1、溫室氣體和溫室效應(yīng)溫室氣體和溫室效應(yīng)地球熱平衡 進入大氣的太陽輻射約進入大氣的太陽輻射約50以以直接方式直接方式或被云、或被云、顆粒物和氣體顆粒物和氣體散射散射的方式到達地球表面；的方式到達地球表面； 另外的另外的50被被直接反射回去直接反射回去或或被大氣吸收被大氣吸收。 到達地面的太陽能到達地面的太陽能大部分被吸收大部分被吸收，而地面受熱，而地面受熱后，再后，再以輻射的方式以輻射的方式使能量返回太空，以維持使能量返回太空，以維持熱量平衡。熱量平衡。全球變暖，也即溫室效應(yīng)全球變暖，也即溫室效應(yīng)什么是溫室效應(yīng)呢? 這可以用入們熟悉的花園種植花草的溫室來說明：這可以用入們熟悉的花園種植花草的溫室來

2、說明： 花園溫室一般由玻璃隔開外界空氣使室內(nèi)形成一個相對封閉的花園溫室一般由玻璃隔開外界空氣使室內(nèi)形成一個相對封閉的空間，以保持室內(nèi)的花草生長所需的溫度。絕大多數(shù)來自太陽空間，以保持室內(nèi)的花草生長所需的溫度。絕大多數(shù)來自太陽光的短波輻射能透過玻璃墻和天花板，被溫室內(nèi)的地面和物體光的短波輻射能透過玻璃墻和天花板，被溫室內(nèi)的地面和物體吸收；而一旦輻射被吸收，就轉(zhuǎn)換成能致熱的長波吸收；而一旦輻射被吸收，就轉(zhuǎn)換成能致熱的長波(紅外紅外)輻射，輻射，再從溫室內(nèi)輻射出去。但是，玻璃不允許長波輻射逃出去，而再從溫室內(nèi)輻射出去。但是，玻璃不允許長波輻射逃出去，而是對其進行吸收。由于熱量被禁閉在里面，溫室里比外

3、界溫暖是對其進行吸收。由于熱量被禁閉在里面，溫室里比外界溫暖得多。以上現(xiàn)象就是所謂的得多。以上現(xiàn)象就是所謂的“溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)”(Green house effects)。 大氣中許多組分對不同波長的輻射都有其特征吸收光譜，大氣中許多組分對不同波長的輻射都有其特征吸收光譜，其中能夠吸收長波長的主要有其中能夠吸收長波長的主要有CO2和和水蒸氣分子水蒸氣分子。水分子。水分子只能吸收波長為只能吸收波長為700850nm和和11001400nm的紅外輻射，的紅外輻射，且吸收極弱，而對且吸收極弱，而對8501100nm的輻射全無吸收。也就是的輻射全無吸收。也就是說水分子只能吸收一部分紅外輻射，而且較弱。

4、大氣中的說水分子只能吸收一部分紅外輻射，而且較弱。大氣中的CO2雖然含量比水分子低的多，但它可強烈地吸收波長為雖然含量比水分子低的多，但它可強烈地吸收波長為12001630nm的紅外輻射，因而它在大氣中的存在對截的紅外輻射，因而它在大氣中的存在對截留紅外輻射能量影響較大。留紅外輻射能量影響較大。 在大氣中，在大氣中，CO2如溫室的玻璃一樣，它允許來自太陽的可如溫室的玻璃一樣，它允許來自太陽的可見光射到地面，也能阻止地面重新輻射出來的紅外光返回見光射到地面，也能阻止地面重新輻射出來的紅外光返回外空間，因此，外空間，因此， CO2起著單向過濾器的作用起著單向過濾器的作用政府間氣候變化專門委員會 （

5、 IPCC ）報告術(shù)語表中 溫室氣體溫室氣體是指大氣中自然或人為產(chǎn)生的的氣體成分，它們能夠吸收和釋放地球表面、大氣和云發(fā)出的熱紅外輻射光譜內(nèi)特定波長的輻射。該特性導(dǎo)致溫室效應(yīng)。水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亞氮(N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)是地球大氣中主要的溫室氣體。此外，大氣中還有許多完全人為產(chǎn)生的溫室氣體，如蒙特利爾議定書所涉及的鹵烴和其它含氯和含溴的物質(zhì)。除CO2、N2O和CH4外，京都議定書將六氟化硫(SF6)、氫氟碳化物(HFC)和全氟化碳(PFC)定為溫室氣體。溫室氣體溫室氣體 引起溫室效應(yīng)增強的溫室氣體主要包括兩種：一種能吸收和發(fā)射紅外輻射，稱為輻射活性氣體輻

