全球变暖的原因
的温室效应
的平均表面温度地球由各种形式的太阳辐射和地面辐射的平衡来维持。太阳辐射通常被称为“短波”辐射,因为辐射的频率相对较高,波长相对较短,接近可见光的部分电磁波谱.另一方面,地面辐射通常被称为“长波”辐射,因为它的频率相对较低,波长相对较长——在地球上的某个地方红外是光谱的一部分。Downward-moving太阳能通常用美国瓦茨每平方米。在地球顶部入射的太阳总辐射的能量大气(所谓的“太阳常数)每年约为每平方米1366瓦特。在任何给定的时间里,只有一半的地球表面接受太阳辐射,根据这一事实进行调整,每年平均表面日照为每平方米342瓦。
地球表面吸收的太阳辐射量只是进入大气层的太阳总辐射量的一小部分。每100个单位的太阳辐射,大约有30个单位被反射回太空云大气,或者反光地球表面的一些区域这种反射能力被称为地球的行星反照率,它不需要随着时间而保持固定,因为反射层的空间范围和分布,如云和冰盖,可以换。未被反射的70单位太阳辐射可能会被大气、云层或地表吸收。在没有进一步并发症的情况下,才能维持热力学平衡在美国,地球表面和大气层必须将这70个单位辐射回太空。地球表面的温度(以及基本上与地面接触的低层大气的温度)与这种发射出的辐射的大小有关斯蒂芬玻尔兹曼定律.
地球的能量预算由于温室效应.跟踪气体具有特定的化学性质——所谓的温室气体,主要是二氧化碳(有限公司2),甲烷(CH4),一氧化二氮(N2O) -吸收一些红外辐射由地球表面产生正因为如此吸收在美国,最初的70个单位中有一部分没有直接逃逸到太空。由于温室气体所释放的辐射量与其所吸收的辐射量相同,而且这些辐射量在各个方向上的释放量相同(即向下和向上的辐射量相同),因此温室气体吸收的净效应是增加向下向地球表面和低层大气释放的辐射量。维护平衡现在,地球表面和低层大气必须比原来的70个单位发射更多的辐射。因此,表面温度必须更高。这个过程与真正的温室不太一样,但最终的效果是相似的。与没有温室气体的情况相比,大气中温室气体的存在导致地表和大气低层变暖(大气高层变冷)。
区分“自然的”或背景的温室效应与与人类活动有关的“增强的”温室效应是至关重要的。自然温室效应与自然界的地表增温特性有关成分地球大气的主要成分,尤其是水蒸气、二氧化碳和甲烷。这种效应的存在为所有科学家所接受。事实上,如果没有它,地球的平均温度将比今天低大约33°C(59°F),地球将是一个冰冻的,可能不适合居住的星球。一直备受争议的是什么所谓增强温室效应,与人类活动引起的温室气体浓度增加有关。特别是燃烧化石燃料提高大气中主要温室气体的浓度,这些更高的浓度有可能使大气温度升高几度。