温室气体与温室效应
1温室效应与温室气体
科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到 2050年全球温度将上升2－4摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海 平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括几个著名 的国际大城市：纽约，上海，东京和悉尼。
这张图为拍摄于2002年2月17日的卫星照片显示了一块估计重达50亿吨 的冰雪区域从南极大陆解体，分散成数以千计的冰山的情景。这是全球气候 变暖的一个惊人结果。
CO2排放源
排放源的变化趋势
2020年全球CO2排放的范围为每年29-44千兆吨CO2， 2050年是每年23-84千兆吨CO2。预计电力和工业 行业CO2排放源的数量到2050年将显著增加，主要 在南亚和东亚。相比之下，欧洲这种源的数量可 能略有减少。 工厂的数量越多，技术上适于捕获的高浓度CO2源 的数量就越大。
捕获系统示意图
图中简要说明了氧燃料燃烧、燃烧前（包括氢和肥料生产）、燃烧后及CO2 的工业源（包括天然气加工设备和钢铁、水泥生产）
CO2运输
运输方法主要有三种：管道，船舶 和 公路、铁路罐车。 目前管道是一种成熟的市场技术并是运输CO2常用的方法。 典型的做法是将气态CO2施加8MPa以上的压力进行压缩， 避免两相流和提升CO2的密度，因而便于运输和降低成本。 基本上成本在1–8美元/吨CO2（4–30美元/吨碳）之间。 第一条长距离的CO2管道于20世纪70年代初在美国投入 运行，超过2,500公里的管道每年将天然源和人为源产生 的4千万吨CO2运输到位于德克萨斯州的许多地方，CO2 在那里被用于强化采油。这些管道在环境温度下以“浓缩 相”方式高压运行（这种方式是一个连续不断地加压过程， 始终将气体保持在液体状态，无明显相变）。
温室效应加剧了极地生态的破坏
温室气体和温室效应
九、温室气体和温室效应前言：（1）地球温室效应形成南极大峡谷冰块全部融化的南极东部冰川地区露出了迷宫一样的巨大峡谷。
长达45公里的这个迷宫大峡谷是因为1200万年至1400 万年前形成的地下冰川全部融化后形成的。
公开这幅照片的美国波士顿大学警告说,如果地球温室效应持续下去,这样的环境灾难将会继续上演。
（2）图为一个爱斯基摩人正走在融化的冰上，受全球温室效应的影响他们不得不在以后的几十年里陆续撤离他们的村庄。
（3）十二月初本该是欧洲各国滑雪场旺季到来的时候，由于欧洲今年遭遇暖冬，雪迹罕至。
滑雪胜地阿尔卑斯山一片鸟语花香，根本无雪可滑。
横亘在欧洲腹地的阿尔卑斯山，已经被深入开发利用了数个世纪，现在只有17％作为公园被保护起来，可利用的空间极为有限。
阿尔卑斯山的雪，正在慢慢消融。
在法国温泉城埃维昂，人们将矿泉水成瓶灌装，每天将600万升阿尔卑斯山的水送出工厂。
在他们推销产品的广告中，有浪漫的雪峰，雪峰上方的文字非常简单：“欢迎来到我们的工厂。
”他们说对了：阿尔卑斯山就仿佛是一个工厂。
山区出产数百万立方米的木材，几十万吨的铁和盐，更不要说数量惊人的奶酪、葡萄酒和苹果，此外还有运动上的挑战、艺术上的灵感、精神上的启示以及各种昂贵、危险的娱乐。
采矿业和伐木业正在滑坡，但在大约140年前冬季旅游业出现之后，阿尔卑斯山就变成一座巨大的娱乐工厂。
我们总惊叹高山的壮丽，但真正滋养一切的是水，水滋养了雪绒花、野山羊，甚至高山本身。
白雪、冰川、永冻层、汩汩涌动的温泉、碧色的冰壁，连岩石的“微血管”里流动的都是水。
水顺着黑色岩面滑下，滴入幽深的山洞水潭。
如果阿尔卑斯山有自己的声音，那就是潺潺水声。
是水把高山连在一起。
如果冰和冰冻层开始失去凝结力(现在已经发生)，山体就会开始崩解。
瑞士弗里堡大学气候专家马丁·贝尼斯顿说：“高海拔地区似乎对气候变暖更为敏感，冰川消退就是一个征兆。
现在最令我们担忧的就是气候变暖的速度，非常快！”有多快呢?科学家估计，在过去100年中，阿尔卑斯山失去了一半的冰川冰，其中20％是从上个世纪80年代开始丧失的。
温室气体的哪种特性导致温室气体具有温室效应
温室效应通俗一点就是大气保温效应，从字面上来看，就是大气被保温了，热量没法散出去，于是温度会持续比较高。
平时我们用的保温杯，就算再保温，总会有变凉的时候，但是这个大气保温不同，它只会一直保持着这个热度，甚至还会上升。
在地球的上空，有一层能保证地球有一定暖度的大气，当太阳给我们地球传递热量的时候，因为有大气，所以热量才没有完全散尽，所以地球才感到暖和。
不过，这层大气也不是完全的吸热，而是还会适当的释放一些热量，使得温度达到平衡状态。
但如果大气层中出现了一些类似一氧化碳、二氧化碳等物质，地球的热量便会被这些物质吸收，然后积存于大气层中，无法散出去，于是地球便被保温了，我们把这种现象称为温室效应。
大气是由多种气体所组成的气体与其他一些液态、固态杂质做组成。
一般情况下，大气中氮、氧、氩这三大气体含量最多，高达99.96%，其他气体物质含量就极少了。
但是，如果大气中被人类制造的各种二氧化碳等物质入侵并增多，那么大气本身的物质所占比例就会发生变化，于是它的作用也会受到影响。
据专家表示，因为温室气体不断的排放，导致大气中甲烷和二氧化碳的气体占比持续上升，尤其甲烷所产生的温室效应比二氧化碳还高出20倍。
而在我们日常生活中，几乎到处都能制造出甲烷，汽车尾气的排放，工业废气的排放等都有其存在。
随着温室效应的不断增强，全球气候便会随着上升。
