谁能解释为什么公司_2增加美元全球气温(不是简单的温室类比为公众提供)?

Question

全球变暖的温室效应的类比是大气二氧化碳有限公司_2美元吸收一些地球发出的红外辐射,并为辐射的一部分重定向到地球表面,从而加热表面如果真是这样,那就做多辐射已经能够进入太空。

全球变暖是那么简单地向公众解释,认为大气CO_2美元浓度上升,更多的红外辐射吸收有限公司_2美元并重新发出回到地球,从而导致加热地球的上升。

然而,这种解释在技术层面上是不正确的,因为目前大气CO_2美元大气浓度,只是一公里就足以完全吸收地球发出的红外辐射,在有限的波长_2美元吸收。

二氧化碳吸收红外线的波长为2.7,4.3和15µm,有限公司_2美元仅在第一公里氛围能够完全吸收所有这些波长的红外线。

因此红外吸收过程已经完全饱和,从而进一步增加大气中的CO_2美元不会导致任何额外的吸收。这就是为什么为公众提供的简单的解释似乎并不是技术上正确的,即使它大致概括了这个想法。

我发现一个博客文章克莱夫。最好,试图解释公司背后的实际过程_2美元导致全球变暖的能力。从这篇文章来看,实际的过程是更复杂的比简单的解释为公众消费。然而,我不完全理解文章中给出的解释(和我所做的能理解,我不确定是否完全正确)。

所以我想知道这里的人可以提供一个容易理解的解释实际的机制增加大气CO_2美元导致全球变暖。或者如果你知道任何好的文章,解释,请您能把链接。

我试图找到一些信息通过谷歌在全球变暖的实际机制,通过使用搜索词,如“在全球变暖的温室效应机制”,但吃惊地发现很少的信息。

我也问这个问题在physics.stackexchange.com上在这里。

Answer 1

借款从我的另一个解释答案温室效应的基本原理大致如下(注意这是一个简化的模型)

地球是在(实际上)真空,所以它只能获得或失去热量通过辐射。太阳发出的可见光和紫外线波长的辐射。地球的大气层是相当透明的在这些波长,所以太阳的辐射主要是通过它和表面。其中一些辐射(取决于地球的反照率)从表面反射回太空,但是其余吸收表面,使表面温暖。表面失去热红外辐射的波长。温室气体吸收红外辐射,导致大气中热身(热量的温室气体分子转移一些non-greenhouse气体的碰撞,但热量也向上转移通过对流)。温暖的大气辐射的能量向下和向上进入太空回到地表。向下辐射的一部分也被称为“反向辐射”(和直接观测到的)。重要因素不是出站的数量从表面红外辐射被吸收,但没有足够的高度上面温室气体吸收红外辐射向上从那层,以便它可以逃避进入太空。递减率意味着大气的温度随高度增加而减小。 This means that the more CO2 we put into the atmosphere, the higher this emitting layer becomes, and the colder it is. As the amount of IR radiated depends on the temperature of this layer, if this height increases then the amount of IR radiated from the planet falls, leading to an energy imbalance, with the planet absorbing more of the sun's radiation than it emits as IR, and so the planet warms up. This continues until the radiating layer warms up enough for the outbound IR to be in balance with the incoming radiation from the sun. So the more CO2, the warmer the mean surface temperature, all things being otherwise equal.

因此它是无关紧要的,大多数表面发出的红外吸收大气中,是红外的高度不吸收很重要。如果它比表面更冷,它就会发出不如表面红外发射,因此更少的能量辐射到太空中。

更详细的解释为什么吸收表面是没有相关性的,看到这个RealClimate文章斯宾塞Weart。

添加一个历史记录,这个解释可以追溯到至少Ekholm 1901年的论文”在地质和气候的变化历史及其原因”:

大气中扮演一个非常重要的双重性格的一部分在地球表面的温度,这是第一个指出的傅里叶,廷德尔的其他。首先,大气中可能像温室里的玻璃,让通过太阳的光线相对容易,和吸收黑暗的光线从地面发射的一部分,而且它从而可能提高地球表面的平均温度。其次,大气作为热量储存放置在相对温暖的地面和冰冷的空间,从而减少在高度的年度,日,当地的温度变化。

有两种品质的大气中产生这些影响。一是大气的温度一般随高度离地面或海平面,由于部分下行气流的动态加热和冷却提升的动力,在热的机械理论解释。另一个是大气中吸收,但小日晒和大多数从地面辐射,收到相当大的一部分热量存储从地面通过辐射、接触、对流和传导,而地球表面加热主要是通过直接从太阳辐射穿过透明的空气。

它遵循从这个地球进入太空的辐射并不直接从地面,但平均一层大气中有相当大的海拔高度。这一层的高度取决于大气的热质量,并与质量会有所不同。更大的热射线的吸收空气的力量从地面发射,这一层将越高,但层越高,其温度相对较低的地面;从层和辐射到空间越少其温度越低,由此可见,地面将温度越高辐射层。”

