什么是温室效应主要的温室气体有哪些 什么是温室效应

温室效应(英语:Greenhouse effect)是指行星的大气层因为吸收辐射能量 , 使得行星表面升温的效应 。

什么是温室效应主要的温室气体有哪些 什么是温室效应

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温室效应的原理图
由于温室效应 , 行星表面温度会比没有大气层时的温度要高 。以往认为其机制类似温室使其中气温上升的机制 , 故名为“温室效应” 。不少研究指出 , 人为因素使地球上的温室效应异常加剧 , 而造成全球暖化的效应 。
太阳辐射主要是因为短波辐射 , 而地面辐射和大气辐射则是长波辐射 。大气对长波辐射的吸收力较强 , 对短波辐射的吸收力较弱 。白天时 , 太阳光照射到地球上 , 部分能量被大气吸收 , 部分被反射回宇宙 , 大约47%的能量被地球表面吸收 。晚上地球表面以红外线的方式向宇宙散发白天吸收的热量 , 其中也有部分被大气吸收 。
大气层像覆盖玻璃的温室一样 , 保存了一定的热量 , 使得地球不至于像没有大气层的月球一样 , 被太阳照射时温度急剧升高 , 不受太阳照射时温度急剧下降 。一些理论认为 , 由于温室气体的增加 , 使地球整体所保留的热能增加 , 导致全球暖化 。
如果没有温室效应 , 地球就会冷得不适合人类居住 。据估计 , 如果没有大气层 , 地球表面平均温度会是?18℃ 。正是有了温室效应 , 使地球平均温度维持在15℃ , 然而当下过多的温室气体导致地球平均温度高于15℃ 。
目前 , 人类活动使大气中温室气体含量增加 , 由于燃烧化石燃料及水蒸气、二氧化碳、甲烷等产生排放的气体 , 经红外线辐射吸收留住能量 , 导致全球表面温度升高 , 加剧温室效应 , 造成全球暖化 。为了解决此问题 , 联合国制定了气候变化框架公约 , 控制温室气体的排放量 , 防止地球的温度上升 , 影响生态和环境 。
历史约瑟夫·傅里叶在1824年就提出有温室气体存在的想法 , 1827年时克劳德·普雷特也加强了此论点 , 并在1838年提出相关的证据 , 1859年时约翰·廷德尔也用实验数据验证 。1896年时斯凡特·奥古斯特·阿伦尼乌斯也确认了此一效应 。不过这些科学家都没有用“温室效应”来描述此一现象 , 一直到1901年尼尔斯·古斯塔夫·埃科赫姆才开始使用此一名词 。
1917年时亚历山大·格拉汉姆·贝尔提到“(未检测到的化石燃料燃烧)会造成类似温室的效应” 。因此贝尔也倡导其他的替代能源 , 例如太阳能 。
机制地球会吸收太阳释放的电磁波辐射如紫外线、可见光以及近红外线 。在大气层上端可接收到的所有辐射能中 , 大气和云会反射26%的能量到太空中 , 而大气和云本身会吸收19%的能量 。大部分剩下的能量都是由地球表面吸收 , 因为地表的温度比太阳要冷很多 , 因此其释放的远红外线波长也比太阳释放的电磁波波长要长很多 。大部分的热辐射是由大气吸收 , 大气温度会因此提高 , 大气除了吸收太阳释放的电磁波以及地球的热辐射外 , 大气也会由地面的显热和潜热通量接收到能量 。大气会往上方及下方辐射能量 , 部分往下方辐射的能量是由地表吸收 , 因此地表温度会较没有大气时的地表温度要高 。
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在大气层上方及海平面上太阳辐射频谱的差异
一个理想热传导性的黑体若位在地球的位置 , 接收到太阳辐射的热量 , 其温度大约会是5.3 °C 。不过因为地球反射掉约30%的太阳辐射能量 , 其理想有效温度(使黑体辐射热量和其吸收热量相同的温度)应该是?18 °C 。上述假想星球的表面温度(?18 °C)较地球的平均表面温度14 °C低了约33度 。

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