而温室效应加强的影响不仅是使地球变暖和，还会导致生态发展失衡，生态如果没有了平衡，那么很多极端恶略的天气便会频繁出现，危害极大。
温室气体与温室效应-文档资料
产生了过犹不及的效果。
需要纠正一个错误认识“凡是温室效应就是有害的”，现代 人们谈到的温室效应实际上是人们对原来的温室效应大量
“干扰”，使其过于强化的结果，是一种“人为温室效应”。
温室效应
地球热平衡：进入大气的太阳辐射约 50%以直接方式或被云、
颗 粒物和气体散射的方式到达地球表面；另外的50%被直接反
因此能够被他们吸收；这就是为什么虽然大气中氩含量很多，
但是不能有效吸收红外线的原因。 因为红外辐射是电磁波，因此物质分子吸收红外光后，要求其分子 内部电场发生改变，也就是分子之间的电偶极距发生变化， H2O 和 CO2具有不对称的电偶极距，因此能够吸收红外线，并导致内部电场 发生变化，而象N2、O2等虽然能够在受到红外光辐射时，其分子内部 发生原子之间的能量转换而发生分子颤动，但是其分子是对称的，因 此不会导致内部电场发生变化，因而不能有效吸收红外线。 在大气中要求一定的浓度，H2O和CO2在大气中的浓度较高，象
1630nm，并强烈吸收。850-1200nm范围的红外光，能够强
烈地被 CFCs （还有甲烷、一氧化二氮等）吸收，因此人为排 放的大量气体造成的温室效应要远远大于自然条件下的温室效 应。
主要温室合均匀，如CO2、CH4、
N2O 和 CFCs 。另一类在对流层混合不均匀，如 O3 、 nMHCs 。 造成混合不同的原因是因为这些温室气体在大气中的寿命（平 均存留时间）不同，化合物寿命长，则容易混合均匀，其温室 效应具有全球特征。寿命短则不利于混合均匀，其温室效应只 具有区域性特征。
射回去或被大气吸收。来自太阳的各种波长的辐射 一部分在到达地面之前被大气反射回外空间或者被大气吸收后再 次反射回外空间； 一部分直接达到地面或者通过大气散射到达地面。 达到地面的辐射有少量的紫外光、大量的可见光和长波红外光； 这些辐射在被地面吸收之后，除了地表存留一部分用于维持地表 生态系统热量需要，其余最终都以长波辐射的形式返回外空间，从 而维持地球的热平衡。地球表面能量返回大气由传导、对流和辐射 三种能量传输机制来完成。
温室气体的作用机制及其与温室效应的相关性分析
温室气体的作用机制及其与温室效应
的相关性分析
温室气体是可以维持地球表面温度的重要气体，其间接暖化
作用的机制，也可以称为温室效应。
温室气体主要有水汽、二氧
化碳、甲烷、氟氯烃4种。
它们具有非常强的折射特性，可以反
射短波太阳辐射，使得原本可以夜直接离开地球的能量反射回地球，这样可以把大气层中其他物质由绝热分解而阻止，太阳辐射
继续停留在大气层里，由于地球发热潜力的影响，温度就会变得
更高，从而使地球暖化，这就是温室效应的具体机制。
温室气体的浓度和温室效应的相关性十分明显。
以水汽为例，它的浓度比其他温室气体要高，是温室效应的主要成分。
当水汽
的浓度持续增加时，温室效应就会持续加剧。
与此同时，碳氧化
物（二氧化碳、甲烷）和氟氯烃（氟氯乙烯等）在温室效应中也
扮演着至关重要的角色。
随着其浓度的增加，温室效应也会加剧。
当温室气体的浓度增加时，可以期待温室效应会有所增加。
由于影响气候变化的种种原因，大气中温室气体浓度不断增加，
温室效应也在不断增强。
温室效应的增强也会带来降雨量和气温
的变化，从而影响到全球气候变化。
因此，科学家们认为，温室
气体的减排和控制是抵御气候变化的重要措施。
温室效应和温室气体
温室效应和温室气体嘿，朋友们！今天咱来聊聊那热得不行的温室效应和那些让人又爱又恨的温室气体呀！你说这温室效应像不像个调皮的孩子，有时候闹得太凶了，就让咱们的地球变得怪怪的。
本来好好的气候，被它这么一搅和，就变得让人摸不着头脑啦。
咱先说说这温室气体吧，就像空气中的小捣蛋鬼。
二氧化碳就是其中的“大主角”，它到处跑啊跑，把热量都给留住了。
哎呀，这可真让人头疼！还有甲烷呢，别看它不声不响的，作用可不小，也是个能让地球变暖的家伙。
你想想看，要是没有这些温室气体，地球不就像个大冰窖啦？那咱们还怎么愉快地生活呀。
可是呢，它们多了也不行，就像糖吃多了会蛀牙一样。
这地球啊，也会因为它们而“生病”呢。
咱平常的生活里，很多小事都和温室气体有关呢。
比如说开车，那车子一跑，尾气就呼呼地冒出来，这里面可就有不少温室气体呢。
再比如烧煤取暖，那烟一冒，温室气体又多啦。
这就好像咱给地球盖了层厚厚的被子，越来越厚，地球不就越来越热啦？那咱能做点啥来对付这些小捣蛋鬼呢？其实很简单呀，能走路咱就别开车，环保又健康，还能减少温室气体排放呢，多好呀！还有啊，节约用电，随手关灯，那也是在为保护地球出一份力呢。
你说要是大家都能行动起来，那这温室效应不就能被咱们慢慢制服啦？咱的地球不就能变回那个舒适宜人的家啦？咱可不能小瞧了自己的力量，每个人的一点点行动，加起来可就是大大的改变呢。
就像一颗颗小星星，聚在一起就能照亮整个夜空。
咱们一起努力，让地球这个大家园变得更美好，难道不好吗？别再让那些温室气体肆无忌惮地捣乱啦，咱们要行动起来，为了咱们自己，也为了咱们的地球！让我们一起对温室效应和温室气体说：“嘿，我们不怕你，我们会打败你的！”。
为什么温室气体会引起全球变暖？
为什么温室气体会引起全球变暖？在当今全球化的时代，气候变化问题已经成为人们关注的焦点话题。
其中，温室气体对全球变暖的影响已被广泛关注。
那么，为什么温室气体会引起全球变暖呢？下面分几个方面进行简要解析。
一、温室气体的种类及作用温室气体包括二氧化碳、甲烷、氟氯碳化物等，它们在大气中的含量不断增加，进而导致全球气候不断变暖。
