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二氧化碳屬于溫室氣體嗎?

發布時間:2021-12-17 作者:深國安電子 分享到:

你可知道二氧化碳為什么被稱作溫室氣體嗎?而且二氧化碳被稱為最危險的溫室氣體之一!二氧化碳是維持地球生命的重要化合物,它可以使水保持液態,使人類家園適宜居住,但人類過度排放二氧化碳也引起了一系列生態問題。

首先讓我們來了解下什么是溫室氣體在所有光線到達地球表面之前,我們的大氣層就像一個55000萬億噸的氣體毯飄浮在人類頭頂上,在臭氧層的幫助下過濾了99%的紫外線。大氣層能讓可見光照射進來,照亮地球,最終紅外線能使地球變暖,使處于寒冷狀態中的生命獲得熱量。照射地球表面的紅外線被不同物體吸收,然后以熱量的形式輻射出去,反射的熱量試圖從天空中被加熱區域轉移至較冷區域,這時它們面臨著熱量的控制者,溫室氣體。

像二氧化碳、水蒸氣、氮氧化物、甲烷等氣體,能夠阻止熱量完全逸入太空,如果沒有它們,地球將會是一個平均溫度低于-18℃的冰凍星球。二氧化碳氣體具有吸熱和隔熱的功能,它在大氣中增多會形成一種類似于“無形的玻璃罩”(類似于“溫室”),使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發散,其結果是地球表面變熱。

為什么二氧化碳成為溫室氣體?

當我們說紅外線或紅外輻射時,通常指的是地球表面反射的紅外射線,而不是與太陽光線一起進入地球大氣層的紅外射線。空氣的主要成分,例如氮氣和氧氣,對紅外輻射是“透明”的,這意味著這些氣體不與紅外輻射相互作用。然而,二氧化碳氣體具有紅外活性,它會與紅外輻射發生一些化學反應,從而阻止二氧化碳離開地球。那么這些分子干擾紅外射線的路徑時會發生什么呢?為此,我們需要放大單個氣體分子。

即使在常溫常壓條件下,氣體分子也處于恒定振動狀態,當受到外部能量的沖擊時,這些運動會變得更加劇烈。現在人們可以想象一下二氧化碳分子的碳原子和氧原子是乒乓球,連接它們的鍵是彈簧。在正常情況下,這些化學鍵會以特定頻率彎曲和拉伸,并在大氣中懸浮。

當紅外輻射光子撞擊氣體分子時,氣體分子會吸收光子然后被激活,并開始以更快的速度振動,然而,該氣體分子不能保持長時間較快運動,必須放松恢復至原始狀態,它通過將能量釋放至空氣,或者轉移至附近的二氧化碳分子來實現。

如果大氣環境的水蒸氣比二氧化碳吸收熱量更多,但它的濃度并沒有受到人類活動的顯著影響。二氧化碳就完全不一樣,因為它是人為活動的主要副產品,自上世紀70年代以來,二氧化碳排放量增大了0.9倍,因此,雖然二氧化碳本身不是最危險的溫室氣體,但由于它向大氣中不受管制地過度排放,現已成為人們關注的一個重要焦點。


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