温室气体与温室效应
温室气体 温室效应比较 GWP值
温室气体以下为百度知道关于温室气体的摘要：详情登陆：/view/3185.htm温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射,并重新发射辐射的一些气体,如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。
它们的作用是使地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室内空气的作用。
这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。
水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)是地球大气中主要的温室气体。
温室气体之所以有温室效应，是由于其本身有吸收红外线的能力。
温室气体吸收红外的能力是由其本身分子结构所决定的。
1820年之前，没有人问过地球是如何获取热量的这一问题。
正是在那一年，让-巴普蒂斯特-约瑟夫·傅里叶傅里叶（1768～1830年，法国数学家与埃及学家），回到法国后，他整年披着一件大衣，将大部分时间用于对热传递的研究。
他得出的结论是：尽管地球确实将大量的热量反射回太空，但大气层还是拦下了其中的一部分并将其重新反射回地球表面。
他将此比作一个巨大的钟形容器，顶端由云和气体构成，能够保留足够的热量，使得生命的存在成为可能。
他的论文《地球及其表层空间温度概述》发表于1824年。
当时这篇论文没有被看成是他的最佳之作，直到19世纪末才被人们重新记起。
其实只因为地球红外线在向太空的辐射过程中被地球周围大气层中的某些气体或化合物吸收才最终导致全球温度普遍上升，所以这些气体的功用和温室玻璃有着异曲同工之妙，都是只允许太阳光进，而阻止其反射，近而实现保温、升温作用，因此被称为温室气体。
其中既包括大气层中原来就有的水蒸气、二氧化碳、氮的各种氧化物，也包括近几十年来人类活动排放的氯氟甲烷（HFCs）、氢氟化物、全氟化物（PFCs）、硫氟化物（SF6）、氯氟化物（CFCs）等。
种类不同吸热能力也不同，每分子甲烷的吸热量是二氧化碳的 21倍，氮氧化合物更高，是二氧化碳的270倍。
不过和人造的某些温室气体相比就不算什么了，目前为止吸热能力最强的是氯氟甲烷（HFCs）和全氟化物（PFCs）。
二氧化碳和温室效应的关系
二氧化碳（CO2）是一种大气中的温室气体，与地球的温室效应密切相关。
温室效应是指大气中某些气体吸收和重新辐射地球表面向外散发的热量，导致地球表面温度升高的现象。
温室气体包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等，其中二氧化碳是主要的温室气体之一。
当太阳辐射到达地球时，部分能量被地表吸收，地表再以热辐射的形式释放出来。
然而，二氧化碳和其他温室气体能够吸收并重新辐射这些热辐射，使得一部分热量保持在大气层中，产生温室效应。
过量的二氧化碳排放是导致温室效应加剧的主要原因之一。
人类活动，例如燃烧化石燃料（如煤、石油和天然气）、森林砍伐等，导致二氧化碳大量释放到大气中。
这导致大气中二氧化碳浓度的增加，进而增强了温室效应，使地球的平均温度逐渐升高。
温室效应的加剧会引发一系列气候变化问题，如全球气温上升、海平面上升、极端天气事件增多等。
因此，减少二氧化碳的排放和控制温室气体浓度对于应对气候变化至关重要。
国际社会也通过各种形式的协议和行动来共同努力，减少温室气体的排放，并推动可持续发展和低碳经济的发展。
1温室效应与温室气体
科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到 2050年全球温度将上升2－4摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海 平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括几个著名 的国际大城市：纽约，上海，东京和悉尼。
这张图为拍摄于2002年2月17日的卫星照片显示了一块估计重达50亿吨 的冰雪区域从南极大陆解体，分散成数以千计的冰山的情景。这是全球气候 变暖的一个惊人结果。
CO2排放源
排放源的变化趋势
2020年全球CO2排放的范围为每年29-44千兆吨CO2， 2050年是每年23-84千兆吨CO2。预计电力和工业 行业CO2排放源的数量到2050年将显著增加，主要 在南亚和东亚。相比之下，欧洲这种源的数量可 能略有减少。 工厂的数量越多，技术上适于捕获的高浓度CO2源 的数量就越大。
