为什么二氧化碳被称为温室气体？ 二氧化碳是一种红外活性分子，能吸收地球表面发出的长红外辐射。 1856 年夏天，科学家 Eunice Ford 试图找出影响阳光热量的因素。 她的实验结论表明，在阳光下，富含二氧化碳气体（现在称为二氧化碳）的封闭环境比普通空气更有效。 它在介质中升温更快，而在避免阳光直射的情况下，它的冷却速度要慢得多。

尤尼斯在论文中指出，富含二氧化碳的大气层会给地球带来高温。 假设在地球历史上的某个时期，空气中混入的二氧化碳比重比现在大，就会出现高温气候……不过，由于论文没有发表， 该研究的结论在当时并没有引起太多关注，但现在随着全球变暖，人们开始更加关注二氧化碳气体效应，这显然正如 Eunice 在 1850 年代所预测的那样，人类正面临着一场不 -如此愉快的高温未来。

(资料图片仅供参考)

除非人类已经在地下生活了十多年，否则你一定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，全球变暖是由于人类活动造成的），但什么“ 当空气中的其他主要成分不是时，二氧化碳有资格成为温室气体吗？ 让我们看看二氧化碳气体如何使苏打水起泡并导致冰川崩塌......

温室气体简史

地球平均每年从太阳接收约 10 亿温室气体 日焦耳的能量，赋予生命的阳光是紫外线、可见光和红外线的混合物。

在所有光线到达地球表面之前，我们的大气层就像漂浮在人类头顶的 55,000 万亿吨气体毯子，过滤掉 99% 的紫外线（在臭氧层的帮助下不是 100%， 所以人们不要忘记涂防晒霜）。 然后大气层允许可见光照射进来，照亮地球，最后红外线使地球变暖，让处于寒冷状态的生命获得热量。

撞击地球表面的红外线被各种物体吸收并以热的形式辐射出去。 反射的热量试图从天空的加热区域移动到较冷的区域，在那里它们面临着热量“控制器”——温室气体。

二氧化碳、水蒸气、氮氧化物、甲烷和氯氟烃等气体可以阻止热量完全逸出到太空中，如果没有它们，地球将成为一个平均温度低于负 18 摄氏度的冰冻星球 .

什么因素使二氧化碳气体成为温室气体？

在这种情况下，当我们说红外线或红外辐射时，通常是指从地球表面反射回来的红外线，而不是指随太阳光线进入地球大气层的红外线。

空气中的主要成分，如氮气和氧气，对红外辐射是“透明”的，这意味着这些气体不与红外辐射相互作用，但是二氧化碳气体是红外活性的，它会相互作用 红外辐射会引起一些化学反应，阻止二氧化碳离开地球（尽管不是全部）。 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。

即使在常温常压下，气体分子也处于不断振动的状态，当受到外界能量的冲击时，这些运动会变得更加剧烈。 现在可以把二氧化碳分子中的碳原子和氧原子想象成乒乓球，把它们连接起来的键想象成弹簧。 在正常情况下，这些化学键以特定频率弯曲和拉伸，并保持悬浮在大气中。

当红外辐射的光子撞击气体分子时，气体分子吸收光子而被激活，并开始以更快的速度振动，但气体分子不能长时间保持快速运动，必须 放松恢复 在其原始状态下，它通过将能量释放到空气中或将能量转移到附近的二氧化碳分子来实现。

同样的现象在数以万亿计的二氧化碳分子中一遍又一遍地重复着。 能量的不断吸收、激活和再释放是气体分子吸热的根本原因。

为什么氮气和氧气不是温室气体？

在每个分子中，由于原子核与电子云的相互作用，都带有正电荷和负电荷。 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。 改变。 有时他们分布均匀，但有时不均匀。 化学键之间电荷分布不均会产生电场，使它们对电磁辐射（例如：红外辐射）非常敏感。

但是，在氮气和氧气这样的异核气体中，即使化学键被拉伸，电场也不会发生变化，因此电磁辐射可以畅通无阻地穿过它们，而且，对气体分子非常挑剔 关于它们与辐射相互作用的频率。 二氧化碳倾向于吸收能量较低的长波红外辐射，而氮气和氧气则只吸收能量较高的辐射，例如伽马射线或 X 射线。

二氧化碳是最危险的温室气体吗？

单个氯氟烃分子产生的碳足迹相当于10000个二氧化碳分子，甲烷可以吸收30多倍的热量，而水蒸气是空气中所有温室气体中吸热能力最强的 .

虽然水蒸气吸收的热量比二氧化碳多，但它们的浓度并没有受到人类活动的显着影响。 二氧化碳则完全不同，因为它是人类活动的主要副产品，其排放量自 1970 年代以来增加了 90%。 受监管的过度排放现在成为人们关注的焦点。

结论

CO2是维持地球适宜生命生存的一个非常重要的因素，它使水保持液态，使人类家园适宜居住，但由于 排放过多，夏季气温逐年升高。 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储量。 我们至少可以保护和恢复地球，提供一个更好的适合生命生存的环境。

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