二氧化碳如何造成全球暖化?-科學人雜誌 Back to Top
答案是……

二氧化碳如何造成全球暖化?

2007/01/08
美國海洋暨大氣總署地球系統研究實驗室的資深科學家譚斯(Pieter Tans)回答:

重點提要

全球暖化的元兇是二氧化碳?

雖然在大氣的組成裡,二氧化碳只佔一小部份,但在大氣中,它卻是少數幾種能夠捕捉地球熱輻射的氣體。在地表,地球吸收太陽的可見光輻射而產生熱;同時,地表也釋放紅外輻射到太空中而冷卻。(我們無法看見紅外輻射,但是站在熱爐邊時,可以感覺到皮膚在吸收它。)地表吸收的太陽輻射越多,就釋出越多輻射回太空,直到釋放到太空中的熱和吸收的太陽熱能相等為止。氮氣、氧氣、氬氣佔大氣的99%,它們無法吸收可見光或紅外光,因此,這兩種輻射可以自由穿越它們,不會被吸收。在大氣中的含量僅次於這些氣體的水氣和二氧化碳,可以吸收一部份地球釋放的紅外熱輻射,進而阻止輻射進入太空。這就是我們熟知的溫室效應。如果沒有溫室效應,我們的地球很可能跟火星一樣,有結冰的地表。


雖然二氧化碳和水氣只佔大氣的一小部份,當它們和氮氣、氧氣、氬氣混合在一起時,會透過碰撞,把它們吸收的熱能傳給其他氣體分子。因此,大氣就好像一張毯子,當水氣、二氧化碳和其他溫室氣體增加時,它會變得越來越保暖。


多餘的二氧化碳、甲烷、氧化亞氮,或其他許多微量氣體的加熱效應,可以透過實驗室裡仔細測量的數據來計算,科學家對計算結果相當有信心。從工業革命開始到現在,大氣中增加的所有穩定溫室氣體(水氣除外),總共產生的熱大約等於讓地表多吸收1%的太陽輻射。這個效應就好像是在整個20世紀裡,太陽發出的光比正常更亮1%。


1%聽起來也許微不足道,但只要微幅改變地球的熱平衡,就足以導致大規模的氣候變遷。過去數百萬年來,冰河時期(冰期)與間冰期(暖期)的區分,可以從全球平均溫度的變化看出:在赤道只有5℃、極區只有8℃的變化。


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2007年第59期1月號】


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