捕获系统示意图
图中简要说明了氧燃料燃烧、燃烧前（包括氢和肥料生产）、燃烧后及CO2 的工业源（包括天然气加工设备和钢铁、水泥生产）
CO2运输
运输方法主要有三种：管道，船舶 和 公路、铁路罐车。 目前管道是一种成熟的市场技术并是运输CO2常用的方法。 典型的做法是将气态CO2施加8MPa以上的压力进行压缩， 避免两相流和提升CO2的密度，因而便于运输和降低成本。 基本上成本在1–8美元/吨CO2（4–30美元/吨碳）之间。 第一条长距离的CO2管道于20世纪70年代初在美国投入 运行，超过2,500公里的管道每年将天然源和人为源产生 的4千万吨CO2运输到位于德克萨斯州的许多地方，CO2 在那里被用于强化采油。这些管道在环境温度下以“浓缩 相”方式高压运行（这种方式是一个连续不断地加压过程， 始终将气体保持在液体状态，无明显相变）。
温室效应加剧了极地生态的破坏
温室气体的作用机制及其与温室效应的相关性分析
温室气体的作用机制及其与温室效应
的相关性分析
温室气体是可以维持地球表面温度的重要气体，其间接暖化
作用的机制，也可以称为温室效应。
温室气体主要有水汽、二氧
化碳、甲烷、氟氯烃4种。
它们具有非常强的折射特性，可以反
射短波太阳辐射，使得原本可以夜直接离开地球的能量反射回地球，这样可以把大气层中其他物质由绝热分解而阻止，太阳辐射
继续停留在大气层里，由于地球发热潜力的影响，温度就会变得
更高，从而使地球暖化，这就是温室效应的具体机制。
温室气体的浓度和温室效应的相关性十分明显。
以水汽为例，它的浓度比其他温室气体要高，是温室效应的主要成分。
当水汽
的浓度持续增加时，温室效应就会持续加剧。
与此同时，碳氧化
物（二氧化碳、甲烷）和氟氯烃（氟氯乙烯等）在温室效应中也
扮演着至关重要的角色。
随着其浓度的增加，温室效应也会加剧。
当温室气体的浓度增加时，可以期待温室效应会有所增加。
由于影响气候变化的种种原因，大气中温室气体浓度不断增加，
温室效应也在不断增强。
温室效应的增强也会带来降雨量和气温
的变化，从而影响到全球气候变化。
因此，科学家们认为，温室
气体的减排和控制是抵御气候变化的重要措施。
温室效应与温室气体 ppt课件
一 地球的热平衡
来自太阳各种波长的辐射， 一部分在到达地面之前被大 气反射回外空间或者被大气 吸收之后再辐射而返回外空 间；一部分直接到达地面。
到达地面的辐射有少量短波 长的紫外光，大量的可见光 和长波红外光。这些辐射在 被地面吸收后，最终都以长 波辐射的形式又返回外空间， 从而维持地球的热平衡。
温室气体的分类
地球的大气中重要的温室气体包括下列数种：二氧化碳
（ 氢
CO₂）、臭氧（ 氟氯碳化物类
O（3）CF、Cs
，氧H化FC亚s ，氮H（CFNC2sO））、、甲全烷氟（碳C化H4
）、 物
（PFCs）及六氟化硫（SF6）等。
由于水蒸气及臭氧的时空分布变化较大，因此在进行减量
措施规划时，一般都不将这两种气体 纳入考虑。至于在
比来说，二氧化碳由于含量较多，所占的比例也最大，约
为55%。
温室效应
温室气体（如co2）像温室的玻 璃一样，它允许来自太阳的可 见光射到地面，也能阻止地面 重新辐射出来的红光返回外空 间。因此温室气体起着单项过 滤器的作用。大气中co2吸收了 地面辐射出来的红外光，把能 量截流于大气之中，从而使气 温升高，这种现象为温室效应。
如果大气中温室气体过多，便 会有更多能量保留在大气中而 不能正常的向外空间辐射，这 样就会使地表面和大气的平衡 温度升高，对地球生态平衡造 成影响。
四。温室效应的危害
⒈气候变得更暖和， 冰川消融，海平面 将升高，引起海岸 滩涂湿地、红树林 和珊瑚礁等生态群 丧失，海岸侵蚀 ， 海水入侵沿海地下 淡水层，沿海土地 盐渍化等，从而造 成海岸、河口、海 湾自然生态环境失 衡，给海岸带生态 环境带来了极大的 灾难。
二.温室气体
温室气体与温室效应(修正)
4
温室效应的影响
01
生物多样性 减少
随着全球气候变暖， 极端气候事件的发 生频率和强度正在 增加。这些事件包 括洪水、干旱、热 波、飓风和暴风雪
等
02
极端气候事 件增多
随着全球气候变暖， 极端气候事件的发 生频率和强度正在 增加。这些事件包 括洪水、干旱、热 波、飓风和暴风雪
等
03
人类健康问 题
全球气候变暖对人 类健康产生了负面 影响。例如，暴雨、 洪水和干旱等极端 气候事件可能引发 疾病的传播和传播
温室效应
1
2