二氧化碳：是由人类燃烧化石燃料、林木砍伐和森林火灾等过程中产生的。
它的全球浓度已从工业革命前的280 ppm上升到了目前的408 ppm。
甲烷：是在油气开采、垃圾填埋和农业生产过程中排放出来的。
它的温室效应是二氧化碳的25倍。
氟氯碳化物：是由人类的工业活动产生的，可导致臭氧层破坏。
二、温室气体的温室效应温室气体会在大气层中形成一层保护层，阻止地球表面的部分热量向空间散失，从而使得地表温度上升。
温室效应是自然界中的一种现象，但人类活动所造成的温室气体排放量不断增加，也导致人为加重了温室效应。
三、温室气体对全球变暖的影响温室气体排放所引起的温室效应，将造成全球气温的持续上升。
全球变暖将引发海平面上升、冰层消失、洪水和干旱等自然灾害，给地球环境和生态系统带来可怕的变化。
四、减少温室气体排放的重要性减少温室气体排放是保护地球环境的关键。
各国政府已经意识到了这一点，纷纷制定了温室气体减排目标和计划，通过推广清洁能源、减少运输、改进生产技术等措施，来减少二氧化碳以及其他温室气体的排放。
总之，温室气体对地球环境和人类生存产生的影响是深远而且持续的。
减少温室气体排放成为了全球各国的重要任务，我们每个人也应该从自身做起，节约能源，减少碳排放，为地球的未来出一份力。
温室气体与温室效应(修正)
4
温室效应的影响
01
生物多样性 减少
随着全球气候变暖， 极端气候事件的发 生频率和强度正在 增加。这些事件包 括洪水、干旱、热 波、飓风和暴风雪
等
02
极端气候事 件增多
随着全球气候变暖， 极端气候事件的发 生频率和强度正在 增加。这些事件包 括洪水、干旱、热 波、飓风和暴风雪
等
03
人类健康问 题
全球气候变暖对人 类健康产生了负面 影响。例如，暴雨、 洪水和干旱等极端 气候事件可能引发 疾病的传播和传播
温室效应
1
2
温室效应
温室效应
➢ 温室效应是指由温室气体 导致的地球表面温度升高 的现象。温室气体的作用 是吸收和再辐射地球表面 的红外辐射，使得能量无 法逃逸到太空，而是在地 球大气层内循环，导致地 球表面温度升高。这种效 应主要是由于人类活动导 致的，包括燃烧化石燃料 、农业活动、工业活动和 土地利用变化等
范围的扩大
04
农业和粮食 安全
全球气候变暖可能 会对农业产生负面 影响，包括作物产 量的减少、水资源 短缺和害虫的增加 等问题。这些问题 可能对全球粮食安
全产生影响
05
经济影响
温室效应对全球经 济产生了影响。例 如，极端气候事件 可能对农业、能源 生产和基础设施等 方面产生负面影响， 从而影响经济增长 和发展。此外，全 球气候变暖还可能 导致自然资源的分 布发生变化，从而 影响国际贸易和市
➢ 温室效应的后果包括全球 气候变暖、海平面上升、 极端气候事件增多等。这 些影响已经开始在全世界 范围内显现，并对人类社 会、经济和环境产生了深 远的影响。因此，国际社 会已经采取了一系列行动 来减缓温室效应，包括签 署《巴黎协定》、推广可 再生能源、提高能源效率 、发展低碳经济等
温室效应和温室气体
• ⒉水域面积增 大。水分蒸发 也更多了，雨 季延长，水灾 正变得越来越 频繁。遭受洪 水泛滥的机会 增大、遭受风 暴影响的程度 和严重性加大， 水库大坝寿命 缩短。
• ⒊气温 升高可 能会使 南极半 岛和北 冰洋的 冰雪融 化。北 极熊和 海象会 渐渐灭 绝。
• ⒋许多小岛将会无影无踪。 • ⒌因为还有热力惯性的作用，现有的温室气体还 将继续影响我们的生活。 • ⒍温度升高，会影响人的生育，精子的活性随温 度升高而降低。 • ⒎原有生态系统的改变。 • ⒏对生产领域的影响，例如：农业，林业，牧业， 渔业等部门。 • ⒐将感染疾病等传染病。病菌通过极端天气和气 候事件（厄尔尼诺现象，干旱，洪涝，热浪等） ， 扩大疫情的流行，对人体健康危害。
树
温室效应的危害
（1） 地球上的病虫害和传染疾病增加； （2） 海平面上升； （3） 气候反常，海洋风暴增多； （4） 土地干旱，沙漠化面积增大。 科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在 的速度继续发展，到2050年全球温度将上升2－4摄 氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大 大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其 中包括几个著名的国际大城市：纽约，上海，东京 和悉尼。
温室效应的形成
太阳以电磁波（主要 以可见光的形式）向 地球辐射能量，其中 一部分在到达地球表 面以前被反射回宇宙 太空，一部分被大气 层所吸收，一部分则 穿过大气层到达地面。 地球在接受了太阳能 以后，以长波的形式 向外辐射，向外辐射 的能量一部分被大气 层吸收，一部分辐射 到宇宙太空，另一部 分则返回地表。
• 7.物种加速灭绝因素 • 地球上的生物是人类的一项宝贵资源，而生物的 多样性是人类赖以生存和发展的基础。但是目前 地球上的生物物种正在以前所未有的速度消失。 • 8.水污染因素 • 据全球环境监测系统水质监测项目表明，全球大 约有10%的监测河水受到污染，本世纪以来，人 类的用水量正在急剧地增加，同时水污染规模也 正在不断地扩大，这就形成了新鲜淡水的供与需 的一对矛盾。由此可见，水污染的处理将是非常 地迫切和重要。 • 9.有毒废料污染因素 • 不断增长的有毒化学品不仅对人类的生存构成严 重的威胁，而且对地球表面的生态环境也将带来 危害。
