温室气体 温室效应比较 GWP值

1、温室气体以下为百度知道关于温室气体摘要详情登陆： HYPERLINK /view/3185.htm /view/3185.htm温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些 气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更 暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变 得更温暖的影响称为“温室效应”。水汽（H2O）、二氧化碳（CO2）、氧化亚氮 （N2O）、甲烷（CH4）和臭氧（O3）是地球大气中主要的温室气体。温室气体之所以有温室效应，是由于其本身有吸收红外线的能力。温室气体 吸收红外的能力是由其 本身分子结构所决定的。

2、1820年之前，没有人问过地球是如何获取热量的这一问题。正是在那 一年，让-巴普蒂斯特-约瑟夫傅里叶傅里叶（17681830年，法国数学 家与埃及学家），回到法国后，他整年披着一件大衣，将大部分时间用于对 热传递的研究。他得出的结论是：尽管地球确实将大量的热量反射回太空， 但大气层还是拦下了其中的一部分并将其重新反射回地球表面。他将此比作一个巨大的钟形容器，顶端由云和气体构成，能够保留足够的热量，使得生 命的存在成为可能。他的论文地球及其表层空间温度概述发表于 1824 年。当时这篇论文没有被看成是他的最佳之作，直到19世纪末才被人们重新记起。其实只因为地球红外线在向太空的辐射过程中被地球周围

3、大气层中的 某些气体或化合物吸收才最终导致全球温度普遍上升，所以这些气体的功用 和温室玻璃有着异曲同工之妙，都是只允许太阳光进，而阻止其反射，近而 实现保温、升温作用，因此被称为温室气体。其中既包括大气层中原来就有 的水蒸气、二氧化碳、氮的各种氧化物，也包括近几十年来 人类活动排放的 氯氟甲烷（HFCs）、氢氟化物、全氟化物（PFCs）、硫氟化物（SF6）、氯 氟化物（CFCs ）等。种类不同吸热能力也不同，每分子甲烷的吸热量是二氧 化碳的21倍，氮氧化合物更高，是二氧化碳的270倍。不过和人造的某些 温室气体相比就不算什么了，目前为止吸热能力最强的是氯氟甲烷（HFCs） 和全氟化物（PFCs

4、）。（所以这更体现出阻止认为产生温室气体的重要性。）地球的大气中重要的温室气体包括下列数种：水蒸气（H20）、臭氧（03）、 二氧化碳（C02）、氧化亚氮（N20）、甲烷（CH4）、氢氟氯碳化物类（CFCs， HFCs，HCFCs ）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）等。由于水蒸气及 臭氧的时空分布变化较大，因此在进行减量措施规划时，一般都不将这两种 气体 纳入考虑。至于在1997年于日本京都召开的 联合国气候化纲要公约第 三次缔约国大会中所通过的京都议定书，明订针对六种温室气体进行削 减，包括上述所提及之：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、 氢氟碳化物（HFC

5、s ）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）。其中以后 三类气体造成温室效应的能力最强，但对全球升温的贡献百分比来说，二氧 化碳由于含量较多，所占的比例也最大，约为55%。温室气体 温室效应比较GWP值：CO2 v CH4 v N2O vHFCs v PFCs v SF6总之：人为产生的温室气体 （远大于）自然产生的温室气体 （让我们一起为保护我们美丽的地球努力吧！）GHG 名称GWP |CO2（二氧化碳 CH4 （甲 ）21TMN2O （氧化亚氮）3101 HFCs（氢氟碳化物）140-11700 PFCs（全氟化碳） 6500-9200所以是SF6的全球增温潜势值（GWP）最高。联合

6、国在清洁发展机制中规定了六种温室气体CO2 CH4 N2O HFCs PFCs 500C2F6 铝厂 500SF6 未知 500氯氟烃CC1F3空调设备及制冷剂400CC12F2烟雾剂110CHC1F2烟雾剂20CC13F烟雾剂65CF3CF2Cl 烟雾剂 380CClF2CClF2 烟雾剂 180CCl2FCClF2 烟雾剂 90含氯烃CH3Cl海洋天然合成1.5CH2Cl2工业溶剂0.6CHCl3 F22 的制造 0.6CCl4含氯烃的生产25-50CH2ClCH2Cl 化学工业 0.4C2HCl3去油剂8C2Cl4去油剂0.02CH3CCl3 去油剂 0.5漠化物CH3Br天然生成1.7