温室效应
温室效应
➢ 温室效应是指由温室气体 导致的地球表面温度升高 的现象。温室气体的作用 是吸收和再辐射地球表面 的红外辐射，使得能量无 法逃逸到太空，而是在地 球大气层内循环，导致地 球表面温度升高。这种效 应主要是由于人类活动导 致的，包括燃烧化石燃料 、农业活动、工业活动和 土地利用变化等
范围的扩大
04
农业和粮食 安全
全球气候变暖可能 会对农业产生负面 影响，包括作物产 量的减少、水资源 短缺和害虫的增加 等问题。这些问题 可能对全球粮食安
全产生影响
05
经济影响
温室效应对全球经 济产生了影响。例 如，极端气候事件 可能对农业、能源 生产和基础设施等 方面产生负面影响， 从而影响经济增长 和发展。此外，全 球气候变暖还可能 导致自然资源的分 布发生变化，从而 影响国际贸易和市
➢ 温室效应的后果包括全球 气候变暖、海平面上升、 极端气候事件增多等。这 些影响已经开始在全世界 范围内显现，并对人类社 会、经济和环境产生了深 远的影响。因此，国际社 会已经采取了一系列行动 来减缓温室效应，包括签 署《巴黎协定》、推广可 再生能源、提高能源效率 、发展低碳经济等
温室效应和温室气体
• ⒉水域面积增 大。水分蒸发 也更多了，雨 季延长，水灾 正变得越来越 频繁。遭受洪 水泛滥的机会 增大、遭受风 暴影响的程度 和严重性加大， 水库大坝寿命 缩短。
• ⒊气温 升高可 能会使 南极半 岛和北 冰洋的 冰雪融 化。北 极熊和 海象会 渐渐灭 绝。
• ⒋许多小岛将会无影无踪。 • ⒌因为还有热力惯性的作用，现有的温室气体还 将继续影响我们的生活。 • ⒍温度升高，会影响人的生育，精子的活性随温 度升高而降低。 • ⒎原有生态系统的改变。 • ⒏对生产领域的影响，例如：农业，林业，牧业， 渔业等部门。 • ⒐将感染疾病等传染病。病菌通过极端天气和气 候事件（厄尔尼诺现象，干旱，洪涝，热浪等） ， 扩大疫情的流行，对人体健康危害。
树
温室效应的危害
（1） 地球上的病虫害和传染疾病增加； （2） 海平面上升； （3） 气候反常，海洋风暴增多； （4） 土地干旱，沙漠化面积增大。 科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在 的速度继续发展，到2050年全球温度将上升2－4摄 氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大 大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其 中包括几个著名的国际大城市：纽约，上海，东京 和悉尼。
温室效应的形成
太阳以电磁波（主要 以可见光的形式）向 地球辐射能量，其中 一部分在到达地球表 面以前被反射回宇宙 太空，一部分被大气 层所吸收，一部分则 穿过大气层到达地面。 地球在接受了太阳能 以后，以长波的形式 向外辐射，向外辐射 的能量一部分被大气 层吸收，一部分辐射 到宇宙太空，另一部 分则返回地表。
• 7.物种加速灭绝因素 • 地球上的生物是人类的一项宝贵资源，而生物的 多样性是人类赖以生存和发展的基础。但是目前 地球上的生物物种正在以前所未有的速度消失。 • 8.水污染因素 • 据全球环境监测系统水质监测项目表明，全球大 约有10%的监测河水受到污染，本世纪以来，人 类的用水量正在急剧地增加，同时水污染规模也 正在不断地扩大，这就形成了新鲜淡水的供与需 的一对矛盾。由此可见，水污染的处理将是非常 地迫切和重要。 • 9.有毒废料污染因素 • 不断增长的有毒化学品不仅对人类的生存构成严 重的威胁，而且对地球表面的生态环境也将带来 危害。
温室气体和温室效应pdf
温室气体：CO2
在新鲜空气中 CO2的浓度，乡村约为0.03％，城市约 为0.04％。而实验研究证明： CO2含量达0.07％时，有少数对气体敏感的人就感 觉有不良气味和不适感觉； CO2达0.1%时，空气中氯类化合物明显增加，人们 普遍有不适感觉； 达3％时，肺的呼吸量虽正常，但呼吸深度增加； 达4％时，头痛、耳鸣、脉搏滞缓、血压升高； 达8％一10％时，呼吸明显困难，意识陷入不清， 以致呼吸停止； CO2含量达加％时，可以很快使人致死。
第三种形式是煤、石油和天然气等化石燃料燃烧 时，生成CO2，最返回大气中重新进入生态系统的 碳循环。
温室气体：CO2
CO2的重要作用： CO2是物质循环中最重要的碳循环的主要载休， 对人体的呼吸起调节作用。 它与水汽等物质形成的温室效应是地球上生命赖 以生存的必要条件。 日益重视室内环境的今天，CO2还在卫生学上被 视作室内空气污染的“指示剂”。