温室气体和温室效应
• 花园温室一般由玻璃隔开外界空气使室内形成一个相对封闭的 空间，以保持室内的花草生长所需的温度。绝大多数来自太阳 光的短波辐射能透过玻璃墙和天花板，被温室内的地面和物体 吸收；而一旦辐射被吸收，就转换成能致热的长波(红外)辐射， 再从温室内辐射出去。但是，玻璃不允许长波辐射逃出去，而 是对其进行吸收。由于热量被禁闭在里面，温室里比外界温暖 得多。以上现象就是所谓的“温室效应”(Green house effects)。
大气中许多组分对不同波长的辐射都有其特征吸收光谱， 其中能够吸收长波长的主要有CO2和水蒸气分子。水分子 只能吸收波长为700~850nm和1100~1400nm的红外辐射， 且吸收极弱，而对850~1100nm的辐射全无吸收。也就是 说水分子只能吸收一部分红外辐射，而且较弱。大气中的 CO2虽然含量比水分子低的多，但它可强烈地吸收波长为 1200~1630nm的红外辐射，因而它在大气中的存在对截 留红外辐射能量影响较大。 在大气中，CO2如温室的玻璃一样，它允许来自太阳的可 见光射到地面，也能阻止地面重新辐射出来的红外光返回 外空间，因此， CO2起着单向过滤器的作用
在大气中co如温室的玻璃一样它允许来自太阳的可见光射到地面也能阻止地面重新辐射出来的红外光返回外空间因此co起着单向过滤器的作用政府间气候变化专门委员会ipcc报告术语表中温室气体是指大气中自然或人为产生的的气体成分它们能够吸收和释放地球表面大气和云发出的热红外辐射光谱内特定波长的辐射
温室气体和温室效应
间范围，单位质量现在排放的某气体累计
辐射强迫，相对于某一参考气体(一般是
CO2)同一时间累计辐射强迫的比值。
全球变暖的危害
1）海平面上升，威胁沿海低地国家、地区； 2）引起各地降水和干湿状况变化， 导致各国经济结构变化。
温室气体和温室效应pdf
温室气体：CO2
在新鲜空气中 CO2的浓度，乡村约为0.03％，城市约 为0.04％。而实验研究证明： CO2含量达0.07％时，有少数对气体敏感的人就感 觉有不良气味和不适感觉； CO2达0.1%时，空气中氯类化合物明显增加，人们 普遍有不适感觉； 达3％时，肺的呼吸量虽正常，但呼吸深度增加； 达4％时，头痛、耳鸣、脉搏滞缓、血压升高； 达8％一10％时，呼吸明显困难，意识陷入不清， 以致呼吸停止； CO2含量达加％时，可以很快使人致死。
第三种形式是煤、石油和天然气等化石燃料燃烧 时，生成CO2，最返回大气中重新进入生态系统的 碳循环。
温室气体：CO2
CO2的重要作用： CO2是物质循环中最重要的碳循环的主要载休， 对人体的呼吸起调节作用。 它与水汽等物质形成的温室效应是地球上生命赖 以生存的必要条件。 日益重视室内环境的今天，CO2还在卫生学上被 视作室内空气污染的“指示剂”。
地面14 m以上的远红外辐射，不能透过大气传向 空间。在整个长波谱段中，将整层大气的积分辐 射吸收率和黑体吸收率比较，约相当于0.7。这比 短波辐射的吸收率大了数倍。
温室气体在大气中的吸收带
释放 吸收带
CH4 N2O
大气窗口
CO2
O3 CFC12 CFC11
波长X100nm
50 75 100 125 150 175 200
温室蔬菜
“一边倒”桃树
地球变暖的证据
失控的温室效应
金星温室效应：
金星大气中CO2等气体吸收了 太阳能量后,使金星大气温度 上升的物理效应。 金星大气层的云层顶部温度 约 -50℃。随高度降低 , 温度 直线上升 , 至金星表面 , 其温 度达420～480℃。 金星表面的压力约10兆帕,相 当地球大洋海平面以下 1000 米深处的压力。由于大气圈 密度高,整个金星表面温度几 乎是一致的。
温室效应的机制解释温室气体如二氧化碳和甲烷如何导致地球大气中的温室效应从而引发气候变暖
温室效应的机制解释温室气体如二氧化碳和甲烷如何导致地球大气中的温室效应从而引发气候变暖温室效应是地球大气层中的温室气体对太阳辐射的吸收和再辐射导致地球表面温度升高的现象。
主要的温室气体包括二氧化碳、甲烷、氟利昂等。
一、温室效应的基本原理温室效应的机制解释如下：地球表面受到太阳的辐射，其中大约有30%的辐射被直接反射回太空，其余的70%被地表吸收并转化为热能。
地表所释放的热能中的一部分被温室气体吸收，并再次辐射出去，有一部分辐射射回地表，导致地表温度升高。
二、温室气体的作用1. 二氧化碳：二氧化碳是温室气体中重要的成分之一。
二氧化碳的浓度随着人类活动的增加而逐渐上升，尤其是工业活动和能源消耗的增加导致大量的二氧化碳排放。
这些排放物进入大气层后，会在地球表面形成一个“遥控器”，阻止地球表面大部分的热量从地球逃逸回太空，使地球变暖。
2. 甲烷：甲烷也是一种重要的温室气体，虽然它的浓度比二氧化碳低得多，但却比二氧化碳的温室效应更强。
甲烷主要来自于天然气和煤矿等能源的开采与利用过程中的泄漏，还有生物质燃烧和畜禽排泄物等。
甲烷的浓度增加会导致温室效应强化，加剧气候变暖的程度。
三、温室效应的影响1. 气候变暖：由于温室气体的增加，温室效应加强，导致地球表面温度升高。
这种升温现象引起全球气候变暖，表现为极端天气事件的增多、全球平均气温的上升、冰川消融等。
2. 海平面上升：随着温室效应的增强，全球气温上升导致极地冰川和冰盖融化加剧。
融化的冰水流入海洋，增加了海水的体积，导致海平面上升。
海平面上升会威胁沿海地区和岛国的安全，也会破坏海洋生态系统。
3. 生物多样性丧失：气候变化对生物多样性造成直接和间接的影响。
