这里有最详细的答案 什么是温室效应

温室效应(英语:Greenhouse effect)是指行星的大气层因为接收辐射能量,使得行星表面升温的效应 。

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温室效应的原理图
由于温室效应,行星表面温度会比没有大气层时的温度要高 。以往以为其机制相似温室使其中气温上升的机制,故名为“温室效应” 。不少研讨指出,人为因素使地球上的温室效应异常加剧,而造成全球暖化的效应 。
太阳辐射重要是因为短波辐射,而地面辐射和大气辐射则是长波辐射 。大气对长波辐射的接收力较强,对短波辐射的接收力较弱 。白天时,太阳光照耀到地球上,部分能量被大气接收,部分被反射回宇宙,大约47%的能量被地球表面接收 。晚上地球表面以红外线的方法向宇宙散发白天接收的热量,其中也有部分被大气接收 。
大气层像笼罩玻璃的温室一样,保留了必定的热量,使得地球不至于像没有大气层的月球一样,被太阳照耀时温度急剧升高,不受太阳照耀时温度急剧降低 。一些理论以为,由于温室气体的增长,使地球整体所保存的热能增长,导致全球暖化 。
如果没有温室效应,地球就会冷得不合适人类居住 。据估量,如果没有大气层,地球表面平均温度会是?18℃ 。正是有了温室效应,使地球平均温度保持在15℃,然而当下过多的温室气体导致地球平均温度高于15℃ 。
目前,人类运动使大气中温室气体含量增长,由于燃烧化石燃料及水蒸气、二氧化碳、甲烷等发生排放的气体,经红外线辐射接收留住能量,导致全球表面温度升高,加剧温室效应,造成全球暖化 。为懂得决此问题,结合国制订了气象变更框架公约,掌握温室气体的排放量,防止地球的温度上升,影响生态和环境 。
历史约瑟夫傅里叶在1824年就提出有温室气体存在的想法,1827年时克劳德普雷特也增强了此论点,并在1838年提出相干的证据,1859年时约翰廷德尔也用试验数据验证 。1896年时斯凡特奥古斯特阿伦尼乌斯也确认了此一效应 。不过这些科学家都没有用“温室效应”来描写此一现象,一直到1901年尼尔斯古斯塔夫埃科赫姆才开端应用此一名词 。
1917年时亚历山大格拉汉姆贝尔提到“(未检测到的化石燃料燃烧)会造成相似温室的效应” 。因此贝尔也提倡其他的替代能源,例如太阳能 。
机制地球会接收太阳释放的电磁波辐射如紫外线、可见光以及近红外线 。在大气层上端可吸收到的所有辐射能中,大气和云会反射26%的能量到太空中,而大气和云本身会接收19%的能量 。大部分剩下的能量都是由地球表面接收,因为地表的温度比太阳要冷很多,因此其释放的远红外线波长也比太阳释放的电磁波波长要长很多 。大部分的热辐射是由大气接收,大气温度会因此进步,大气除了接收太阳释放的电磁波以及地球的热辐射外,大气也会由地面的显热和潜热通量吸收到能量 。大气会往上方及下方辐射能资源网量,部分往下方辐射的能量是由地表接收,因此地表温度会较没有大气时的地表温度要高 。
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【这里有最详细的答案 什么是温室效应】在大气层上方及海平面上太阳辐射频谱的差别
一个幻想热传导性的黑体若位在地球的地位,吸收到太阳辐射的热量,其温度大约会是5.3 C 。不过因为地球反射掉约30%的太阳辐射能量,其幻想有效温度(使黑体辐射热量和其接收热量雷同的温度)应当是?18 C 。上述设想星球的表面温度(?18 C)较地球的平均表面温度14 C低了约33度 。
上述基本的机制可以用许多方法来量化,而且这些方法都不会影响基本机制 。靠近地面的大气不会接收热辐射(但在对应温室效应的波长段例外),大部分来自地表的热丧失是因为显热及潜热的流传 。在大气中的高度越高,因为水蒸气(一种主要的温室气体)的浓度下降,因此其辐射的热丧失会越大 。可以将温室效应视为在对流层中段加上一个“表面”,该表面的特征再依据气温垂直递减率来调剂 。这个简略的模型是假设温度是在稳态的条件,不过实际的温度会因为昼夜周期、季节周期及气象的变更而变更 。在晚上,因为大气的放射率较低,大气温度会较低,但变更不大 。昼夜温度变更会随着高度而递减 。
在辐射效应比拟明显的区域中,也就比拟接近上述幻想温室效应描写的情况 。地球表面的温度约为255 K,会以发射长波的红外线,波长约在 4–100 m 。温室气体对入射的太阳辐射是透明的(不接收也不会反射),但会接收此波长下的能量 。有温室气体的每一层大气层都会接收一些由下方所发射的能量,再往上方及下方再发射,发射能量和接收能量到达平衡 。因此越下方的大气越温暖 。若增长温室气体的浓度也就增长了接收及再发射的能量,因此会使大气层更温暖,最后也会使地面变温暖 。


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