7、CBrF3灭火剂110CH2BrCH2Br加铝汽油添加剂0.4碘化物CH3I海洋天然生成0.02烃类CH4工业生产510C2H6汽车废气0.3C2H2工业产生0.3C3H8天然生成0.03对流层臭氧O3天然生成0.10.3醛类HCHO烃类氧化0.001CH3CHO天然合成0.001温室气体的特征：毋庸置疑，温室气体是能够强烈吸收红外线的气体。实际上，根据近代物理化学的研究， 这些温室气体是具有红外吸收活性的。由于红外线是一种能量流，在它通过某物质传播时， 会引起该物质的电子跃迁或使原子振动，从而使其能量的一部分变成热能，导致其能量的衰 减。这样我们就称红外线被该种物质吸收了。但为什么N2, O

8、2气体不是温室气体呢？它们对红外线的吸收为何又如此微弱？它们 为何就不是红外活性分子呢？当然红外线的吸收也是有条件的。在分子中存在着非极性共价键和极性共价键。分子也分为极性分子和非极性分子。分子 极性的强弱可以用偶极矩来表示。而只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸 收光谱，则该分子就被称为红外活性的，而=0的分子振动不能产生红外振动吸收，则 称之为非红外活性的。分子的振动可以分为改变键长的伸缩振动和改变键角的弯曲振动。而伸缩振动又分为对 称伸缩振动和不对称伸缩振动，弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯曲振动。故而当CO2进行对称伸缩振动时，它不具有红外吸收活性，因为此时它的偶极矩变化

9、为0。但当它进行不对称伸缩振动或进行弯曲振动时，它的偶极矩变化不为），故此时它具 有红外吸收活性。当然，作为非极性键构成的非极性分子，N2, O2根本没有偶极矩，辐射 不能引起它们共振，当然就不具有红外吸收活性。这样看来，很多分子都具有红外吸收活性。但相对来说，一种气体够不够格当温室气体， 还应考虑它在大气中的含量和持续的时间。下面为温室气体的一些具体特点：CO2CH4CFC-11 CFC-12 N2O平均寿命 50200 10 65 130 15020 年变暖潜值 1 63 4500 7100 270温室气体的寿命：温室气体的分子在产生后的大气存留时间.任何一种温室气体的分子 在产生之后，其

10、寿命受多种因素决定.首先，看他是不是容易和其他化学成分反应.再有， 它是不是容易被海洋，土壤或植物所吸收或者把它们是放到大气中等等.如二氧化碳的寿命 最长，达2。年左右，氧化亚氮可达15。年左右.变暖潜值：这是比较二氧化碳的变暖效果计算的.如一个二氧化碳在一周年内形成一个 单位的增温效果，则一个甲烷6 3个单位，氧化亚氮2 7 0，氟氯烃更大.其中CFC-11为 4500.温室气体的光谱吸收地气系统存在着两个主要辐射源，一个是太阳短波辐射（6000K黑体辐射），其能量峰 值在0.5pm附近。另一个是地球红外辐射（300K黑体辐射），其能量峰值在10pm附近。 因此就大气气候效应而言，最感兴趣的

11、应该是紫外，可见，红外波段，在这些波长范围里， 大气气体引起的吸收主要是气体分子的振-转带产生的，其中最强的吸收带在红外光谱区。 大气中主要气候敏感气体是水汽，CO2,O3,和O2下面简要介绍几种气体的光谱特征：二氧化碳在远紫外区对太阳辐射有较强吸收，同时它在红外区有很强的吸收带；水汽的 吸收带分布在从近红外到远红外的整个波段内，因此无论对太阳辐射海狮队地气的长波辐射 的传播都起着重要作用；甲烷在红外区有强的吸收带；n2o也是在红外区有强的吸收带； 臭氧在紫外和红外光谱区均有较强的吸收；氟氯碳在红外区有较强的吸收带。常见温室气体主要的源和汇：大气的化学成分及它们的浓度在地球大气的生成和发展过程