气候变暖改变了不同地区的生态环境，导致物种分布范围的变化、生态系统的破坏和物种灭绝的增加，加速了生物多样性的丧失。
四、减少温室气体排放的措施为了应对温室效应和气候变化，减少温室气体排放至关重要。
以下是减少温室气体排放的一些常见措施：1. 能源转型：推广清洁能源，减少对化石燃料的依赖。
温室气体与温室效应
表面的热戢失受阻。随眷温室效应的加剧． 全球气 候越来越暖， 结果使水瓷潭、 农牧业、 林业等受到 森
影响； 海平面上升会祷泼许多沿海城市和低地； 造成 有些地区变得干燥 ， 沙漠化加剧； 生物多样性减少等
增长。预计 ２ 世纪 中叶， １ 世界能源消耗 的总格局不 会出现根 本性的 变 化 ， 人类 将 继 续 以 化石 燃 料 作 为 主要能源． ０ 浓度会继续增长， ｃ２ 达到工业革命 阱前 水平的 ｌ 倍左右。 ０
３ ・
全球变化 的影响， 使人类有意识地规划和控制各种 余千米到 勰岛。 申
从地质看． 东海太陆絮是一个巨型的凹陷盆地．
新生代沉积厚度 在 ４ ∞Ｏ米以上。它的边缘是一系 列隆起的山脉。钓 鱼岛群 岛是 台湾东部山地的延
伸． 列海底 山脉 拦 截 了长 江 等 大河 带 来 的泥 沙 和 这
一
提高人类对未来全球变化的适应能力， “ 点 。 球变 摹 艰室 应造 后 因 的方向发展． 热 ” 全 化主 是 效 成的 果。
、
ｃ２ ｏ 与沮宣 效应
所谓 温室效应， 是指地球吸收到太阳照射 的可
Ｃ２ ０ 是造成温室效应最重要的气体， 其浓 度增
加所造成 自气候 变暖 作用 ， 远远超 过其它 温室 气体 。
放至大气中的 ｃ ２ ０ 浓度 迅速增加。陆地吸收 与排
放ｃ ２ ｏ 之比是 １２ ３ 目前， ：， 对未来 Ｃ ２ ｏ 的增 加有
多种不同的估计 ， 如按现在 ｃ ｚ ０ 的捧藏 水乎计算． ２ ２ 年太气 中 Ｃ ２ ０． ５ ０ 浓度为工业化前曲 １５． ．５ 倍。同
时随着经济 和社 会 的 发展 ． 源 的 需求 量 还 将大 大 能
维普资讯
温室气体和温室效应
温室气体
• 能够引起温室效应的气体，称为温室气体 • 能产生温室效应的气体主要有： CO2、H2O、O3、CH4、N2O、CFCS、CO、 CCl4等
谁使地球变暖？
• “太平洋岛屿沉入大海”、“热浪或飓风等自然灾害频频发 生” • 人类排放的二氧化碳果真是引起全球变暖的原因吗？ • 在人类出现以前，地球不就是一直在交替地变暖和变冷吗？ • 引起地球变暖的怎么不是氮气和氧气，而偏偏是二氧化碳？ • 全球气温才升高1 ℃或2℃，为什么就值得如此重视？ • 人类有能力防止地球温度在未来继续升高吗？现在是不是已 经为时过晚？
• 必须尽量节约或减少化石燃料的使用量， 提高燃料的热效应； • 大力开发各种新能源，改变能源结构； • 必须控制和制止乱砍滥伐森林，大力植树 造林； • 积极提高国际间合作；
• 积极发展太阳能、风能、潮汐能、水能以 及核能的利用。
全球变暖代价沉重
• 如果继续忽视温室效应导致全球气候 变暖，从而造成环境进一步恶化，人 类有可能再次面临类似上世纪30年代 的全球性经济大衰退，全球将有两亿 人会因为干旱或食物短缺而成为难 民。
全球变暖代价沉重
• 全球变暖如不经遏制将会令全球付出3.68万亿 英镑（约6.98万亿美元）的代价。除非整个世界采 取行动，否则它的严重性要超过第一次世界大战、 第二次世界大战和上世纪30年代的经济大衰退， 而且地球的大片地区将变得不适合人居住。按照 全世界65亿人口计算，不经遏制的全球变暖将导 致地球上的每一个人，无论老幼妇孺，都要为此 支出566英镑。
• 自1850年开始使用 温度计记录气温 以来，在这100年 间，世界的平均 气温上升了0.74 ℃。 而且，变暖的趋 势越来越快。
• 多亏了温室效应，地球才是一个适宜居住的世界
温室气体温室效应
温室气体温室效应嘿，朋友们！今天咱来聊聊这个温室气体和温室效应。
你们知道吗，这温室气体就像是地球的一个小“暖炉”。
咱平时冬天冷了，就想烤烤火取取暖，这地球啊，也被这些温室气体给“捂”得热乎乎的。
二氧化碳就是其中的“大主角”，还有甲烷啊之类的其他气体也来凑凑热闹。
这就好比咱盖被子，盖得太厚了就热得慌。
地球现在就有点这种感觉，温室气体越来越多，地球就越来越热啦。
你想想看，以前夏天热归热，但也没现在这么夸张吧！这就是温室效应在捣乱呢。
这温室效应可不得了啊！它会让冰川融化，那些可爱的北极熊、企鹅的家都快没啦！海平面也会上升，好多沿海的城市可就危险咯。
而且天气也会变得怪怪的，该下雨的时候不下，不该下雨的时候拼命下，这不是捣乱嘛！咱再打个比方，地球就像一个大花园，我们就是在花园里玩耍的孩子。
如果花园的温度一直升高，花儿草儿都长不好了，我们还能愉快地玩耍吗？肯定不行呀！那我们怎么办呢？首先，咱得从自己做起呀！少开车，多走路或者骑自行车，这不既锻炼身体又环保嘛！还有啊，节约用电，随手关灯，那些电器不用的时候就拔掉插头，省得它们偷偷耗电还排放温室气体。
去超市的时候，咱自己带个环保袋，别老是用那些一次性的塑料袋，那可都是温室气体的“帮凶”呢！咱国家也一直在努力呢，大力发展清洁能源，像太阳能、风能这些，既干净又不会排放温室气体。
好多企业也在想办法节能减排，让生产过程变得更环保。
咱可不能小瞧了自己的力量，每个人都行动起来，那力量可就大啦！难道我们还眼睁睁看着地球被这温室效应给折腾得不像样吗？那肯定不行啊！我们得保护好我们的地球家园，让它一直美美的，这样我们才能一直快快乐乐地生活在这上面呀！所以呀，大家都行动起来吧，为了我们的地球，为了我们自己，从身边的小事做起，让温室气体少一点，让温室效应弱一点，让我们的地球重新变回那个美丽、舒适的大花园！。
