大气中的二氧化碳含量明明很低,为何二氧化碳能对气候产生那么大的影响?

作者&投稿:父强 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
二氧化碳到底有多大危害,为何它对全球气候影响如此巨大?~

近年来,相信大家对全球变暖这个词已经很熟悉了,无论是网上还是教科书中都有介绍。中国等负责任的大国也积极的签订和履行着各种应对气候变化进行节能减排的协议,关于全球变暖等气候话题从上个世纪已经多次拿到了联合国大会进行讨论。
关于气候气候与天气不同,天气预报可以精确到分钟级别,而气候的研究是以年为单位的。按照世界气象组织的规定,每30年就是一个标准的气候计量时间段。简单来说,气候学研究的是全球范围内多年来的平均天气状况。
气温、降水等气候要素及各种均值、极值等统计量是表述气候的基本依据。比如二十四节气表,就是中国古人依据长期的经验对气候做出的总结。影响地球气候的因素很多,包括:太阳活动、地表植被、大气环流、洋流、海陆分布、地势地形、地球的运动等,如今还要加上一个人类活动。因为随着人类的全球扩张以及工业化进程,人类已经拥有了能够影响地球气候的能力。
太阳活动是影响气候的关键因素,比如在某一个时期节点,太阳的活动比较活跃,地球上的气候就会产生较大波动。
不过从短时间内来看,比如100年,人类对地球局部气候的影响已经超过了上面的其它因素。在当代,人类文明的能力已经能够影响到地球表面植被的分布情况,能够使曾经的绿洲变成荒漠。在大规模人口聚居的城市,由于人类活动所产生的热量堆积起来,使市区的温度比郊区高上好几度,这被称之为热岛效应。


热岛效应示意图
人类活动除了会在局部地区产生热岛效应,还会使地球平均气温上升,而导致地球平均气温上升的主要原因就是大量的温室气体排放。全球变暖是人为因素导致的,这并不是骗局或者谎言,这是多国科学家经过长时间的研究得出的结论。从上世纪末,联合国等国际组织都为全球变暖表达了忧虑,并采取了具体行动,比如达成了《京都议定书》等协议。
什么是温室气体?温室气体具有保温的作用。温室气体对太阳光中的可见光(波长较短)具有高度的穿透性,而对地面反射的红外光(波长较长)具有高度的吸收性。它们能大量吸收太阳光中的红外线辐射,并将之释放到大气中,还能拦截地球表面反射回太空中的辐射。
当太阳光照射到地球表面时,会使地表升温,地球表面同样会将大量的太阳光再次辐射回外太空,而大气中的温室气体能够截留地球表面的辐射,阻止了地球散热,使地球表面变得更暖,就像给地球盖了一层棉被。这种温室气体使地球表面温度上升的效应,就被称之为温室效应。世界上最早论述相关问题的是法国科学家及数学家傅里叶。


目前地球大气中主要的温室气体有水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)等。不同温室气体吸收红外线的能力与其分子结构有关。
《联合国气候变化框架公约的京都议定书》中规定要控制6种温室气体,它们是二氧化碳、甲烷、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化合物(HFCs) 、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6)。其中,后三类气体产生温室效应的能力最强,但由于二氧化碳在空气中的含量较多,对地球升温的贡献占了近一半。
二氧化碳是主要的温室气体地球大气是混合物,主要由78%的氮气、21%的氧气、0.94%的稀有气体、0.03%~0.04%的二氧化碳构成,余下0.03%则是水蒸气、臭氧、甲烷和其它大气悬浮微粒。可以发现,地球大气中二氧化碳含量其实很少,连0.1%都不到。不过就是这小小的二氧化碳增幅,就足以使全球平均气温上升。


古气候学家综合多方面的测量数据,发现在工业革命以前大气中的二氧化碳含量大约为0.0275%。据科学家统计,在上世纪50年代,那时地球大气中的二氧化碳含量达到了0.0315%,而到了70年代就增加至0.0325%,并且二氧化碳浓度的增长速率还在加快。
大气中二氧化碳浓度增加的主要原因有两方面。一是工业革命以来化石燃料的广泛使用。19世纪中叶以来,随着化石燃料的广泛使用,二氧化碳的排放量逐年升高,平均每年的增长率估计在4%左右。过去一个世纪的二氧化碳排放量超过了人类上千年的二氧化碳排放总量,不仅是全球人口的暴涨,还在于个人的碳排放量需求增加了数倍。