[Ekholm1901年第19 -)

(h / t史蒂夫·伊斯特布鲁克的博客文章)

Answer 2

我想地址什么似乎是一个泛化的前提。你似乎简化地球辐射的热量。是的,如果你平均温度和平均大气,目前的二氧化碳量几乎完全透支的乐队和吸收二氧化碳的增加让你几乎没有额外的吸收。然而,这是一个平均水平。记住,大多数的变暖,目前发生在高纬度和高海拔地区,在红外离地球远低于平均水平。全球二氧化碳的增加更大的影响在这些寒冷地区,因为有更大的敏感性增加的二氧化碳,影响这些吸收带的边缘。

Answer 3

有限公司₂是黑暗在长波红外波长较暗的大气浓度越高将在这个波长,正如你可能知道的深颜色吸收更多的热量。

有限公司₂不是一个非常强大的温室气体,但它的数量在我们的气氛使这种效果的控制源加热我们今天所看到的。

很多其他的气体加热潜力比较大比有限公司₂但是他们的浓度很低。越是复杂的气体加热可能会有,这是由于单个气体分子的大小(有限公司₂有3个原子和甲烷有5个,所以它将看着黑暗的长波红外波段,因此有更强的加热潜力)。

Answer 4

免费的文章的作者斯宾塞Weart Dikran推荐的有袋动物和其他的文章从2019年9月杰森西写的,环境科学与工程教授,北卡罗莱纳大学教堂山分校。

气候解释:为什么二氧化碳这样的巨大影响地球的气候

支撑这里一直说什么,最重要的是二氧化碳层的高度可以达到上层大气。

在文章中说,二氧化碳是重要气候尽管水蒸气吸收红外辐射,两种气体吸收几个相同的波长。

原因是地球大气层控制逃到太空的辐射。高层大气密度要小得多,包含更少的水蒸气比附近的地面,这意味着增加二氧化碳显著影响红外辐射逃多少空间。

本文还重申信息由斯宾塞Weart关于气候变化的二氧化碳的作用:

科学家们首次发现二氧化碳对气候的重要性在1850年代也惊讶于自己的影响力。单独工作,约翰•廷德尔在英格兰和尤妮斯富特在美国发现,二氧化碳,水蒸气和甲烷吸收热量,同时更丰富的气体没有。

廷德尔和富特表明,氮气和氧气占大气的99%,基本上没有对地球温度的影响,因为他们没有吸收热量。相反,他们发现气体出现在小得多的浓度是完全负责维护温度让地球可居住,通过捕获热量来创建一个自然温室效应。

二氧化碳有一个更重要的原因在地球变暖而更丰富的气体如氮气和氧气不扮演重要角色与它的分子结构:

二氧化碳和其他温室气体的分子结构,使他们能够吸收红外辐射。二氧化碳和其他温室气体有三个或三个以上原子和频率对应于地球发出的红外辐射。氧和氮,在其分子中两个原子,不吸收红外辐射。

这篇文章提供了重要的史前大气中二氧化碳的浓度信息及其相关与大气中的水蒸气的浓度和气候的影响。

二氧化碳的影响可以看到在过去的气候变化。冰核从过去几百万年表明,二氧化碳浓度高温暖时期——大约0.028%。在冰河时代,地球是大约7 - 13 F (4 - 7 C)温度比20世纪,大气组成只有0.018%的二氧化碳。

尽管水蒸气是自然温室效应,更重要的是二氧化碳的改变过去的温度变化。相比之下,大气中的水蒸气含量反应温度。随着地球变得温暖,大气可以容纳更多的水蒸气,这加剧了最初的变暖这一过程被称为“水汽反馈。“二氧化碳的变化因此对过去气候变化控制的影响。

完成解释为什么它是鲁莽不减少二氧化碳的排放,以防止大影响地球气候:

今天的二氧化碳水平比人类历史上任何时候都高。科学家们普遍同意,地球表面的平均温度已经上升了大约2 F (1 C)自1880年代以来,人为增加的二氧化碳和其他温室气体是非常可能是负责任的。

没有行动来控制二氧化碳排放,可能会在2100年达到0.1%的大气,超过工业革命前的水平的三倍。这将是一个比转换更快的变化在地球的过去,有巨大的后果。若不采取行动,这个小的气氛将会导致大问题。

Answer 5

自1979年以来大气加热约5 C。需要三个ζ焦耳的能量来完成。每年将.075 ZJ如果纯粹的累积。余热从人类能源消耗相当于5 ZJ每年约20 ZJ自1979年以来。这7次是需要加热大气。5 c(我们注意,海洋是累积热能)。除了直接的黑体辐射转移空间,分子碰撞诱导红外代在高层大气中冷却的全球能源水库建立平衡。余热能源添加到气候系统(套印的自然波动)的主要原因是自1979年以来,大气的温度轻微增加。但怀疑论者和杞人忧天者都倾向于忽视废热为气候变化做出贡献。