温室气体有哪些?地球温室气体的作用原理

什么是温室气体(地球温室气体的作用)介绍
最近几天,世界多地刷新了历史上的极端高温 。没有空调的德国人每天都在高温下苦苦挣扎 。由于铁轨的热变形,欧洲铁路系统不得不调整部分线路的运行 。英国人甚至在铁轨上涂上白色油漆以最大限度地反射阳光,但这一切都没有帮助 。

温室气体有哪些?地球温室气体的作用原理

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钢轨在高温下膨胀、变形和扭曲
7月份发表在《自然》杂志上的一篇文章说:在全球98%以上的地区,近百年来的气候变化是近两千年来无人能及的,今年夏天的气温创本世纪新高世界气象组织证实,世界刚刚经历了有记录以来最热的六月 。自工业革命以来,科学家们将矛头指向了世界各国向地球大气中过度排放的温室气体,包括二氧化碳 。
地球的能量平衡
【温室气体有哪些?地球温室气体的作用原理】我们的星球通常保持能量平衡,这意味着地球在任何时候从太阳接收的能量抵消了地球释放到太空中的所有能量 。但在地球的历史进程中,地球从太阳接收的能量一直在缓慢增加,因为太阳比它诞生时更亮更热,更多的光子携带能量辐射到地球 。
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地球传热示意图
学过物理的朋友应该能回忆起三种传热方式:辐射、对流和传导 。
太阳通过阳光辐射将能量传递给地球;一部分能量直接辐射到地面,另一部分用来加热地球大气,还有一部分反射到太空中;太阳的热量会在地面上进行热传导,而大气的导热性较差,是流体,所以大气中有热对流,让我们感觉有风 。同样,地面也向外辐射热能,一部分用来加热空气,促进大气对流,一部分在大气和地面之间循环 。最终,地面上的热能被带到高空并重新辐射到太空中 。
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在大气层顶部,来自太阳的能量与来自地球的能量平衡
从上面对能量传递的量化可以看出,在大气层顶部,从太阳到地球的传入能量和从地球到太空的输出能量总体上是平衡的,都是100 。但低于大气中,能量交换的总价值高于太阳输入,其平衡点为145,这意味着地面比大气上方的能量多 。为什么会这样?
这是地球大气层的加热 。热空气保留了一部分能量 。这部分热能在大气中循环,就像在温室中一样 。这些加热的空气被称为温室气体 。
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温室气体
温室气体
地球上的温室气体主要是指二氧化碳(CO?)、水蒸气和云层(H?O)、甲烷(天然气CH?)、一氧化二氮(N?O)、臭氧(O?)、氯氟烃(CFCs)和极痕量HFCs等的数量 。
温室气体如何影响地球温度?你能想象没有温室气体的地球会是什么样子吗?
如果没有温室气体,我们星球的平均温度将是负 18°C,而不是今天的平均 15°C 。这意味着整个地球都被冰雪覆盖,成为一个没有生命的大雪球 。
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雪地
温室气体就像一层厚厚的隐形被子,将地球保持在合适的温度,万物的生长得益于温室气体的绝缘作用 。无论是太阳光线照射地球,还是地球向外辐射的红外线,它们都会撞击这些气体分子,使它们发生振动、升温,并将大部分热量散发回地面 。
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