二是人类对植被的破坏速度大大增加。地球表面的绿色植物就是一个巨大的造氧工厂,还具有固定碳的作用。据估计,每平方米的森林可以转化1~2公斤的二氧化碳。由于人类的居住以及农业、工业生产需要,大量的森林被砍伐。上世纪70年代每年约有24亿立方米的木材被采伐,其中有一半都被烧掉了,使空气中的二氧化碳含量增加了很多。植物的减少将使大气中的二氧化碳得不到及时转化。


研究表明,自工业革命以来,地球表面的平均温度就一直在上升,特别是最近半个世纪,地球表面平均温度的增幅与大气中二氧化碳浓度的增幅几乎同步。


上图为地球表面温度和二氧化碳浓度的趋势变化
温室效应的危害由此可见,如果不采取行动,人类的二氧化碳排放量迟早会打破自然界中的碳循环平衡。
如果按照现有二氧化碳浓度的增长水平,到了2050年,大气中高浓度的二氧化碳会使地球表面平均气温上升好几度。可能有的人觉得没什么,平均气温不就上升几度吗?没什么大惊小怪的。要知道,平均气温上升会导致某一时刻的极端气温出现大幅度波动。比如,全球平均气温虽然上升了1℃,夏天就要比过去热好几度。


上图为最近100多年的全球平均气温变化示意图
气温的急剧变化,会使全球各地出现极端气候的频率增加。除了全球降水量将会重新分配,全球变暖会使高山及两极地区的冰盖融化,海平面上升,许多海拨较低的地方会变成泽国,世界地图会因此而改变。此外,高浓度的二氧化碳还有可能使海水中的二氧化碳含量上升,让海水酸度增加,危害海洋生物的生存,不过考虑到冰川融化,具体情况还有待考量。另外,全球温度急剧上升,绝对会加速地球上的物种灭绝速度。全球变暖带来的危害还不止这些,就不细说了。


如图所示,由于全球变暖,北极圈的冰盖开始融化,北极熊失去了赖以生存的家园,以后我们也许就只能在动物园看到北极熊了。
从上世纪70年代开始,美国科学家就利用卫星研究北冰洋的海冰覆盖情况,那时北冰洋的海冰覆盖率在50%以上,而到了2007年海冰覆盖率最低时只有29%,2012年最低值达到了24%。可能过不了多久,当北半球到了夏季,北冰洋上就完全没有冰了。


上图为北极圈卫星照片
金星就是最好的例子如果人类现在尽快采取行动,扼制大气中二氧化碳含量的增长趋势,上面描述的场景可能就不会出现。不过我们可以从别的星球上感受一下温室效应的可怕。
金星是位于水星和地球之间的一颗行星,表面平均温度高达475℃。更靠近太阳的水星,其表面温度在白天最高也才427摄氏度。为何离太阳远的行星表面温度反而比离太阳近的行星的表面温度更高呢?关于金星表面高温的成因,美国科学家卡尔·萨根最先给出了解释,他认为这是金星大气产生的温室效应造成的。
通过金星探测器传回的数据,我们发现金星上的大气主要由二氧化碳构成,还含有少量的氮气。金星与地球的大小差不多,但金星表面的大气比地球浓密,表面大气压大约是地球表面大气压的92倍。正是因为大量二氧化碳的存在,才使得金星表面的温室效应异常恐怖,如果没有二氧化碳,金星表面的平均温度将下降300多度。
地球大气中的二氧化碳含量若继续升高,地球表面的平均温度必然会持续攀升,虽然达不到金星那样的恐怖程度,但对人类以及地球上面的生命将会是个严重的威胁。
结语综上所述,地球大气中二氧化碳含量虽然不到0.1%,但因为二氧化碳是重要的温室气体,所以才会对地球气候产生巨大的影响。二氧化碳浓度的上升是全球升温的主要助力,这已经成为了科学界的共识。
正因为如此,世界各国才大力倡导低碳生活、减少碳排放。在经济发展与减少碳排放这个两难问题面前,终究还是要依靠技术变革来打破僵局,新能源无疑是发展的重点。
为了应对全球变暖,给地球降温,科学家们给出了各种奇思妙想。无非两种途径,一种是降低大气中的二氧化碳含量,一种是直接利用物理方法减少太阳辐射到地球表面的热能。显然第一种途径更切实可行。植树造林、提高植被覆盖率,还有就是在生产生活中减少二氧化碳排放,这正是负责任的大国正在做的事。
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影响是全球变暖,措施是植树造林 就知道这两个,给个好评吧亲!

