为什么二氧化碳会成为地球的温室气体?

为什么二氧化碳被人们称为温室气体呢?二氧化碳是一种红外活性分子,它能接收地球外貌释放的长红外辐射。

1856年夏季,科学家尤妮斯·福特试图找出影响太阳光热量的因素,她的尝试结论显示,在阳光照射下,富含碳酸气体(此刻被称为二氧化碳)的关闭情况比在普通氛围情况中升温更快,当远离阳光直射时,它的冷却速度要慢许多。

尤妮斯在论文中指出,富含二氧化碳的大气层会给地球带来高温,假设在地球汗青上的某个时期,氛围中混入二氧化碳的比例比此刻更大,将呈现高温气候……。但由于该论文并未颁发,该研究结论在其时并未引起太多存眷,但此刻陪伴着全球气候趋暖,人们开始越发存眷二氧化碳气体效应,显然当前正如尤妮斯在19世纪50年月所预测的那样,人类正在面临一个不太愉快的高温将来。

除非人类能在地下情况糊口十几年,不然你必定知道二氧化碳是一种导致全球气候转暖的温室气体(固然从技能上讲,全球气候转暖是由于人类勾当所导致的),可是,当氛围中其他主要身分不是温室气体时,二氧化碳有什么“资格”成为温室气体呢?让我们来相识一下,二氧化碳气体如何使苏吊水发生气泡,以及如何导致冰川瓦解……

温室气体简史

地球平均天天从太阳吸收到约莫10亿焦耳的能量,赋予生命的阳光是紫外线、可见光和红外线的殽杂物。

在所有光泽达到地球外貌之前,我们的大气层就像一个55000万亿吨的气体毯漂浮在人类头顶上,在臭氧层的辅佐下过滤了99%的紫外线(不是100%,因此人们不要健忘涂防晒霜)。然后大气层能让可见光照射进来,照亮地球,最终红外线能使地球变暖,使处于严寒状态中的生命得到热量。

照射地球外貌的红外线被差异物体接收,然后以热量的形式辐射出去,反射的热量试图从天空中被加热区域转移至较冷区域,这时它们面对着热量的“节制者”——温室气体。

像二氧化碳、水蒸汽、氮氧化物、甲烷和含氯氟烃等气体,可以或许阻止热量完全逸入太空,假如没有它们,地球将会是一个平均温度低于零下18摄氏度的冰冻星球。

什么因素使二氧化碳气体成为温室气体?

在该环境下,当我们说红外线可能红外辐射时,凡是指的是地球外貌反射的红外射线,而不是与太阳光泽一起进入地球大气层的红外射线。

氛围的主要身分,譬喻:氮气和氧气,对红外辐射是“透明”的,这意味着这些气体不与红外辐射彼此浸染,然而,二氧化碳气体具有红外活性,它会与红外辐射产生一些化学回响,从而阻止二氧化碳分开地球(固然不是全部)。那么这些分子滋扰红外射线的路径时会产生什么呢?为此,我们需要放大单个气体分子。

纵然在常温常压条件下,气体分子也处于恒定振动状态,当受到外部能量的攻击时,水泥行情,这些举动会变得越发猛烈。此刻人们可以想象一下二氧化碳分子的碳原子和氧原子是乒乓球,毗连它们的键是弹簧。在正常环境下,这些化学键会以特定频率弯曲和拉伸,并在大气中悬浮。

当红外辐射光子撞击气体分子时,气体分子会接收光子然后被激活,并开始以更快的速度振动,然而,该气体分子不能保持长时间较快举动,必需放松规复至原始状态,它通过将能量释放至氛围,可能转移至四周的二氧化碳分子来实现。

同样的现象在数万亿个二氧化碳分子中一次次反复产生,能量的一毗邻收、激活和再释放是气体分子捕捉热量的基础原因。

为什么氮气和氧气不是温室气体呢?

在每个分子中,由于原子核和电子云的彼此浸染,它们都拥有正负电荷,当二氧化碳、甲烷可能二氧化氮等杂核分子产生振动时,它们的电荷漫衍会产生变革。有时它们是匀称漫衍的,但有时不是。化学键之间电荷的不匀称漫衍会发生电场,使它们对电磁辐射(譬喻:红外辐射)很是敏感。

然而,在像氮气和氧气这样的杂核气体中,纵然化学键被拉伸,电场也不会产生变革,因此,电磁辐射不受阻碍地通过它们,另外,当涉及到与辐射彼此浸染的频率时,气体分子长短常挑剔的。二氧化碳容易接收较低能量的长波红外辐射,而氮气和氧气仅接收较高能量的辐射,譬喻:伽马可能X射线。

二氧化碳是最危险的温室气体吗?

单个含氯氟烃分子所发生的碳足迹相当于10000个二氧化碳分子,甲烷可以接收30倍以上的热量,而水蒸汽是氛围中所有温室气体中接收热量最强的。

尽量水蒸汽比二氧化碳接收热量更多,但它们的浓度并没有受到人类勾当的显著影响。二氧化碳就完全纷歧样,因为它是工钱勾当的主要副产物,自上世纪70年月以来,二氧化碳排放量增大了90%,因此,固然二氧化碳自己不是最危险的温室气体,但由于它向大气中不受管束地太过排放,现已成为人们存眷的核心。

结论

上一篇:增强疫情防控,中山对全市36个渡水搅拌站开展查抄
下一篇:四川渠县:加速推进华新渠县绿色新材建材财富园项目

网友回应

分享到:QQ空间新浪微博腾讯微博人人网微信