温室气体

温室气体(Greenhouse Gas, GHG)是指大气中促成温室效应的气体成分。这些气体能强烈吸收地面的长波辐射(热),使之不能散射到宇宙中,具有较强的温室效应。

一、温室气体有几种?

温室气体主要有以下几种:

二氧化碳:当呼吸的时候,我们从空气中吸入氧气并释放出 CO2。植物通过光合作用吸收CO2。人们燃烧木材、煤和石油的时候会将 CO2释放到大气中。

地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林,尤其是热带雨林。

甲烷:甲烷是由一种叫做产甲烷菌的细菌天然产生的,这种细菌以无氧环境中的植物和动物为食物。人们会利用产甲烷菌来生产“沼气”。反刍动物依赖产甲烷菌帮助将草和其它有机质降解为营养成分。

甲烷在大气中的生命期为12年,如果以100年生命期计算,其温室效应是二氧化碳的21倍,若以20年计算,则为72倍。

甲烷是一种窒息剂,当空气中甲烷达25%~30%时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离,可致窒息死亡。

氧化亚氮:N2O 是由硝酸铵释放出来的气体。硝酸铵是一种广泛使用的化学肥料用于增加农作物的产量。

氧化亚氮在大气中的生命期为114年,如果以100年生命期计算,其温室效应是二氧化碳的310倍,若以20年计算,则为289倍。

氟利昂:自然界中不存在,1982年首次人工合成,用作气雾罐的推进剂和制冷剂。后发现,当氟利昂被释放到大气中后,会进入平流层破坏臭氧分子。

主要的温室气体
温室气体 全球变暖因子 浓度(ppb*)
二氧化碳 CO2 1 379,000
甲烷 CH4 21 1,760
氧化亚氮 N2O 310 320
氟利昂 CFCs 5,000 到 14,000 小于 1
* 每十亿单位中的含量

二、温室气体的增加

早在1938年,英国气象学家卡林达在分析了19世纪末世界各地零星的CO2观测资料后,就指出当时CO2浓度已比世纪初上升了6%。由于他还发现从上世纪末到本世纪中叶全球也存在变暖倾向,因而在世界上引起了很大反响。为此,美国斯克里普斯海洋研究所的凯林于1958年在夏威夷的冒纳罗亚山海拔3400米的地方建立起了观测所,开始了大气中CO2含量的精密观测。

1958年4月到1991年6月,人们对冒纳罗亚山大气中CO2的浓度进行了观测,发现1958年大气中CO2含量不过315ppm左右,而1991年已经达到了355ppm。问题的严重性还在于,目前(1996年)人类每年燃烧55亿吨化石燃料(每吨约产生4吨CO2)中,大约只有一半进入了大气,其余一半主要被海洋和陆地植物所吸收。一旦海洋中CO2达到饱和,大气中CO2含量将成倍上升。此外,他们还发现CO2含量还有季节变化,冬夏可以相差6ppm。这主要是由于北半球广阔大陆上植被冬枯夏荣的结果,也就是植物在夏季大量吸收CO2因而使大气中CO2浓度相对降低。

根据对南极和格陵兰大陆冰盖中密封的气泡中空气的CO2浓度测定,过去长期以来大气中CO2含量一直比较稳定,大体是280ppm左右。只是从18世纪中叶,即工业革命前后开始稳定上升。即人类用了240年时间,使大气中CO2浓度从280ppm上升到355ppm。

三、人类活动是导致温室气体增加的主要原因

IPCC的报告指出:

“人类活动导致了四种主要气体的排放:二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),氧化亚氮(N2O)和卤烃(一组含氟、氯和溴的气体)。在工业化时代,所有这些气体都在大气中有重大增长。所有这些增长都归咎于人类活动。”

“在工业化时代,人类活动增加了大气中的CO2含量,主要是通过燃烧化石燃料和毁林造成的。”

“甲烷和氧化亚氮浓度的变化则主要是由于农业。

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