6、射活性氣體，包括CO2，CH4，N2O和鹵代烴等壽命長、在對流層大氣中均勻混合的氣體，也包括時空分布差異很大的O3；另一種不能或只能微弱的吸收和發(fā)射紅外輻射，但可以通過化學(xué)轉(zhuǎn)化來影響輻射活性氣體的濃度水平，稱為反應(yīng)活性氣體反應(yīng)活性氣體，包括NOx，CO和VOCs。 一類在對流層混合均勻，如一類在對流層混合均勻，如CO2、CH4、NOx、CFCs等，其溫室效應(yīng)具有全球性特征。等，其溫室效應(yīng)具有全球性特征。 一類在對流層混合不均勻，如一類在對流層混合不均勻，如O3和和NMHCs， 其溫室效應(yīng)具有區(qū)域性特征其溫室效應(yīng)具有區(qū)域性特征 。輻射強迫 氣候系統(tǒng)總體趨于平衡狀態(tài)，即地氣系統(tǒng)所吸收的太陽輻氣候系

7、統(tǒng)總體趨于平衡狀態(tài)，即地氣系統(tǒng)所吸收的太陽輻射應(yīng)等于向外發(fā)射的紅外長波輻射。如果某種擾動打破了射應(yīng)等于向外發(fā)射的紅外長波輻射。如果某種擾動打破了這個平衡，氣候系統(tǒng)會通過調(diào)整地表溫度來形成新的平衡。這個平衡，氣候系統(tǒng)會通過調(diào)整地表溫度來形成新的平衡。為了評估地球氣候系統(tǒng)輻射收支的外加擾動，為了評估地球氣候系統(tǒng)輻射收支的外加擾動，IPCC（1990）引入了輻射強迫的概念。）引入了輻射強迫的概念。 一般用某因素（輻射強迫因子）改變引起的單位面積發(fā)生一般用某因素（輻射強迫因子）改變引起的單位面積發(fā)生的能量的能量(功率功率)變化來表示輻射強迫，單位變化來表示輻射強迫，單位wm-2，正值為，正值為增溫效應(yīng)

8、，負值為降溫效應(yīng)。增溫效應(yīng)，負值為降溫效應(yīng)。溫室氣體的增量溫室氣體的增量 CO2：1750年以來，大氣中年以來，大氣中CO2濃度增加了濃度增加了31。 CH4：1975年以來上升了年以來上升了1060ppb（151%） N2O：1750年以來，大氣中的年以來，大氣中的N2O增加了增加了46ppb（17%） 鹵烴：鹵烴：20世紀以前不存在合成的鹵烴化合世紀以前不存在合成的鹵烴化合 物，它完全來自于人為排放。物，它完全來自于人為排放。1995年起，年起， 氟氯烴化合物的大氣濃度增長很慢甚至下降。氟氯烴化合物的大氣濃度增長很慢甚至下降。 對流層對流層O3：1750年以來，對流層年以來，對流層O3總量

9、增加了總量增加了36%。二氧化碳含量增多二氧化碳含量增多自然原因：自然原因：人為原因：人為原因：燃燒礦物燃料產(chǎn)生燃燒礦物燃料產(chǎn)生毀林毀林氟氯烴化合物等其他溫室氣體氟氯烴化合物等其他溫室氣體太陽活動、大氣環(huán)流、火山活動、地殼運動等太陽活動、大氣環(huán)流、火山活動、地殼運動等全球變暖潛勢 全球變暖潛勢全球變暖潛勢(GWP), Global warming potential, 定義為：在現(xiàn)在到將來的某個時定義為：在現(xiàn)在到將來的某個時間范圍，單位質(zhì)量現(xiàn)在排放的某氣體累計間范圍，單位質(zhì)量現(xiàn)在排放的某氣體累計輻射強迫，相對于某一參考氣體輻射強迫，相對于某一參考氣體(一般是一般是CO2)同一時間累計輻射強迫的比值。同一時間累計輻射強迫的比值。1）海平面上升，威脅沿海低地國家、地區(qū)；）海平面上升，威脅沿海低地國家、地區(qū)； 2）引起各地降水和干濕狀況變化，）引起各地降水和干濕狀況變化，導(dǎo)致各國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)變化。導(dǎo)致各國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)變化。1