对策。关键词：关键词：温室效应；成因；危害；控制对策0 引言引言1988 年“温室效应”一词的出现，引起了全球的关注。2006 年底2007 年初全球气温升高现象在整个社会中引起了强烈的反响，温室效应增强已使人类的生存环境质量遭受严重的损害。温室效应导致全球变暖已成为人类面临的一个重要而又棘手的热点问题，是 21 世纪人类面临的巨大挑战。 1 温室效应的简述温室效应的简述1.1 温室效应介绍温室效应介绍名称：温室效应英文：Greenhouse effect定义：大气中的温室气体通过对长波辐射的吸收而阻止地表热能耗散，从而导致地表温度增高的现象。在大气中有些含量十分微小，却会对气候造成相当程度影响的气体，这些气体擅长吸收长波辐射但不吸收短波辐射，它们允许约 50%太阳短波辐射能量穿过地球大气，这些能量会被地表吸收；地表在吸收这些能量后，本身会放出长波辐射，但这些由地表或大气放出的长波辐射却会被刚才提到的那些气体吸收，並且再將之放射出來，使得地表及对流层溫度升高。在夜晚，这些气体继续放射长波辐射，地面就不会因为缺乏太阳的加热而变得太冷.因此我们称这些气体为“温室气体”，它们的影响则称为“温室效应”。广义上的温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。因其作用类似于栽培农作物的温室，故称温室效应。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。据估计，如果没有大气，地表平均温度就会下降到-23，而实际地表平均温度为15，这就是说温室效应使地表温度提高38。 大气中的这些温室气体就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。假若没有大气层，地球表面的平均温度不会是现在适宜的 15，而是十分低的-18。这就是说温室效应使地表温度提高 33。有了温室效应，才使地球保持了相对稳定的气温，从而使生命世界繁衍生息，兴旺发达。不论地表和大气内的物理过程如何复杂，进入与离开大气中的辐射能量之间必须保持平衡。如果这种平衡一旦被破坏，它可以通过地球表面温度的升高来恢复平衡。可造成这种辐射平衡破坏的主要因子是由于人类活动引起的大气中温室气体的增加，由此而造成的地表温度的进一步增加被称为增强的温室效应。这种增强的温室效应实际上是由于人类活动引起的附加在自然温室效应之上的一种温室效应，虽然其量值比自然温室效应小得多，但其增暖作用的意义是非常重要的。自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列严重问题，引起了全世界各国的关注。 1.2 温室气体种类及温室气体种类及来源来源普遍观点认为，温室效应加剧主要是由于现代化工业社会燃烧过多煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。 大气中起温室作用的气体称为温室气体，温室气体占大气层不足 1% 。大气层中主要的温室气体可有二氧化碳(CO2)，甲烷(CH4)，一氧化二氮(N2O)，氯氟碳化合物(CFCs)及臭氧(O3)。大气层中的水气(H2O)虽然是“天然温室效应”的主要原因，但普遍认为它的成份并不直接受人类活动所影响。1）二氧化碳（CO2）： 由于大量使用煤、石油、天然气等石化燃料，全球的二氧化碳正以每年约六十亿吨的量增加中，是造成温室效应的主要气体。吸收红外线辐射，影响大气平流层中 O3的浓度。 2）氟氯碳化合物（CFCs）：目前以 CFC-11， CFC-12，CFC-113 为主。使用于冷气机、电冰箱的冷媒、电子零件清洁剂、发泡剂，是造成温室效应的气体。吸收红外线辐射，影响平流层中 O3的浓度 3）甲烷（CH4）：有机体发酵及物质不完全燃烧的过程会产生甲烷，主要来源为天然湿地（沼泽、苔原等）、水稻田、反刍动物、煤炭开采、海洋湖泊和其他生物活动场所、CH4水合物的失稳分解等。吸收红外线辐射，影响对流层中 O3及 OH 的浓度，影响平流层中 O3和 H2O 的浓度，产生 CO2。4）氮氧化合物（N2O）：由燃烧石化燃料、微生物及化学肥料分解所排放。吸收红外线辐射，影响大气平流层中 O3的浓度。 5）臭氧（O3）：来自汽机车等所排放的氮氧化物及碳氢化合物，经光化学作用而产生的气体。吸收紫外光及红外线辐射。人类还有許多活动也产生了许多温室效应的气体，见表 1-1；不同的气体对于温室效应增温效果见表1-2。表 1-1 人类活动产生温室效应的气体 Table 1-1 Greenhouse gases from human activity人类活动人类活动产出气体产出气体石油、煤等石化原料的燃烧二氧化碳（CO2）农业活动甲烷（CH4）、氮氧化合物（N2O）工业制成品氟氯碳化物（CFC） 物质燃烧氮氧化合物（N2O）工厂、汽车排放的氮氧化合物及碳水化合物经过光所合成臭氧（O3）表 1-2：不同的气体对于温室效应增温效果 Table 1-2 Temperature incensements of different greenhouse gases气体气体增温效应（以二氧化碳作为基准）增温效应（以二氧化碳作为基准）二氧化碳（CO2） 1甲烷（CH4） 10氮氧化合物（N2O） 100臭氧（O3） 1000氟氯碳化物（CFC） 10000注：另外水蒸气也具有部份的增温效应 除了以上几种温室气体以外，经过几十年的观察研究，来自美国 Goddard 空间研究所的詹姆斯汉森博士提出新观点，认为温室气体主要不是二氧化碳，而是碳粒粉尘等物质。 碳粒粉尘是一种固体颗粒状物质，主要是由于燃烧煤和柴油等高碳量的燃料时碳利用率太低而造成的，它不仅浪费资源，更引起了环境的污染。众多的碳粒聚集在对流层中导致了云的堆积，而云的堆积便是温室效应的开始，因为 40%至 90%的地面热量来自由云层所产生的大气 逆辐射，云层越厚，热量越是不能向外扩散，地球也就越裹越热了。