温室效应主要和次要起源的影响

在动态平衡地球是一颗行星,它不断地吸收和发射电磁辐射。它接收紫外和可见的来自太阳的辐射,它发出红外辐射和能量平衡说,“能量”必须等于“能量”,地球的温度是恒定的。这个等式可以用来确定地球的平均温度。太阳和地球都是黑体发射的电磁辐射。即大众有能力发射和吸收所有频率(或波长)的电磁辐射均匀。释放能量的分布曲线单位面积单位时间和波长对黑人的身体是由普朗克在20世纪初,第一部分,绘画般地在图1所示。没有数学细节,两点相关。首先,单位时间内所释放的总能量集成所有波长成正比(T / K) 4。第二,最大的发射波长分布曲线与(T / K)成反比,也就是说,lmax (T / K) 1。这是斯蒂芬和维恩

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图1黑体发射曲线从太阳(T ~ 5780 K)和地球(T ~ 290 K),显示操作的维恩定律1马克斯(1 / T)。这两个图是不按比例。

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图1黑体发射曲线从太阳(T ~ 5780 K)和地球(T ~ 290 K),显示操作的维恩定律1马克斯(1 / T)。这两个图是不按比例。

法律,分别。比较太阳和地球的黑体曲线,太阳发出紫外/可见辐射峰值在ca。500海里兽形杯= 5780 K的特征。地球是20倍的温度低,所以地球的黑体发射曲线的峰值波长更长或ca 20倍。10毫米。因此地球发出红外辐射波长范围跨越ca。4 50毫米,与大部分的排放在5范围25毫米(或400 2000厘米)。

太阳能通量拦截每秒的能量来自太阳的地球表面的放射可以写成Fs (1 - A) pRe2,其中Fs是地球大气层以外的太阳能通量常数(1368 Js 1米2),再保险是地球的半径(6.38 x 106),和一个是地球的反照率,相应的入射太阳能通量的减少吸收和散射气溶胶粒子的辐射(平均值0.28)。每秒发出的红外线能量从地球表面是4 pre2ste4, s是斯蒂芬的常数(5.67 x 10 8 J s 1米2 k 4)和4 pre2是地球的表面积。在地球的温度平衡,Te,可以写成:

使用上面的数据产生一个ca的Te。256 K值。幸运的是,地球的平均温度不是一个西伯利亚-17°C,否则生活将是一个非常不愉快的经历对于大多数人类在这个星球上。为什么我们的星球有一个好客的ca的平均值更高。290 K是温室效应。几千年来,吸收一些发出的红外辐射通过地球大气层中的分子(主要是二氧化碳,O3和H2O)困辐射逃离了地球大气的温室运作(就像一个花园),有些是再次辐射回到地球表面,造成海拔在地球表面的温度。因此,温室效应,地球一直保持在这个平均温度,对于这个事实我们都应该非常感激!这种现象通常被称为“主”的温室效应。因此,一个神话描绘的所有方面坏消息的温室效应;相反的,是真的。

证据的存在大气中的温室气体吸收红外辐射来自卫星数据。图2显示了数据收集的灵气4卫星circum-navigating地球海拔外地球的对流层(0 <高度h < 10公里)和平流层(10 < h < 50公里)。的红外发射光谱范围6 25毫米逃离地球代表一个黑体辐射源的温度290 K,与吸收(即。下降)12 - 17毫米,约9.6毫米,和l < 8毫米。这些波长对应于红外吸收的二氧化碳,O3和H2O,分别三个大气气体造成了主要的温室效应。

当然,争论的主要温室气体保持我们的星球的恒温ca。290 K预设了他们吗

25.0

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图2红外发射光谱逃离到太空所观察到的灵气4卫星在地球大气层外。吸收二氧化碳12和7毫米之间,O3(约9.6毫米)和水(1 < 8毫米)。(许可迪金森和克拉克(eds),二氧化碳审查,牛津大学出版社,1982年)。