大气层中99%的气体是氮气和氧气,但它们不吸收热量,对地球温度的影响很小。大气层中较小浓度的气体与维持地球温度密切相关。这些气体通过捕获热量产生自然温室效应,使地球适合居住。地球不断接收来自太阳的能量,并将其辐射回太空。为了保持温度恒定,地球从太阳接收的净热量必须与它发出的热量相平衡。由于太阳很热,它主要以短波辐射的形式发射能量,主要是紫外线和可见光。地球要冷得多,所以它以红外辐射的形式放出热量,红外辐射的波长也比较长。


二氧化碳和其他吸热气体的分子结构使它们能够吸收红外辐射。分子中原子之间的键能以一种特殊的方式振动。当光子的能量与分子的振动频率相对应时,能量被吸收并转移到分子中。二氧化碳和其他吸热气体含有三个或更多的原子,与地球发出的红外辐射的频率相对应。另一方面,氧气和氮气中只有两个原子,不吸收红外辐射。



来自太阳的大多数短波辐射在通过大气层时不会被吸收,但从地球发出的大多数红外辐射被大气层中的二氧化碳等气体吸收了。这些气体然后可以释放或重新辐射热量,其中一些到达地球表面,使其变暖。大气层中少量的二氧化碳可以产生巨大的影响,这并不奇怪。就像我们服用的药物只占我们体重的一小部分,我们希望它们能影响我们。




今天的二氧化碳水平比人类历史上的任何时候都高。科学家们普遍认为,自19世纪80年代以来,地球表面的平均温度上升了约2华氏度(1摄氏度),而人为增加的二氧化碳和其他热诱导气体很可能是罪魁祸首。如果不采取行动遏制排放,到2100年二氧化碳可能达到大气层的0.1%,是工业革命前水平的三倍多。这将是一个比地球过去的转变快得多的变化,这些转变已经产生了巨大的后果。如果不采取任何措施,这一小块大气可能会造成一个大问题。



大气中99%的气体是氮气和氧气,他们不吸收热量,对地球温度影响很小,大气中较小的浓度的气体维持地球温度密切相关,这些气体能补助热量产生自然温室效应,使地球适合居住,二氧化碳和其他吸热气体的分子结构结合成红外辐射,分子中原子直接有一种特殊的方式震动,二氧化碳和吸热气体还有三个或者更多的原子,二氧化碳是其他热诱导气体很有可能是罪魁祸首,如果不释放,会产生巨大后果。

因为二氧化碳属于温室气体,他们能大量的吸收太阳中的红外射线,阻隔地球散热,当太阳光照到地球表面时,它就会使地表升温,使地球变得更暖。

大气中的二氧化碳虽然说含量很低,但是它会吸收紫外线和地球上人类活动产生的热量,然而测量层有着保护地球大气的作用,会让这些温室气体一直保留在我们的大气内,导致全球气候问题。

主要保持温度恒定的是靠氮气和氧气,二氧化碳的产生虽然很少,但是它会影响到他们平衡温度以及去防御紫外线的作用,所以就会造成微量的二氧化碳,导致全球的气候发生变化。

大气中的二氧化碳含量明明很低,为何二氧化碳能对气候产生那么大的影响...
答:来自太阳的大多数短波辐射在通过大气层时不会被吸收,但从地球发出的大多数红外辐射被大气层中的二氧化碳等气体吸收了。这些气体然后可以释放或重新辐射热量,其中一些到达地球表面,使其变暖。大气层中少量的二氧化碳可以产生巨大的影响,这并不奇怪。就像我们服用的药物只占我们体重的一小部分,我们希望它们...