地面14 m以上的远红外辐射，不能透过大气传向 空间。在整个长波谱段中，将整层大气的积分辐 射吸收率和黑体吸收率比较，约相当于0.7。这比 短波辐射的吸收率大了数倍。
温室气体在大气中的吸收带
释放 吸收带
CH4 N2O
大气窗口
CO2
O3 CFC12 CFC11
波长X100nm
50 75 100 125 150 175 200
温室蔬菜
“一边倒”桃树
地球变暖的证据
失控的温室效应
金星温室效应：
金星大气中CO2等气体吸收了 太阳能量后,使金星大气温度 上升的物理效应。 金星大气层的云层顶部温度 约 -50℃。随高度降低 , 温度 直线上升 , 至金星表面 , 其温 度达420～480℃。 金星表面的压力约10兆帕,相 当地球大洋海平面以下 1000 米深处的压力。由于大气圈 密度高,整个金星表面温度几 乎是一致的。
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• IPCC(2007) 的结论：大量的事实证明人类活 动对全球气候具有确实的影响
❖ 全球气温将升高1-3 oC； ❖ 全球海平面将上升15-100 cm; ❖ 降雨强度可能会增加。
ii) 农业的影响 高实大验。证但明是在，CO‘2高全浓球度变的暖环’境的下结，果植可物会会影生响长大得气更环快流速，和继 而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由 于未能清楚了解‘全球变暖’对各地区性气候的影响，以 致对植物生态所 生成的转变亦未能确定。
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对人类生活的潜在影响
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日冕洞与全球暖化有密切的关系
日冕洞是太阳外层大气中的缺口，由超音速粒子喷流组成的太阳风从中
灌注至整个太阳系
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温室气体和温室效应
大气中的CO2、CH4等气体可以强烈地吸收红外 辐射，因而它在大气中的存在对截留红外辐射能量 影响较大。这些气体如同温室的玻璃一样，它允许 来自太阳的可见光到达地面，但阻止地面重新辐射 出来的红外光返回外空间，因此，这些气体起到了 单向过滤作用。
气体 二氧化碳 甲烷 一氧化碳 二氯乙烷 CFC 11 CFC 12 四氯化碳
大气中体积分数/10-9 344 000 1 650 304 0.13 0.23 0.4 0.125
年平均增长率（%） 0.4 1.0 0.25 7.0 5.0 5.0 1.0
注：本表摘自俊藤博俊，1990。
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全球气温的变化趋势
Temperature anomalies (oC)
0.6
Annual_Mean
0.4
5-year_Mean
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
1860
1880
1900
1920
1940
1960
1980
2000
2020
Year
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温室气体浓度的增长
工业革命前 浓度
温室气体和温室效应
大气中如CO2等气体吸收了地面辐射出来的红外 光，把能量截留在大气之中，从而使大气温度升高， 这种现象称为温室效应。能够引起温室效应的气体， 称为温室气体。
如果大气中温室气体增多，便可有过多的能量
保留在大气中而不能正常地向外空间辐射，这样就
会使地面和大气的平衡温度升高，对整个地球的生
政府呼吁当地人节约用电、注重回收垃圾， 放弃近些年来购买的汽车或摩托车，恢复 步行或骑自行车的习惯
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以现在的速度，2050年， 纽约，上海，东京和悉尼将淹于水中
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对人类生活的潜在影响
i) 经济的影响 全球有超过一半人口居住在沿海100公里的范围以内，其中 大部份住在海港附近的城市区域。所以，海平面的显著上 升对沿岸低洼地区及海岛会造成严重的经济损害，例如： 加速沿岸沙滩被海水的冲蚀、 地下淡水被上升的海水推向 更远的内陆地方。