2 温室效应的成因温室效应的成因2.1 温室效应的成因温室效应的成因我们先来根据“温室效应”的字面意思来理解一下：“温室效应”顾名思义那么就是以为某种原因而造成了像温室一样的情况。 要产生温室效应那么需要具有哪些条件？ 其 1：需要存在有类似于“塑料薄膜”般的存在，而对于整个地球而言，这一点是毫无疑问是具备的大气层的存在为地球温室效应的形成起到了不可忽视的作用。 大气层又叫大气圈，地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要有氮气，占 781；氧气占 209；氩气占 093；还有少量的二氧化碳、稀有气体（氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气）和水蒸气。大气层的空气密度随高度而减小，越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在 1000 千米以上，但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表现出不同的特点，分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层，再上面就是星际空间了。 其 2：需要源源不断地为其内提供大量的能量。而相对于地球表面而言，为其提供热量来源主要是通过以下几个方面：1、来自于太阳能 2、地球内部能量的释放 3、地球生物日常生活产生能量。其中，地球生物日常生活产生能量在本质上面其实应该是归结于太阳能。 太阳能：恒星内部核反应释放出巨量的能量，各种粒子携带高能量以极大的速度向外部空间扩散，而宇宙空间之中的各类天体毫无疑问地成为了这些粒子行进道路上面的无法跨越的屏障。这些粒子便通过与地球整体的碰撞，高能粒子的质量与地球整体质量毫无可比性。那么这些高能粒子自身所具有的各种能量将会大幅度地降低，最终表现形式便是减速、降温，其中大量的能量衰减非常严重的便唯有停下脚步，留在地球上面，而其余的得以幸免的则是继续他们旅行的脚步，虽然速度稍微慢了很多。其实，这就是短波与长波的形成及转变。 短波：短波是指频率为 330MHz 的无线电波。短波的波长短，沿地球表面传播的地波绕射能力差，传播的有效距离短。短波以天波形式传播时，在电离层中所受到的吸收作用小，有利于电离层的反射。经过一次反射可以得到 1004000km 的跳跃距离。经过电离层和大地的几次连续反射，传播的距离更远。 那么为什么短波在地球表面的传播能力如此之差呢？ 众所周知，地球大气稀薄程度视其距地面高度而定，由内向外、从低到高呈递减形式。地球近地面的空气中各种粒子密度较高，单位空间内存在着大量的物质。如果，我们将高速高能粒子放进这样的空间里面，其结果将会视空间大小以及密闭程度存在极大的差异：空间太大，那么投进去的高能粒子就仿佛是掉进大海里面的一粒大米，终将为海浪所吞没；空间太小密闭程度差，那么，我们投进去的粒子将会通过不断地碰撞，一路过关斩将终将会杀出重围，然此乃伤敌一千自损八百之举，终不能与其初出茅庐之时相提并论；如果是在绝对密闭任何形式的能量均不能逃逸的环境下，那么，该粒子所携带的能量将会不断地被平衡下去，最终导致该密闭空间内所有粒子能量的提高。 能量减少，速度降低的粒子此时已不能够称之为短波，而相对与其便出现了中波以及长波。 2.2 温室效应加剧的原因温室效应加剧的原因温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，大量排放尾气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。除二氧化碳以外，还有甲烷、臭氧、氯氟烃以及水气等。随着人口的急剧增加，工业的迅速发展，排入大气中的二氧化碳相应增多；又由于森林被大量砍伐，大气中应被森林吸收的二氧化碳没有被吸收，由于二氧化碳逐渐增加，温室效应也不断增强。据分析，在过去二百年中，二氧化碳浓度增加 25，地球平均气温上升 0.5。估计到下个世纪中叶，地球表面平均温度将上升 1.54.5，而在中高纬度地区温度上升更多。空气中含有二氧化碳，而且在过去很长一段时期中，含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗” 的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有 80来自人和动、植物的呼吸，20来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有 75被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有 5的二氧化碳通过植物光合作用，转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分 0.03%（体积分数）始终保持不变的原因。 但是近几十年来，由于人口急剧增加，工业迅猛发展，呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。而另一方面，由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。 在空气中,氮和氧所占的比例是最高的,它们都可以透过可见光与红外辐射。但是二氧化碳就不行，它不能透过红外辐射。所以二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低 20 。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成“温室效应”。 形成温室效应的气体，除二氧化碳外，还有其他气体。其中二氧化碳约占 75、氯氟代烷约占 15%20，此外还有甲烷、一氧化氮等 30 多种。 如果二氧化碳含量比现在增加一倍