生物圈的大气中,二氧化碳的相对含量虽然不高,但对地球温度的影响却很...
答:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成贮存着能量的有机物(主要是淀粉),并且释放氧气的过程,就是绿色植物的光合作用。

大气中二氧化碳含量是多少?
答:研究表明,空气中二氧化碳浓度低于2%时,对人没有明显的危害,超过这个浓度则可引起人体呼吸器官损坏,即一般情况下二氧化碳并不是有毒物质,但当空气中二氧化碳浓度超过一定限度时则会使肌体产生中毒现象,高浓度的二氧化碳则会让人窒息。动物实验证明:在含氧量正常(20%)的空气中,二氧化碳的浓度越高,动...

大气中二氧化碳含量是多少?
答:大气中二氧化碳分子占气体总量的体积百分比。大气中二氧化碳浓度非常低,约占0.04%。大气中的主要成分是78.08%的氮、20.95%的氧、0.036%的氩以及0.036%的二氧化碳,当然还包括其他微量元素,如氖、氦、氪、氙等。大气介绍 大气是指在地球周围聚集的一层很厚的大气分子,称之为大气圈。像鱼类...

二氧化碳在空气中的含量虽然极少,但也是人类生存不可缺少的物质.请回答...
答:(3)久未开启的菜窖底部常含有较多的二氧化碳,检验菜窖中二氧化碳的含量是否过高一般是进行灯火实验,如果二氧化碳含量过高则灯火会熄灭,主要是依据二氧化碳的不燃烧也不支持燃烧的性质;(4)导致温室效应的直接根源是大量燃烧化石燃料,严重破坏森林植被.所有要减少大气中二氧化碳的含量,...

空气中二氧化碳的含量是多少
答:二氧化碳是一种无色、无味、无毒的气体,是植物进行光合作用的原料之一,也是动物和人类呼吸的产物。在地球大气中,二氧化碳的含量相对稳定,但是随着人类活动的增加和工业化的不断发展,二氧化碳的排放量逐渐增加,导致全球气候变暖,温室效应加剧。空气中二氧化碳的含量很低,但在过去几十年中,由于人类活动...

空气中二氧化碳的度是多少?
答:空气中二氧化碳的含量通常是以体积分数(或体积百分比)来表示,即空气中二氧化碳气体占据的体积与整个空气的体积之比。在地球的大气中,二氧化碳的含量通常非常低,约为0.04%。换句话说,每一百升空气中大约含有0.04升的二氧化碳。请注意,二氧化碳的含量在不同地区和不同条件下可能会有所变化。例如,在...

二氧化碳溶解度是怎么样的?
答:虽然二氧化碳(CO2)在水中的溶解度很高,但由于大气中的含量很低,所以水中二氧化碳的平衡浓度很小。溶解于水中形成碳酸(H2CO3)的二氧化碳小于1%,碳酸的度很大,所以,我们可以将二氧化碳加上碳酸作为总二氧化碳。25℃和标准大气压(760毫米汞柱)条件下二氧化碳饱和的纯水总二氧化碳浓度为046毫克/升,理论...

二氧化碳在空气中的含量为什么比空气少这么多
答:大气中的二氧化碳含量的多少是由自然界中各种变化产生和消耗二氧化碳相互补偿的一种结果,这跟二氧化碳的密度大小关系不大.我们呼吸时呼出的确实是二氧化碳,化石燃料燃烧也会产生大量的二氧化碳,而绿色植物的光合作用及海洋等地表水也会溶解一部分,正是这个原因,空气中二氧化碳含量才保持了相对恒定.二氧化碳像温室...

全球气候为什么会变暖?
答:大气中的二氧化碳,经植物的自然消耗,大致保持着平衡状态,也就是说,大气中二氧公碳的含量为280PPm(即百万分之280),它恰好适合人类和动植物生存,也不会使气候发生较大的变化。可是,近几年来,大气中二氧化碳的含量不断增高,温室效应不断增强,从而导致了全球性的气候变暖。