12、中始终在不断变化，但在过 去2 0 0年来大气甲烷，二氧化碳以前所未有的速度增大.人类活动对大气成分浓度的冲击 表现在两个方面，一是使大气成分的源强度增加，二是使大气成分的汇（使该种大气成分从 大气中清楚的过程）强度发生变化.二氧化碳：在没有人类活动影响时，大气二氧化碳的主要源是海洋和地幔以及大气中的 化学反应，主要汇是陆地植物.与人类活动有关的大气二氧化碳源主要是化石燃料燃烧，工 业生产，人和动物的呼吸，陆地植被的破坏及生物体燃烧等.其中最为主要的是化石燃料的 燃烧.还有土地利用造成二氧化碳净排放量增加，主要因为森林砍伐和草地变成耕地.总之， 人为活动已经对二氧化碳的源和汇产生了越来越明显的

13、影响。由于大量CO2被排放，其吸 收问题也日益受到关注，其中植物的光合作用和海洋的吸收是最主要的汇。现今，由于其多 种性质的应用，工业自身对CO2的需求量增加，望日后自产自销得以实现。甲烷：一般认为，大气甲烷的增加主要是人为活动使其源增加造成的，但也不能排除大 气污染造成的汇减少.大气甲烷的主要来源是生物圈.生物活动产生甲烷的过程非常复杂.包 括厌氧微生物作用下的有机物分解，产甲烷细菌作用下的氢气和二氧化碳反应，乙醛的分解， 可简单归纳为：如3如205=件00+2旦4H2+CO2=CH4+2H2O2HCHO= CO2+CH4这类化学反应需要在无氧环境中进行，而且对环境温度很敏感.因此，任何使地

14、表生态系统 的局地环境缺氧或使其温度发生变化的人类活动都可能使大气甲烷的生物源发生变化，造成 甲烷浓度变化.与人类有关的大气甲烷的生物源主要是水稻田和食草家畜.大气甲烷的非生 物来源主要是生物体的各种燃烧过程和石油天然气以及煤矿的排放.大气甲烷的汇是其在干 燥土壤的吸收和在大气中的氧化.后者可表示为与0曰自由基的反应：ch4+oh=ch3+h2oK=5.5*1012EXP（-1900/T）n2o：大气n2o的主要来源是土壤释放，其次是各种燃烧过程。大量化肥施用也成为 一类新的n2o释放源。n2o的最主要汇为大气中的光化学分解。另外，陆地水体和土壤有 可能吸收n2o但目前对此尚无定量认识。二.温

15、室效应我们知道二氧化碳等温室气体对地球有保温的作用。那末如果大气中只有氮气和氧气， 地球会是什么样的呢？这需要一个计算：到达大气外界的直接太阳辐射为1377W/m2由于太阳的直射面积为地球总表面积的1/4， 所以到达大气外界1m2面积上的平均能量为1377/4=343w当该辐射通过大气时6%被大气分 子散射返回空间，另外10%由陆地和海表反射到空间，乘U下的84% （约288W/m2）用于加 热地表。为了平衡上述入射辐射，地球本身必须向太空发射同样的辐射。地表发射的辐射取决于 它的温度-地表越热，发射的辐射就越多。也取决于地表的吸收-吸收越多，辐射越多。对 大多数地表来说，他们几乎吸收所有的到

16、达其上的辐射而不反射，所以可以被看作黑体。根 据黑体辐射=AT4（A 为Stefan-Boltzmann 常数，5.67*10_8Jm_2K_4s_1）可以求出T=267K=-6oC 这里我们没有考虑云层，大气尘埃对太阳辐射的遮挡作用，如果考虑的话，求出的这个 温度会更低。而实际上地表的平均温度是15oC. -6oC和15oC.之间21o的差别主要就是由温 室效应引起的。占大气大部分的氮气和氧气既不吸收也不发射热辐射，而水汽，CO2和其 他一些微量气体能够吸收地表辐射并将其返回地表，起到了对地表辐射的遮挡作用，从而产生 T21oC的温差。这种遮挡作用称为“自然”温室效应。与其相对应的是“增强”

17、温室效应。 这里出现了一个疑问：既然二氧化碳等气体能够吸收遮挡地表辐射，为什么不能遮挡太 阳辐射呢？这是因为太阳表面温度约为6000K，辐射的最强波段是可见光部分，地球表面温 度是288K,地表辐射波段为红外部分。而大气只能吸收波长较长的辐射，所以太阳辐射的大 部分会到达地面，而地表辐射由于是红外辐射会被强烈吸收。温室气体的这个性质和温室表面的玻璃或塑料薄膜相似，也正由于此种原因，这种效应 被称为“温室效应”。大气中温室气体的增暖效应首先由法国科学家-Jean Baptiste Fourier 在1827年认识，并指出了大气中和温室玻璃内情况的相似性，这就是温室效应名称的由来。 下面说一下增强

