温室气体与温室效应

气体 二氧化碳 甲烷 一氧化碳 二氯乙烷 CFC 11 CFC 12 四氯化碳
大气中体积分数/10-9 344 000 1 650 304 0.13 0.23 0.4 0.125
年平均增长率（%） 0.4 1.0 0.25 7.0 5.0 5.0 1.0
注：本表摘自俊藤博俊，1990。
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温室气体和温室效应
大气中如CO2等气体吸收了地面辐射出来的红外 光，把能量截留在大气之中，从而使大气温度升高， 这种现象称为温室效应。能够引起温室效应的气体， 称为温室气体。
如果大气中温室气体增多，便可有过多的能量
保留在大气中而不能正常地向外空间辐射，这样就
会使地面和大气的平衡温度升高，对整个地球的生
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全球变暖可能产生的影响
海平面上升：低地被淹，海岸被冲蚀，排洪不畅，
土地盐渍化，海水倒灌等。
未来海平面变化的预测
预测者
预测年份 上升量（cm）
2、对世界动气植象物组的织影（W响M：O一）些地区某20些25物种将会消20失~1，40 而
Mercer 有些则从气20候30变暖中得到5益00处。
态平衡会有巨大的影响。
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温室气体和温室效应
判断一种物质是否为大气中重要的温室气体的主要参考标准：
1. 该气体必须有足够宽的红外吸收带，在 大气中的浓度足够高，能显著吸收红外 辐射；
2.该气体如果在7～13 μm的大气辐射窗口 有吸收，对温室效应的增强最有效；
3. 大气寿命长。
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“温室效应”增强后的影响
ii) 海平面升高
有两种过程会导致海平面升高：
第一种是海水受热膨胀令水平面上升； 第二种是冰川和格陵兰及南极洲上的冰块 溶解使海洋水份增加。
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冰川融化：
全球变暖可能产生的影响
喜玛拉雅地区冰川以目前融化速度 将在2035年消失
政府呼吁当地人节约用电、注重回收垃圾， 放弃近些年来购买的汽车或摩托车，恢复 步行或骑自行车的习惯
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以现在的速度，2050年， 纽约，上海，东京和悉尼将淹于水中
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对人类生活的潜在影响
i) 经济的影响 全球有超过一半人口居住在沿海100公里的范围以内，其中 大部份住在海港附近的城市区域。所以，海平面的显著上 升对沿岸低洼地区及海岛会造成严重的经济损害，例如： 加速沿岸沙滩被海水的冲蚀、 地下淡水被上升的海水推向 更远的内陆地方。
1994浓度
CO2
280 ppmv 358 ppmv
增长率
1.5 ppmv/yr
寿命 (year)
50-200
CH4
700 ppbv 1720 ppbv 10 ppbv/yr
12
N2O
275 ppbv 312 ppbv 0.8 ppbv/yr
130
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温室气体和温室效应
大气中具有温室效应的气体、浓度及增长率
温室气体及气候变化
大气物理学院 张泽锋
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1
马尔代夫召开全球首次水下内阁会议
马尔代夫为什么要召开水下会议？
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2
辐射平衡
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3
两个概念
• 任何可以干扰地球-大气辐射平衡，从而改 变气候的因素，即为辐射强迫因素，包括 温室气体、太阳辐射、气溶胶和反照率等；
• 由于某一物种浓度扰动造成的辐射强迫定 义为保持其它因素不变时对流层顶净辐射 通量的变化（W/m2)
ii) 农业的影响 高实大验。证但明是在，CO‘2高全浓球度变的暖环’境的下结，果植可物会会影生响长大得气更环快流速，和继 而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由 于未能清楚了解‘全球变暖’对各地区性气候的影响，以 致对植物生态所 生成的转变亦未能确定。
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对人类生活的潜在影响
日本环境厅
2030
26~165
Bloom
2030
100
欧洲共同体
21世纪
20~165
3、对农业Ba的rth影&响Tit：us 世界粮食生产20的25稳定性和分13布~5状5 况
联合国环境规划署（U的NE改P变） ，农2产1世品纪贸末易模式的变65化。
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20
太平洋岛国图瓦卢将面临“灭顶之灾”
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温室气体的种类
• CO2，CO ，CH4，VOCs；
• CH3CHCl2，CCl4 ，氯氟碳化合物(CFCs) ， 最重要的是CFC-11(一氟三氯甲烷)和CFC12 (二氟二氯甲烷) ；
• O3； • N2O ，NOx； • 水气(H2O)
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9
全球气候变化的现状与未来
• 过去一百年里，全球气候发生了变化：
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Leabharlann Baidu
4
日冕洞与全球暖化有密切的关系
日冕洞是太阳外层大气中的缺口，由超音速粒子喷流组成的太阳风从中
灌注至整个太阳系
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5
温室气体和温室效应
大气中的CO2、CH4等气体可以强烈地吸收红外 辐射，因而它在大气中的存在对截留红外辐射能量 影响较大。这些气体如同温室的玻璃一样，它允许 来自太阳的可见光到达地面，但阻止地面重新辐射 出来的红外光返回外空间，因此，这些气体起到了 单向过滤作用。
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全球气温的变化趋势
Temperature anomalies (oC)
0.6
Annual_Mean
0.4
5-year_Mean
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
1860
1880
1900
1920
1940
1960
1980
2000
2020
Year
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温室气体浓度的增长
工业革命前 浓度
iii) 海洋生态的影响 沿岸沼泽地区消失肯定会令鱼类，尤其是贝壳类
的数量减少。河口水质变咸可会减少淡水鱼的品种 数目，相反该地区海洋鱼类的 品种也可能相对增 多。至于整体海洋生态所受的影响仍未能清楚知道。
iv) 水循环的影响 全球降雨量可能会增加。但是，地区性降雨量的
改变则仍未知道。某些地区可有更多雨量，但有些 地区的雨量可能会减少。此外 ，温度的提高会增 加水份的蒸发，这对地面上水源的运用带来压力。
❖ 全球平均气温上升了 0.2 - 0.5 oC； ❖ 全球海平面上升了10-25 cm； ❖ 全球陆地降雨量增加了1%；
• IPCC(2007) 的结论：大量的事实证明人类活 动对全球气候具有确实的影响
❖ 全球气温将升高1-3 oC； ❖ 全球海平面将上升15-100 cm; ❖ 降雨强度可能会增加。