为什么二氧化碳是一种温室气体,而氨不是吗?

Question

为什么有些气体排放温室气体,而一些不是吗?

我在网上搜索这但没有得到任何清楚/可靠的答案。

到底是常见的财产在臭氧中,水蒸气,氟氯化碳,和甲烷使得他们所有温室气体?

Answer 1

分子气体是一个很好的红外吸收器如果有几个原子(不仅仅是2,像O₂和N₂),或者如果它是hetero-nuclear(例如CO和NO)。这些类型的分子安排允许更多的红外能量被吸收,因为有更多振动状态这是有可能的。是的,氨符合这一描述,但它不是长寿的大气中并不普遍。所以,即使氨是一个良好的红外吸收器,这不是一个重要的温室气体。

氨在大气中很被动,并将形成硝酸盐和硫酸盐在解决方案(如在云滴)。因此,大气氨的一生是短暂的,而最重要的温室气体是长期存在的,而不是被动的。对于全球变暖的讨论,您可能会将氨与净降温效应以来,增加颗粒的形成(云/烟雾)会增加地球的反照率(散射光回到空间)。

Answer 2

温室气体之间的共同因素是他们吸收和散射红外线。

温室效应是由于当能量来自太阳又无法逃避。太阳发光主要是在可见光谱,紫外线和红外线,其中大部分是地球吸收的。这将导致地球升温,进而释放它的黑体辐射,在地球表面的温度主要是红外线。即将离任的辐射是地球上唯一能酷本身,和稳定的表面温度是外向的地球黑体辐射的能量完全匹配传入的能源来自太阳吸收(加上一个相对很小的数量从地球核心发布)。

温室气体是它允许更少的红外线回太空,导致它被重吸收,提高地球的温度。同样,任何气体主要街区可见光或紫外光的冷却效果,因为它阻止更多的能量比即将卸任的能量来自地球从太阳。

在这里是一篇非常好的图展示了几种气体的吸收光谱。值得注意的是,水蒸气是一种比二氧化碳更强的温室气体,但由于它在大气中的浓度主要受温度影响不太涉及作为废物产品我们生产比作为一个积极的反馈机制。

温室气体会产生影响,只要他们存在于大气中。甲烷是一种温室气体的著名例子变暖潜力约30倍二氧化碳100多年,但超过20年变暖的潜在的86倍的二氧化碳。大的区别在长时间是因为二氧化碳非常稳定,但甲烷在大气中有一个只有12年。

大气中氨有一生只有一个星期。 主要原因是氮气,氢气的高活性性质的债券。这些债券往往是相当薄弱,普遍存在于炸药因为他们分解的速度。我错了,主要原因在于氨是高度水溶性如此迅速地在雨中下来,也容易被植物吸收。氮氮氢键并不特别弱,但往往喜欢在非常稳定的N2状态。强度的差异之间的债券在这些形式正是氮化合物如此爆炸性的。

因为大气中氨是如此短暂,它有一个有效的全球变暖的可能性是零,否则尽管吸收红外线辐射的正确频率是一种温室气体。

编辑:我还应该说既然你提到氯氟烃和臭氧问题:氯氟烃不是关于温室气体,破坏臭氧层。臭氧层本身与温室效应,而是是参与阻止紫外线损害地球上生物(例如,导致皮肤癌)。因为紫外线臭氧街区,它是一种气体冷却而不是地球变暖,虽然我不确定如何强大的效果。我想并不因为我从来没见过它。

Answer 3

气体通常被认为是温室气体(温室气体如果它满足下列条件:

1. 温室气体分子吸收和释放电磁辐射在红外(红外)范围。温室气体分子可以这样做是因为他们有振动状态可以储存能量,吸收一个光子的红外能量水平(~ 1 - 1600伏),特别是那些与红外能量水平的子集(长波或热红外地球上最经常遇到)(~ 80 - 160伏)。
2. 温室气体分子在足够大量的地球大气层产生显著辐射强迫(这是首选的说法“温室效应”)。这可以因为有大的气体来源,或大气中的气体足够长时间积累,或两者兼而有之。

像任何分类,这是有些武断:任意两个科学家可能不同意什么是足够的吸收或为任何给定的积累大气物种。但在实践中,地球科学社会倾向于同意。

氨(NH₃)分子红外吸收好,所以他们满足条件1,但他们也非常反应,尤其是在水溶液(例如,在云滴)。因此他们不存活足够长的时间积累,因此失败条件2。

相比之下,臭氧(O₃)、水蒸气(H₂O),甲烷(CH₄),氯氟烃(一组物种)都普遍认为是满足这两个条件。