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为什么二氧化碳会成为地球的温室气体(二氧化碳气体在高温下发生分解具有很强的)

为什么二氧化碳会成为地球的温室气体, 说起二氧化碳,大家都不陌生。我们呼吸时,吸进氧气,呼出二氧化碳,而二氧化碳是一种红外活性分子,可以吸收地球表面释放的长红外辐射。但是为什么现在二氧化碳会成为地球的温室气体呢?

1856年夏天,科学家尤妮斯福特试图找出影响阳光热量的因素。她的实验结论表明,在阳光照射下,富含碳酸气体(现在称为二氧化碳)的封闭环境中的温度上升速度比普通空气环境中的温度上升速度快。当远离阳光直射时,

它的冷却速度要慢很多。

二氧化碳气体在高温下发生分解具有很强的

尤尼斯在论文中指出,富含二氧化碳的大气会给地球带来高温。假设在地球历史的某个时期,空气中混合的二氧化碳比例比现在大,就会出现高温气候。但由于论文没有发表,研究结论在当时并没有引起太多关注。

但是现在,随着全球变暖,人们开始更加关注二氧化碳气体的影响。显然,正如尤尼斯在20世纪50年代所预言的那样,人类正面临着一个令人不快的高温未来。

除非人类可以在地下环境中生存十几年,你要知道二氧化碳是导致全球变暖的温室气体(虽然从技术上讲,全球变暖是人类活动造成的),但是当空气中的其他主要成分都不是温室气体时,

二氧化碳有什么资格成为温室气体?让我们了解一下二氧化碳气体是如何使苏打水起泡并导致冰川崩塌的.

温室气体简史

平均而言,地球每天从太阳接收大约10亿焦耳的能量。赋予生命的阳光是紫外光、可见光和红外光的混合物。

在所有的光线到达地球表面之前,我们的大气层就像一个5500亿吨的气体毯,漂浮在人类的头顶,在臭氧层的帮助下,过滤掉99%的紫外线(不是100%,所以人们不要忘记涂防晒霜)。那么大气可以让可见光进入,

照亮地球,最终红外线可以温暖地球,让处于寒冷状态的生命获得热量。

照射在地球表面的红外线被不同的物体吸收,然后以热的形式辐射出去。反射的热量试图从加热的区域转移到天空中较冷的区域,然后他们面对的是热量的温室气体“控制器”。

二氧化碳、水蒸气、氮氧化物、甲烷和含氯氟烃等气体会阻止热量完全逸入太空。如果没有它们,地球将是一个平均温度低于零下18摄氏度的冰冻星球。

二氧化碳气体在高温下发生分解具有很强的

是什么让二氧化碳成为温室气体?

在这种情况下,当我们说红外线或红外辐射时,我们通常指的是从地球表面反射的红外线,而不是随着太阳光线进入地球大气层的红外线。

空气的主要成分,如氮气和氧气,对红外辐射是“透明的”,这意味着这些气体不会与红外辐射相互作用。而二氧化碳气体具有红外活性,会与红外辐射发生一些化学反应。

从而阻止二氧化碳离开地球(虽然不是全部)。那么当这些分子干扰红外线的路径时会发生什么呢?为此,我们需要放大单个气体分子。

即使在常温常压条件下,气体分子也处于不断振动的状态,当受到外界能量冲击时,这些运动变得更加剧烈。现在人们可以把二氧化碳分子的碳原子和氧原子想象成乒乓球,连接它们的键是弹簧。正常情况下,

这些化学键以特定的频率弯曲和拉伸,悬浮在大气中。

当红外辐射光子击中气体分子时,气体分子将吸收光子,然后被激活,并开始以更快的速度振动。然而,气体分子不能长时间保持较快的运动速度,必须放松并恢复到原始状态。通过向空气中释放能量,

或者转移到附近的二氧化碳分子中。

同样的现象在数万亿二氧化碳分子中反复发生,能量的不断吸收、激活和再释放是气体分子捕捉热量的根本原因。

为什么氮气和氧气不是温室气体?

在每个分子中,由于原子核和电子云的相互作用,它们都带有正负电荷。当二氧化碳、甲烷或二氧化氮等异核分子振动时,它们的电荷分布会发生变化。有时它们是均匀分布的,但有时不是。

化学键之间电荷分布不均匀会产生电场,使其对电磁辐射(如红外辐射)非常敏感。

而在氮、氧等异核气体中,即使化学键被拉伸,电场也不会改变,所以电磁辐射毫无阻碍地穿过它们。此外,气体分子在与辐射相互作用的频率方面非常挑剔。

二氧化碳容易吸收低能长波红外辐射,而氮气和氧气只吸收高能辐射,如伽马射线或X射线。

二氧化碳气体在高温下发生分解具有很强的

二氧化碳是最危险的温室气体吗?

单个含氯氟烃分子产生的碳足迹相当于1万个二氧化碳分子,甲烷可以吸收30倍以上的热量,而水蒸气是空气中所有温室气体中吸收热量最多的。

尽管水蒸气比二氧化碳吸收更多的热量,但其浓度并没有受到人类活动的显著影响。二氧化碳则完全不同,因为它是人类活动的主要副产品。自20世纪70年代以来,二氧化碳排放量增加了90%。因此,

虽然二氧化碳本身并不是最危险的温室气体,但由于其不受控制地过度排放到大气中,已经成为人们关注的焦点。

结论

二氧化碳是维持地球生命适宜性的一个非常重要的因素。它可以保持水的流动性,使人类的家园宜居。然而,由于过量排放造成的不平衡,夏季的温度在逐年升高。幸运的是,

大自然以土壤、森林和海洋的形式为我们提供了巨大的碳沉积。我们至少可以保护和修复地球,提供一个更好的生活环境。

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