如何人为降低大气温度?

Question

有什么气体/物质能吸收/降低大气温度吗?

臭氧过滤来自太阳的紫外线，并允许红外线进入。据我所知，这些红外线是发热的原因。我们是否有任何措施来阻挡这些红外线，至少在目标区域?任何气体或其他物质，无论是天然的还是人造的，都是这样工作的吗?

Answer 1

臭氧不“过滤”紫外线，它吸收紫外线辐射(并在此过程中发生一些光化学反应)。通过吸收这些波长，它阻止它们到达地球表面，但会导致平流层的温度上升。

对于地球辐射，我们有很多这样的气体(但是没有光化学反应)。其中一些气体是$\mathrm{CH_4}$， $\mathrm{CO_2}$和$\mathrm{H_2 O}$，我们称之为$\mathrm{CH_4}$温室气体因为它们能够很容易地吸收和辐射地面(红外)波长。如果浓度足够高，它们会减少一些来自太阳的红外光谱到达地表，但它们也会减少地球向太空的排放。无论这些气体在哪里被吸收，人们都会经历变暖。

如果你真的想仅仅通过辐射强迫来降低全球温度，答案不是找到并使用一种气体来吸收红外辐射。答案是减少你所关心的地区温室气体的浓度。这不会对进入的太阳辐射产生很大影响，但会使地球和大气的辐射损失更大(损失到太空)，导致冷却。

你提到“据我所知，这些红外线是热量的原因”。虽然红外辐射会让你感到热(例如，当太阳照射在你的皮肤上时)，但太阳辐射的峰值位于可见光谱中，主要能量来源的波长比红外短。这种短波辐射加热地球表面，地球表面反过来将热量传导到大气中，并辐射出红外线。如果没有温室气体的存在，我们的星球(目前的反照率等)的全球平均温度将在255 K左右，这比我们所经历的温室气体要低得多。如果你想降低温度，区域性或全球性的气体，你的答案是去除其中的一些，而不是增加它们。

Answer 2

我想简要解释一下温室效应1工作在这里是正常的。

• 来自太阳的光具有很宽的光谱，其峰值大约在我们所看到的可见光范围的中间。这可能不是巧合——我们的眼睛进化到使用这部分光谱，可能是因为它在阳光中最丰富。

• 大气层对可见光来说基本上是透明的——必须如此，否则地球表面将一直是黑暗的。这种可见光谱的入射能量在白天使陆地和海洋变暖。

• 所有温暖的物体都会辐射电磁能量，而这种能量的波长取决于物体的温度。就地球表面而言，这个温度与红外线波长相对应，所以地球表面会发出红外线。

• 大气对红外线的透明度远低于对可见光的透明度——它被所谓的温室气体所阻挡。

所以温室效应是由这种透明度的差异引起的，因为在可见光谱中，入射的能量直接穿过大气层，而在红外光谱中，流出的能量被阻止离开。

因此，如果你想改变大气的成分来减少温室效应，你要么需要使它对可见光更不透明(不建议，尽管有些人已经这样做了建议)，或者对红外线更透明(这是所有希望人类减少温室气体排放的人的目标)。

1我用的是这个词最基本的含义，而不是涉及气候变化的复杂性。

Answer 3

一般来说，局部地区的气温下降不是由于温室气体的减少。温室气体混合良好，存在时间长，因此降低其浓度更具有区域或全球影响。对于一个“目标区域”，你会想要在大气中引入气溶胶(例如云)，这样入射的光在到达表面之前就会被反射。或者，你可以改变表面的反照率，使其大部分为白色，从而增加可见光在表面的反射，减少吸收(这反过来又减少了来自地球表面的红外辐射)。

Answer 4

对于后期读者来说:减少大气热量可以通过将入射的太阳能转换为可见光来实现，而可见光不会被温室气体(GHG)“阻挡”。一部分可见光会逃离地球，减少了地球能量方程中保留的能量。更多信息见takebacktheheat.org。是的，温室气体不会阻挡热量，它们会玩一个捕捉和释放的游戏，它们捕捉热量，然后再向任何方向释放。如果它不在那里，热量可能会继续向上向太空，相反，它被捕获并释放了很多次，很少幸运地被路径上的每个温室气体释放到太空中。

想想足球场。从一端踢球，它会到达另一端(空间)。但是把球员放在场上，他们可以接到球并向任何方向重新踢，球不太可能到达另一端。增加更多玩家，甚至更不可能。现在把球场和足球变成三维空间，称球员为温室气体。：）

Answer 5

将红外线能量转化为物质。降低大气温度。或者让大气红外光通过玻色-爱因斯坦凝聚体，当它失去动量时，系统会降低温度(由于动量损失而降低动能)。

Answer 6

增加散热器。散热器是吸热器。所以加入二氧化碳，或者我们通常所说的干冰。它是一个极好的散热器。