温室气体引起温室效应的原理
温室气体引起温室效应的原理在我们的地球上，存在一种特殊的气体，被称为温室气体。
它们包括二氧化碳、甲烷、氟氯烃等。
虽然它们只占大气的一小部分，但却对地球的气候产生了巨大的影响。
这就是我们所熟知的温室效应。
温室效应的原理就像是一个巨大的毛毯覆盖在地球的大气层上。
当太阳辐射到地球表面时，一部分能量被地球表面吸收，然后以热能的形式释放出来。
而温室气体就像是这个毛毯，它们可以阻挡地球表面释放的热能，使其无法迅速逃逸到太空中，进而导致地球表面温度升高。
具体来说，当太阳辐射到地球上时，地球表面会吸收部分能量，然后以热能的形式辐射出去。
这些热能中的一部分会被温室气体吸收，并重新辐射到地球表面，使地球表面温度进一步升高。
这就好像是一个循环过程，温室气体不断吸收和释放热能，使得地球表面的温度持续升高。
然而，温室效应并非完全坏事。
正是因为它的存在，地球才能维持适宜的温度，生物得以繁衍生息。
但是，随着工业的发展和人类活动的增加，大量的温室气体被排放到大气中，导致温室效应加剧，地球温度不断上升，这就是我们所面临的全球变暖问题。
全球变暖给地球带来了许多问题。
冰川融化导致海平面上升，沿海城市及岛屿面临被淹没的风险；极端天气现象频繁发生，洪涝、干旱、飓风等灾害频发；生物多样性减少，许多物种面临灭绝的威胁。
为了解决全球变暖问题，国际社会已经采取了一系列措施。
例如，减少温室气体的排放，推广可再生能源，提高能源利用效率等。
这些努力旨在减缓温室效应的程度，降低地球的温度上升速度，保护我们美丽的地球家园。
温室气体引起的温室效应原理是地球表面释放的热能被温室气体吸收并重新辐射，导致地球表面温度升高。
全球变暖是温室效应加剧的结果，给地球和人类带来了许多问题。
为了解决全球变暖问题，我们必须采取行动，减少温室气体的排放，保护我们共同的家园。
让我们一起努力，共同守护地球！。
温室效应
• 氟氯碳化物 氟氯碳化物(CFCs)－以CFC－11、CFC－12及CFC－ － － 、 － 及 －
113佔最大使用量。使用范围包括冷媒、清洗、喷雾及发 佔最大使用量。使用范围包括冷媒、清洗、 佔最大使用量 泡等用途，同时此类化合物也是破坏臭氧层的祸首。 泡等用途，同时此类化合物也是破坏臭氧层的祸首。
头号温室气体二氧化碳的成长速度是史前期的30至 头号温室气体二氧化碳的成长速度是史前期的 至100倍， 倍 二氧化碳浓度则为第二冰河期的1.25倍，为上一次冰河期的 二氧化碳浓度则为第二冰河期的 倍 1.75倍。 倍
• 表： 未来大气中的CO2浓度值（ppm） 年份 2025 2050 2075 2100
• CO2、CH4、N2O都有较快的增长速率，因此在温室气体 都有较快的增长速率， 都有较快的增长速率 排序中名列前茅。 排序中名列前茅。
• 右图表示 五十年来 CO2的增 长趋势， 长趋势， (— )表示 表示 每月平均 值的长期 趋势
下图显示了大气层中CH 的增长趋势。 下图显示了大气层中 4的增长趋势。蓝点表示量度数 和绿线分别表示CH 浓度短期和长期的变化。 据，红线 和绿线分别表示 4浓度短期和长期的变化。
3.大气寿命 大气寿命
大气寿命越长的温室气体对于全球气候变暖的贡献 越大。 越大。 • 下表为几种温室气体的大气寿命 温室气体 二氧化碳 甲烷 一氧化二氮 氟氯烃 氟氯烃 化学式 CO2 CH4 N2O CHF3 CHF2CF3 大气寿命/ 大气寿命 年 5~200 120 114 260 29
4.每个气体分子吸收红外线的能力 每个气体分子吸收红外线的能力
图1.1
1.2 温室效应的产生
大气中的这些温室气体就像一层厚厚的玻璃， 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。有了温室效应， 了一个大暖房。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。 的气温，从而使生命世界繁衍生息，兴旺发达。 但由人类过多排放温室气体引起的温室效应是指地球表面 变热升温的现象（见图）。 变热升温的现象（见图）。
温室气体与温室效应
7.0
5.0 5.0
四氯化碳
0.125
1.0
注：本表摘自俊藤博俊，1990。
温室气体和温室效应
地球长波辐射的能力绝大部分被低层大 气中的水汽、CO2、CH4、N2O、O3和 O2吸收。其中，水汽是最重要的温室气 体，它在6 μm附近有一个较强吸收带， 在2.7~4.3 μm的波段也有较强吸收。
“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。
全球变暖可能产生的影响 冰川融化：
喜玛拉雅地区冰川以目前融化速度 将在2035年消失
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。
太平洋岛国图瓦卢将面临“灭顶之灾”
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
以现在的速度，2050年， 纽约，上海，东京和悉尼将淹于水中
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。 ii) 农业的影响 实验证明在 CO2 高浓度的环境下，植物会生长得更快速和 高大。但是，‘全球变暖’的结果可会影响大气环流，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。