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温室气体的种类
• CO2，CO ，CH4，VOCs；
• CH3CHCl2，CCl4 ，氯氟碳化合物(CFCs) ， 最重要的是CFC-11(一氟三氯甲烷)和CFC12 (二氟二氯甲烷) ；
• O3； • N2O ，NOx； • 水气(H2O)
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全球气候变化的现状与未来
• 过去一百年里，全球气候发生了变化：
1994浓度
CO2
280 ppmv 358 ppmv
增长率
1.5 ppmv/yr
寿命 (year)
50-200
CH4
700 ppbv 1720 ppbv 10 ppbv/yr
12
N2O
275 ppbv 312 ppbv 0.8 ppbv/yr
130
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12
温室气体和温室效应
大气中具有温室效应的气体、浓度及增长率
态平衡会有巨大的影响。
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温室气体和温室效应
判断一种物质是否为大气中重要的温室气体的主要参考标准：
1. 该气体必须有足够宽的红外吸收带，在 大气中的浓度足够高，能显著吸收红外 辐射；
2.该气体如果在7～13 μm的大气辐射窗口 有吸收，对温室效应的增强最有效；3. 大气寿命长。 Nhomakorabea编辑ppt
日本环境厅
2030
26~165
Bloom
2030
100
欧洲共同体
21世纪
20~165
3、对农业Ba的rth影&响Tit：us 世界粮食生产20的25稳定性和分13布~5状5 况
联合国环境规划署（U的NE改P变） ，农2产1世品纪贸末易模式的变65化。
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太平洋岛国图瓦卢将面临“灭顶之灾”
iii) 海洋生态的影响 沿岸沼泽地区消失肯定会令鱼类，尤其是贝壳类
的数量减少。河口水质变咸可会减少淡水鱼的品种 数目，相反该地区海洋鱼类的 品种也可能相对增 多。至于整体海洋生态所受的影响仍未能清楚知道。
iv) 水循环的影响 全球降雨量可能会增加。但是，地区性降雨量的
改变则仍未知道。某些地区可有更多雨量，但有些 地区的雨量可能会减少。此外 ，温度的提高会增 加水份的蒸发，这对地面上水源的运用带来压力。
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全球变暖可能产生的影响
海平面上升：低地被淹，海岸被冲蚀，排洪不畅，
土地盐渍化，海水倒灌等。
未来海平面变化的预测
预测者
预测年份 上升量（cm）
2、对世界动气植象物组的织影（W响M：O一）些地区某20些25物种将会消20失~1，40 而
Mercer 有些则从气20候30变暖中得到5益00处。
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“温室效应”增强后的影响
ii) 海平面升高
有两种过程会导致海平面升高：
第一种是海水受热膨胀令水平面上升； 第二种是冰川和格陵兰及南极洲上的冰块 溶解使海洋水份增加。
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冰川融化：
全球变暖可能产生的影响
喜玛拉雅地区冰川以目前融化速度 将在2035年消失
温室气体及气候变化
大气物理学院 张泽锋
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1
马尔代夫召开全球首次水下内阁会议
马尔代夫为什么要召开水下会议？
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2
辐射平衡
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3
两个概念
• 任何可以干扰地球-大气辐射平衡，从而改 变气候的因素，即为辐射强迫因素，包括 温室气体、太阳辐射、气溶胶和反照率等；
• 由于某一物种浓度扰动造成的辐射强迫定 义为保持其它因素不变时对流层顶净辐射 通量的变化（W/m2)