温室效应与全球变暖

大气对地表辐射的吸收
地表辐射主要集中在 λ=10μm数量级的红外波段内。 从右图 可以看出，大气中的 CO2 和水汽等恰好是这波段的 强吸收体。 只需 2m厚一层含 0.03% CO2的大气，就可以将 λ=15μm 的全部红外辐射吸收 掉。对于 18μm以上和 8.5 μm以下的辐射，水汽是最主 要的吸收体。 在8.5-12μm 之 间，有一个可让大部分地球辐
CH4
人为源：天然气泄漏、石油煤矿开采及其他生产活动， 热带生 物质燃烧、反刍动物、城市垃圾处理场、稻田 等。
汇：(1)在对流层大气中(2)一部分ＣＨ4输送到平流层，在那儿发生光解 和被ＯＨ、Ｃｌ和Ｏ(1Ｄ)等氧化，约40Ｔｇ/ａ(32～ 48Ｔｇ/ａ)；
含氯氟烃(CFCs)是人工合成物，主要包括CFC-11、 CFC-12等，主要来源是工业生产。它们在大气中 的浓度由30多年前的0增加到目前的约1×10-9。随
温室效应的危害
气温变暖使海平面上升
据统计，近百年来随着全球气温增高大约0.8℃，全球海平面大约上 升了10-15 ｃｍ。
CH4
大气CH4浓度变化监测始于1978年，当时浓 度为1510×10-9，经过20多年的增长，1998年浓度 已达约1730×10-9(表1)。70年代晚期CH4浓度增长 速率约20×10-9/a，80年代下降至9×10-9～13×109/a。1984～1996年间CH4浓度的增长速率出现了 连续下降趋势，1984年的增长量还达到14×10-9/a， 到1996年已经下降为3×10-9/a。这一逐步减少的 增长速率反映了相对于CH4在大气中的存留年限来 说，CH4浓度变化已经接近到一个稳定的状态。如 果全球甲烷的源与OH浓度继续保持稳定,则可能出 现CH4浓度从现在的1730×10-9到1800×10-9的缓 慢增加,从而基本上不影响甲烷对温室效应的贡献。
自工业革命以来，由于石化燃料燃烧，大气中的 CO2浓度上升了约70/cm3·m-3。1995年全球CO2总 排放量为220/亿t。世界上CO2排放量最多的前15 个国家见表2。到下世纪中叶，世界能源消耗的总 格局不会出现根本性的变化，人类将继续以石化燃 料作为主要能源。同时随着经济和社会的发展，能 源的需求量还将大大增长，CO2浓度会继续增长， 达到工业革命以前水平的10倍左右。
温室气体
大气中的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二 氮(N2O) 、臭氧(O3)和氟氯烷烃(CFCs)等可以使太 阳辐射的短波几乎无衰减地通过，但对地球的长波 辐射的波段却有很强的吸收能力，这些气体为温室 气体。
温 室 气 体 吸 收 地 球 红 外 辐 射 线 的 谱 带 范 围 为 7 0 0 0 18000ｎｍ，二氧化碳吸收辐射线的范围为1250017000ｎｍ，透射到大气中的红外辐射约70-90% 都是7000-13000ｎｍ范围内，所以二氧化碳对吸 收红外辐射起了主要作用 ，其它具有温室效应的
(3)被土壤吸收，约30Ｔｇ/ａ(15～45Ｔｇ/ａ)。
Ｎ 2Ｏ
自然源：包括海洋以及温带、热带的草原和森林生态 系统
人为源：农田生态系统、生物质燃烧和化石燃烧、己
二. 温室效应的影响与危害
• 主要温室气体浓度及增长趋势
CO2 从1959年到1998年，大气CO2浓度从
315.83×10 -6(体积含量，下同)，增加到 366.7×10-6，增加了16.1%(表1)。大气CO2浓度与 工业CO2排放量之间有近似的比例关系，1959～ 1979年间这一关系非常明显。20世纪80年代大气 CO2浓度以1.5×10-6/a的速率高速增加，1988年以 后增加速率明显下降，但1993年以后增长速率又 恢复到80年代的平均水平。值得一提的是， 1997～1998年度的增加速率2.9×10-6/a是有记录 以来最大的一次。
温室效应与全球变暖
温室效应与全球变暖
•一. 温室效应基本知识介绍 •二. 温室效应的影响及危害 •三. 温室效应与全球变暖的关 系 •四. 减缓温室效应的措施与对 策
一. 温室效应基本知识介绍
• 温室效应的含义
地球大气层中的ＣＯ2和水蒸气等允许部分太阳辐 射(短波辐射)透过并达到地面，使地球表面温度升 高。同时，由于ＣＯ2和Ｈ2Ｏ分子可以产生分子偶 极矩改变的振动，故能吸收太阳和地球表面发出波 长在2000nm以上的长波辐射，仅让很少的一部分 热辐射散失到宇宙空间。由于大气吸收的辐射热量 多于散失的，最终导致地球和外层空间保持某种热 量平衡，使地球维持相对稳定的气温，这种现象称 为温室效应 。
工业化以来的大约200年间,大气N2O浓度增长了大 约15%，从18世纪中叶到20世纪90年代，浓度从 275×10-9上升到312×10-9左右(表1)。1750～ 1950年间大气N2O的增加速率较缓慢，而最近40 多年来则呈急剧上升趋势，80年代晚期至90年代 早期增长速率约0.8×10-9/a，尽管1993年下降至 0.5×10-9/a，但目前仍以每年0.25%的速率增加。
温室气体的源与汇
温室气体的源是指温室气体成分从地球表面进入大 气(如地面燃烧过程向大气中排放ＣＯ2)或者在大气 中由
其他物种经化学过程转化为某种气体成分(如大气 中的ＣＯ被氧化成ＣＯ2，对于ＣＯ2来说也叫源)。 温室气体的汇则是指一种温室气体移出大气到达地 面或逃逸到外部空间(如大气ＣＯ2被地表植物光合 作用吸收)或者是在大气中经化学过程不可逆转地 转化为其他物种成分(如Ｎ2Ｏ在大气中发生光化学 反应，即只有在一定波长的光的照射下才能发生的
CO2
源：植物呼吸作用，海洋的非生物物理化学过程， 化石燃料 燃烧（全世界每年燃烧煤炭、石油和天然气 等化石燃料排放到大气中的ＣＯ2总量折合成碳大约是 6Gt；每年由于土地利用变化和森林被破坏释放约 1 .5Gt碳。）
汇：植物光合作用，海洋的非生物物理化学过程 （ 每年3.7Gt碳被海洋和陆地生物圈吸收）