温室气体及温室效应
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温室气体与温室效应李玉辉程仕才时腾飞丁睿北京大学化学与分子工程学院引言：为了２１世纪的地球免受气候变暖的威胁，１９９７年１２月，１４９个国家和地区的代表在日本东京召开《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议，经过紧张而艰难的谈判，会议通过了旨在限制发达国家温气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。
《京都议定书》规定，到２０１０年，所有发达国家排放的二氧化碳等６种温室气体的数量，要比１９９０年减少５.２％。
发展中国家没有减排义务。
对各发达国家说来从２００８年到２０１２年必须完成的削减目标是：与１９９０年相比，欧盟削减８％、美国削减７％、日本削减６％、加拿大削减６％、东欧各国削减５％～８％。
新西兰、俄罗斯和乌克兰则不必削减，可将排放量稳定在１９９０年水平上。
议定书同时允许爱尔兰、澳大利亚和挪威的排放量分别比１９９０年增加１０％、８％、１％。
《京都议定书》于２００５年2月16日正式生效。
一，全球正在变暖众所周知，近百年来，全球的地面气温呈明显上升趋势。
根据气象学记录，我们知道，自1860年以来，地球表面的平均气温升高了0.6摄氏度。
而进入了20世纪，全球温度进一步升高。
其中1998年又创历史新高，是20世纪最热的一年，它比1860年至2000年间的平均值高了0.55摄氏度，成为了自1860年人类来使记录气温以来平均气温最高的一年。
同时，20世纪北半球温度的增幅是过去1000年最高的。
总的变暖趋势越来越明显。
气候变暖使南极，北极及高山大冰川融化，融化的水流向海洋，从而使海平面上升。
在过去的一百年里，全世界海平面一共上升了10~20cm。
而且自从20世纪60年代后期以来，冰雪的覆盖面积已经减少了10％。
近几年，我们仍可看见一些温度急剧上升的迹象。
※ 2000年2月18日，海水淹没了有11万人口的西太平洋岛国图瓦卢的大部分区域。
※今年新华社电：非洲最高峰乞力玛扎罗山上的冰雪正在融化，如果情况恶化，15年乞力玛扎罗山的冰雪将不复存在。
※今年9月北极冰盖面积约为535万平方公里，比1978年至2001的同期平均值缩小了20％，也创下了面积最小历史记录。
※巴西亚马逊河日前正遭受着60年来最严重的干旱，主要河流水位下降，不少支流和湖泊干枯。
亚马逊地区近5年来降雨量逐年减少，这也与全球变暖有关。
今年发生在墨西哥湾的卡特利纳飓风也与全球变暖有关．总之，事实摆在眼前，我们生活在一个变暖的世界中。
二．温室气体1．何谓温室气体？通常是指大气中那些让太阳短波辐射自由通过，同时强烈吸收地面和空气放出的长波辐射（红外线），对地表有一种遮挡作用的气体。
那么究竟大气中哪些气体是温室气体？是不是仅有我们通常所认为的CO2？为了回答这一问题，我们先简要介绍一下大气起源和地球大气圈：地球形成初期存在的12种主要元素，按丰度递减，依次是H（90%），He（9%），O，Ne，N，C，Si，Mg，Fe，S，Ar和Al。
在这12种元素中，只有C，H，O，N和S能结合成分子并进入大气中，最初只有水，氨和甲烷，硫化氢，氢。
在进化过程中，不少氢，氦，氖和氩逃逸到太空中，但由于引力作用，这些气体的大部分都被吸引在地表附近，大气层演变为由氨，甲烷，水蒸气和硫化氢组成。
地球的大气层通过光解作用演变的含有丰富的氧。
地球的引力不能留住所有的氢气，但能留住大部分的氧气。
游离的氧具有从其他气体中夺取氢原子重新形成水分子的趋势。
氧从氨中夺取氢后，留下游离氮，从甲烷中夺取氢生成二氧化碳。
千百年以后，地球大气中留下的主要是氮，氧，二氧化碳和水蒸气。
如今，地球大气以氮，氧和氩为主，其他成为微量气体。
那些与产生温室效应有关的微量气体便是温室气体。
了解上述有关问题后，我们列举一下具体的温室气体：温室气体分子式来源降解时间（年）水蒸气H2O自然蒸发0.001一氧化碳CO化石燃料和砍伐森林8氢气H2来源很广0.3各种氮化物N2O来源很广2NH3燃料与化肥120NO农业化学品0.01NO2燃烧0.001硫化物CSO未知未知CS2未知未知SO2燃烧和工业0.001H2S燃烧和工业0.001氟化物CF4铝厂>500C2F6铝厂>500SF6未知>500氯氟烃CClF3空调设备及制冷剂400CCl2F2烟雾剂110CHClF2烟雾剂<20CCl3F烟雾剂<65CF3CF2Cl烟雾剂<380CClF2CClF2烟雾剂<180CCl2FCClF2烟雾剂90含氯烃CH3Cl海洋天然合成 1.5CH2Cl2工业溶剂0.6CHCl3F22的制造0.6CCl4含氯烃的生产25-50CH2ClCH2Cl化学工业0.4C2HCl3去油剂8C2Cl4去油剂0.02CH3CCl3去油剂0.5溴化物CH3Br天然生成 1.7CBrF3灭火剂110CH2BrCH2Br加铝汽油添加剂0.4碘化物CH3I海洋天然生成0.02烃类CH4工业生产5~10C2H6汽车废气0.3C2H2工业产生0.3C3H8天然生成0.03对流层臭氧O3天然生成0.1~0.3醛类HCHO烃类氧化0.001CH3CHO天然合成0.0012．温室气体的特征：毋庸置疑，温室气体是能够强烈吸收红外线的气体。
实际上，根据近代物理化学的研究，这些温室气体是具有红外吸收活性的。