18、温室效应。增的部分就是由人类活动（如化石燃料的燃烧和森林破坏） 在大气中产生的气体造成的。这些气体中既有原就存在的气体如二氧化碳，也有雨来没有的， 如含氯氟烃。增强温室效应是与全球变暖直接紧密相关的，它的原理和自然温室效应相同。 增强温室效应主要是由二氧化碳引起的。从工业革命和至今，大气代。2的含量已经增加 T25%，现在CO2每年增加约0.5%，如果不采取措施，这个速度会继续加快。所幸，政治 家们已经认识到这一点，并采取了诸如签订京都议定书之类的一系列措施。几乎每个人都知道全球变暖是件不好的事，但究竟会产生哪些方面的影响呢？1，循环的加剧2，海平面的上升3，洋流的变化4，季风和台风5，雨型的

19、改变6，植被的迁移和物种灭绝7，对社会经济的影响8， 其他总而言之，温室效应就是由温室气体产生的全球变暖的效应，其对环境产生了一系 列重大的影响，这些影响的利弊有待于人们继续研究。结语：从工业革命至今人类在经济，技术，等领域取得了飞速的发展，但是，与此伴随的 是人类与环境日益严峻的对立与矛盾。以征服自然，以人类为中心的西方价值观，以及与之 相对应的各种制度和处世观念已经不利于可持续性发展，这时候，我们反观中华文化的精 髓一一天人合一，似乎它在新的时代又显示出它巨大的生命力。参考文献：温室气体与温室效应吴兑气象出版社全球气候变暖王明星山东科学技术出版社温室效应及其控制对策郑楚光等中国电力出版社G

20、lobal WarningJ.Houghton Lion Publishing plc“红外与拉曼光谱课件”刘和文 特别鸣谢： HYPERLINK HYPERLINK HYPERLINK 曰7 匕|妇 |-|rl.J ro TN温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然 气，大量排放尾气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入 大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果 是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层 空间发散，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为 温室气体。人类活动和大自然还排放其他温室气体，它们是：氯氟烃（CF

21、C ）、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体、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。为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电广 （因为发电烧煤），少开汽车。另一方面保护好森林和海洋，比如 5乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们壬 雨以通过植树造林，减少使用一次性方便木筷，节约纸张（造纸 X 木材），不践踏草坪等等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二& 瓯碳来帮助减缓温室效应。全球的地面平均温度约为15C。可是，如果没有大气，地球 的地面平均温度应为一18C。这33C大体就是因为地球有大气， 像一条被子一样，造成大气温室效应之

22、故。世界上，宇宙中任 何物体都辐射电磁波，物体温度越高，辐射的电磁波波长越短。 太阳表面温度约6000C，它发射的电磁波长很短，称为太阳短波 辐射（其中包括从红到紫色的可见光）。地面在接受太阳短波辐射 而增温的同时，也时时刻刻向外辐射电磁波而冷却。地球发射的 电磁波长因为温度较低而较长，称为地面长波辐射。可是短波辐 射和长波辐射在经过地球大气时遭遇是不同的：大气对太阳短波 辐射几乎是透明的，却强烈吸收地面长波辐射。大气在吸收地面 长波辐射的同时，它自己也向外辐射波长更长的长波辐射（因为 大气温度比地面更低）。其中向下到达地面的部分称为逆辐射。 地面接受到逆辐射后就会升温，或者说大气对地面起到了

23、保温作 用。这就是大气温室效应的原理。地球大气的这种保温作用， 很类似于种植花卉的暖房顶上的玻璃（因此温室效应也称暖房效 应或花房效应）。因为玻璃也有透过太阳短波辐射和吸收地面长 波辐射的保温功能。这而二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果 是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层 温室气散,其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为。这而温室气体有效地吸收地球表面大气本身相同气体和云所发射 的放射外温室气体则将射量捕获方地面箜对流 -为“自然温室效应”。大气辐射与其气体排放的温度水平强烈耦合。在 对流层中，温度一般随高度的增加而降低。从某一高度射向空间

