温室效应与全球变暖
温室效应与全球变暖
温室效应与全球变暖 温室效应基本知识介绍 温室效应的影响及危害 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
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
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
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
温窒效应 分木阳辐用接大 气层和地球表面所返国太空的总红外 太阳总辐射量 折射(103瓦/m(240瓦/m2 (240瓦/m) 室气 部分虹外结射会被温家空气 体和云团吸收芽再次放出 ,这个数应舍坯表面和 气廉层尘暖 地球表面得更多热量 而再次释放红外线 太船分太阳辐地球赛 面吸收而令表面温起 118瓦,m
乡温室气体 大气中的二氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O) 臭氧(○3)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7000-18000 nm,二氧化碳吸收辐射线的范围为12500-17000nm, 透射到大气中的红外辐射约70-90%都是700013000nm 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痕量气体也可吸收部分红外辐射
❖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7000-18000 ｎｍ，二氧化碳吸收辐射线的范围为12500-17000ｎｍ， 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痕量气体也可吸收部分红外辐射
表1大气中的温室效应气体 在大气中的 每年平均 浓度(ppb) 增长率〔%) 二氧化碳(ca) 344000 甲烷(cH) 1650 氧化二氮(N2O) 304 0.25 三氯乙烷(cHCl:) 304 0.25 臭氧(a) 不定 CPCI 0.23 CPCI 0.4 四氯化碳(cc) 0.125 氧化碳(C囗) 不定
令大气对地表辐射的吸收 地表辐射主要集中在入=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 0 只需2m厚一层含0.03%CO2 的大气,就可以将A=15m的 全部红外辐射吸收掉。对于 18ym以上和8.5μm以下的辐 射,水汽是最主要的吸收体。 2CO281 32 在85-12m之间,有一个可 让大部分地球辐射通过的“窗 图2温室效应
❖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 让大部分地球辐射通过的“窗 口
多温室气体的源与汇 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化学反应,而转化NO 对N2O就构成了汇)
❖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化学反应，而转化ＮＯｘ, 对Ｎ2Ｏ就构成了汇)
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1.5t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) ◆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 自然源:天然沼泽、湿地、河流湖泊、海洋、热带森林、苔 原、白蚁等
◆ 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） ◆ 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。 自然源：天然沼泽、湿地、河流湖泊、海洋、热带森林、苔 原、白蚁等
汇;(1)在对流层大气中与OH反应而被氧化掉,约445Tg/a 6360~530Tg/a); (2)一部分CH4输送到平流层,在那儿发生光解和被OH、 C1和0(D)等氧化,约40Tg/a(32~48Tg/a); (3)被土壤吸收,约30Tg/a(15~45Tg/a)。 ◆N2O 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、己二酸以及硝 酸的生产过程 汇:在平流层被光解成NOx,进而转化成硝酸或硝酸盐而通过 干、湿沉降过程被清除出大气 ◆HFCs(氢氟碳化物) 源:工业生产 汇:对流层与QH反应以及在平流层光化分解一
汇：(1)在对流层大气中与ＯＨ反应而被氧化掉，约445Ｔｇ/ａ (360～530Ｔｇ/ａ)； (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)； (3)被土壤吸收，约30Ｔｇ/ａ(15～45Ｔｇ/ａ)。 ◆Ｎ2Ｏ 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、己二酸以及硝 酸的生产过程 汇：在平流层被光解成ＮＯｘ，进而转化成硝酸或硝酸盐而通过 干、湿沉降过程被清除出大气 ◆ HFCs(氢氟碳化物) 源：工业生产 汇：对流层与ＯＨ反应以及在平流层光化分解