由于红外线是一种能量流，在它通过某物质传播时，会引起该物质的电子跃迁或使原子振动，从而使其能量的一部分变成热能，导致其能量的衰减。
这样我们就称红外线被该种物质吸收了。
但为什么N2，O2…气体不是温室气体呢？它们对红外线的吸收为何又如此微弱？它们为何就不是红外活性分子呢？当然红外线的吸收也是有条件的。
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，则该分子就被称为红外活性的，而Δμ=0的分子振动不能产生红外振动吸收，则称之为非红外活性的。
分子的振动可以分为改变键长的伸缩振动和改变键角的弯曲振动。
而伸缩振动又分为对称伸缩振动和不对称伸缩振动，弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯曲振动。
故而当CO2进行对称伸缩振动时，它不具有红外吸收活性，因为此时它的偶极矩变化为0。
但当它进行不对称伸缩振动或进行弯曲振动时，它的偶极矩变化不为0，故此时它具有红外吸收活性。
当然，作为非极性键构成的非极性分子，N2，O2根本没有偶极矩，辐射不能引起它们共振，当然就不具有红外吸收活性。
这样看来，很多分子都具有红外吸收活性。
但相对来说，一种气体够不够格当温室气体，还应考虑它在大气中的含量和持续的时间。
下面为温室气体的一些具体特点：CO2CH4 CFC-11CFC-12N2O平均寿命50~200106513015020年变暖潜值16345007100270温室气体的寿命：温室气体的分子在产生后的大气存留时间．任何一种温室气体的分子在产生之后，其寿命受多种因素决定．首先，看他是不是容易和其他化学成分反应．再有，它是不是容易被海洋，土壤或植物所吸收或者把它们是放到大气中等等．如二氧化碳的寿命最长，达２００年左右，氧化亚氮可达１５０年左右．变暖潜值：这是比较二氧化碳的变暖效果计算的．如一个二氧化碳在一周年内形成一个单位的增温效果，则一个甲烷６３个单位，氧化亚氮２７０，氟氯烃更大．其中CFC-11为4500.3．温室气体的光谱吸收地气系统存在着两个主要辐射源，一个是太阳短波辐射（~6000K黑体辐射），其能量峰值在0.5µm附近。
另一个是地球红外辐射（~300K黑体辐射），其能量峰值在10µm附近。
因此就大气气候效应而言，最感兴趣的应该是紫外，可见，红外波段，在这些波长范围里，大气气体引起的吸收主要是气体分子的振-转带产生的，其中最强的吸收带在红外光谱区。
大气中主要气候敏感气体是水汽，CO2,O3,和O2下面简要介绍几种气体的光谱特征：二氧化碳在远紫外区对太阳辐射有较强吸收，同时它在红外区有很强的吸收带；水汽的吸收带分布在从近红外到远红外的整个波段内，因此无论对太阳辐射海狮队地气的长波辐射的传播都起着重要作用；甲烷在红外区有强的吸收带；N2O也是在红外区有强的吸收带；臭氧在紫外和红外光谱区均有较强的吸收；氟氯碳在红外区有较强的吸收带。
4．常见温室气体主要的源和汇：大气的化学成分及它们的浓度在地球大气的生成和发展过程中始终在不断变化，但在过去２００年来大气甲烷，二氧化碳以前所未有的速度增大．人类活动对大气成分浓度的冲击表现在两个方面，一是使大气成分的源强度增加，二是使大气成分的汇（使该种大气成分从大气中清楚的过程）强度发生变化．二氧化碳：在没有人类活动影响时，大气二氧化碳的主要源是海洋和地幔以及大气中的化学反应，主要汇是陆地植物．与人类活动有关的大气二氧化碳源主要是化石燃料燃烧，工业生产，人和动物的呼吸，陆地植被的破坏及生物体燃烧等．其中最为主要的是化石燃料的燃烧．还有土地利用造成二氧化碳净排放量增加，主要因为森林砍伐和草地变成耕地．总之，人为活动已经对二氧化碳的源和汇产生了越来越明显的影响。
由于大量CO2被排放，其吸收问题也日益受到关注，其中植物的光合作用和海洋的吸收是最主要的汇。
现今，由于其多种性质的应用，工业自身对CO2的需求量增加，望日后自产自销得以实现。
甲烷：一般认为，大气甲烷的增加主要是人为活动使其源增加造成的，但也不能排除大气污染造成的汇减少．大气甲烷的主要来源是生物圈．生物活动产生甲烷的过程非常复杂．包括厌氧微生物作用下的有机物分解，产甲烷细菌作用下的氢气和二氧化碳反应，乙醛的分解，可简单归纳为：CH3CH2OH+H20=CH3COO－+H++2H24H2+CO2=CH4+2H2O2[HCHO]= CO2+CH4这类化学反应需要在无氧环境中进行,而且对环境温度很敏感.．因此，任何使地表生态系统的局地环境缺氧或使其温度发生变化的人类活动都可能使大气甲烷的生物源发生变化，造成甲烷浓度变化．与人类有关的大气甲烷的生物源主要是水稻田和食草家畜．大气甲烷的非生物来源主要是生物体的各种燃烧过程和石油天然气以及煤矿的排放．大气甲烷的汇是其在干燥土壤的吸收和在大气中的氧化．后者可表示为与OH自由基的反应:CH4+OH=CH3+H2OK=5.5*1012EXP(-1900/T)N2O：大气N2O的主要来源是土壤释放，其次是各种燃烧过程。
大量化肥施用也成为一类新的N2O释放源。
N2O的最主要汇为大气中的光化学分解。
另外，陆地水体和土壤有可能吸收N2O但目前对此尚无定量认识。
二．温室效应我们知道二氧化碳等温室气体对地球有保温的作用。
那末如果大气中只有氮气和氧气，地球会是什么样的呢？这需要一个计算：到达大气外界的直接太阳辐射为1377W/m2,由于太阳的直射面积为地球总表面积的1/4，所以到达大气外界1m2面积上的平均能量为1377/4=343w当该辐射通过大气时6%被大气分子散射返回空间，另外10%由陆地和海表反射到空间，剩下的84%（约288W/m2）用于加热地表。