浓度保持大约持续很长一段时间。这与二氧化碳和还没有发生,在较小程度上,O3在260年以来(年)工业革命的开始ca。1750年,这些和新的温室气体的浓度变化,造成“二次”温室效应发生在这个时间窗口,导致温度上升,今天我们都经历。至少,的主要论点的支持者的温室气体,主要是二氧化碳,相当于全球变暖”学派。毫无疑问,我们的大气中二氧化碳的浓度已从ca。280ppm当前水平的ca (ppmv)。380 260 ppmv过去。(1 ppmv相当于分子数密度为2.46×1013厘米3 1酒吧和一个压力温度298 k)也是毫无疑问的,地球的平均温度已经上升了0.5 0.8 K /这同一时间窗口(图3)。没有被证明是这两个事实之间存在着因果关系,最主要的问题是没有足够的结构或分辨率与时间在二氧化碳浓度或温度数据。更近期的数据最后的100(图4),在关联似乎是更好的建立不会说服持怀疑态度。说,最近演示了最明显的IPCC2007报告[2],世界科学家的共识,当然物理科学家,是确实存在着很强的相关性。

相比之下,一个很好的例子在大气科学的决议存在确认两组数据之间的相关性发生在1989年;O3的浓度和平流层ClO自由基被证明有强烈anti-correlation影响数据收集的飞机时作为纬度的函数在南极(图5)[3]。

CD啊

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1998年温度误差范围

(95%置信水平)

温度

1000 1200 1400 1600 1800 2000年

图3地球的平均温度和地球大气层中二氧化碳的浓度水平在过去的1000年。(许可www.env.gov.bc.ca空气/气raybet雷竞技最新候/表明/图片/ appendnhtemp。gif和www.env.gov.bc.ca气候/表明raybet雷竞技最新/图片/空气/appendCO2.gif)

320 310 300 290 280

全球平均温度和二氧化碳浓度,1880 - 2004

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数据源温度:ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/anomalies/annual_land.and.ocean.ts数据源二氧化碳(冰期冰核):http://cdiac.esd.oml.gov/ftp/trends/co2/siple2.013数据源二氧化碳(莫纳罗亚山):http://cdiac.esd.oml.gov/ftp/trends/co2/maunaloa.co2

平面设计:迈克尔·恩斯特。伍兹霍尔研究中心

图4地球的平均温度和地球大气层中二氧化碳的浓度水平在最近的过去100年的历史。(图中所示的web站点许可)。

纬度/度

——在ppt CIO混合比

图5清楚抗臭氧的浓度之间的相关性,O3,和一氧化氯激进,克罗”,在上面的平流层南极在1987年春天的季节。(许可安德森et al ., j .地球物理学。> d . 94 (1989) 11465)。

不仅是一般的观察,有降低O3浓度与ClO浓度的增加,但也决议足以表明,在特定的纬度蘸O3浓度对应准确ClO浓度上升。即使是最怀疑科学家可以接受,O3浓度的减少在南极春季ClO浓度的增加,有关,这个结果导致了解未来10 15的含氯化合物异构的化学极地平流层云。不幸的是,这种良好的决议不存在的数据(例如,无花果。3和4)对全球变暖的二氧化碳和T参数,导致众多的理论,现在在公共领域。

我承认,那会是一件非常令人惊奇的如果没有一些关系如此快速的增加在地球的二氧化碳浓度和温度,不过有两个方面的图3回答这样一个简单的理论的支持者。首先,数据表明,地球的温度实际上减少了1750年至1920年,ca。而二氧化碳浓度增加,从280年到ca。在这个时间窗口310 ppm。其次,温度下降在公元1480年左右的“小冰河期”不是反映出类似的二氧化碳浓度下降。说,然而,明显上升的二氧化碳水平之间的协议和Te过去50是非常惊人的。最可能的解释肯定是有众多的影响,其中一个是大气中温室气体的浓度,导致地球的温度。在特定的历史时期,这些影响是“阶段”(就像现在),在其他时候他们可能一直在“反相”和相互合作。

继续阅读:温室气体的物理化学性质

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