24、的 红外辐射一般产生于平均温度在-19C的高度，并通过太阳辐射的收 入来平衡，从而使地球表面的温度能保持在平均1 4 C。温室气体浓 度的增加导致大气对红外辐射不透明性能力的增强，从而引起由温 度较低、高度较高处向空间发射有效辐射。其就造成了一种辐射强、 迫，这种不平衡只能通过地面-对流层系统温度的升高来补偿。这 就是“增强的温室效应。全球变暖可能造成的影响正局部-全球变暖将给地球和人类带来复杂的潜在的影响，既有正面的， 也有负面的。例如随着温度的升高，副极地地区也许将更适合人 类居住；在适当的条件下，较高的二氧化碳浓度能够促进光合作 用从而使植物具有更高的固碳速率，导致植物生长的增加，即 二

25、氧化碳的增产效应，这是全球变暖的正面影响。但是与正面影 响相比，全球变暖对人类活动的负面影响将更为巨大和深远。今 88月份CCTV报道，由于气候变暖的影响，珠穆朗玛峰的顶峰下全球变暖可能造成的影响正局部了 1.3 米。世纪婉代减野大骚t .年均2-2.6米的速度上升。专家分析，冰川退缩，雪线上升除自 然气乱砍懿，滥采地裁有关是人品膨环境超暨牧诺聚不同的危害e1、海平面上升的危害2、对动植物的危害3、对农业的危害4、对人类健康的危害经济危害温室效应危害堪比世界大战海平面上升的影响地表水和地下水盐分增加，影响城市供水。(4)海平面上升的影响地表水和地下水盐分增加，影响城市供水。(4)地下水位升高。

26、(5)旅游业受到危害(海平面上升50米，大连、秦皇 岛、青岛、北海、三亚滨海旅游区向后31-366料，沙 滩损失24%，北戴河沙滩损失60%。2002年中国国土资 源公报报道，沿海旅游业已成为第一大产业，其产值 为2503亿元，占海洋产业总产值的34.6%。(6)影响沿海和岛国居民的生活(占世界1/3的人 口)，使之受到威胁。如果极地冰冠融化，经济发 达、人口稠密的沿海地区会被海水吞没，马尔代夫、 塞舌尔等低洼岛国将从地面上消失，上海、威尼斯、 香港、里约热内卢、东京、曼谷、纽约等海滨大城市:4以及孟加拉、荷兰、埃及等国也将难逃厄运。过去的百年海平面上升了 14. 4cm,我国上升了 11.

27、5cm。海平面 升高的原因，主要是海水热膨胀，当海洋变暖时，海平面则升 高。全球升温会引起地球南北两极的冰山融化，这也是造成海平 面上升的主要原因之一。海平面上升的直接影响有以下几个方 面：(1)低地被淹：英国加高堤坝应对气候变暖全球变暖使海平面升高，暴风雨频率增加，这使英国人不得政治 面目加高防洪堤坝。据英国官方近日公布的统计数据，在过去 的20年中，由于泰晤士河的水位随全球变暖而升高，当地政府机 构不得不先后88次加高防洪堤坝，以保障伦敦人的生命财产安 全。，据悉，人们现在平均每年4次加高其堤坝。据估计，在 2030年以前，其加高堤坝的频率会达到每年30次。钟和中国环 境报2004-10-

28、19(2)海岸被冲蚀M对动植物的危害2、-气候是决定生物群落分布的主要因素，气候变化能改变一个地区 不同物种的适应性并能改变生态系统内部不同种群的竟争力。自 然界的动植物，尤其是植物群落，可能因无法适应全球变暖的速 度而做适应性转移，从而惨遭厄运。以往的气候变化（如冰期）曾 使许多物种消失，未来的气候将使一些地区的某些物种消失，而 人些物种则从气候变暖中得到益处，它们的栖息地可能增加，竞 争对手和天敌也可能减少。比如说桔子，过去对动植物的危害2、-气候是决定生物群落分布的主要因素，气候变化能改变一个地区 不同物种的适应性并能改变生态系统内部不同种群的竟争力。自 然界的动植物，尤其是植物群落，可能因无法适应全球变暖的速 度而做适应性转移，从而惨遭厄运。以往的气候变化（如冰期）曾 使许多物种消失，未来的气候将使一些地区的某些物种消失，而 人些物种则从气候变暖中得到益处，它们的栖息地可能增加，竞 争对手和天敌也可能减少。比如说桔子，过去20世纪70年代，它 的最北的边界线是在黄山一线，宣城市也曾经试种过，但到冬天 的一场大雪，树木就冻死了。但现在我们校园里的桔子树都长得 很