我们知道,太阳给地球带来温暖,阳光中的大部分紫外线被高层大气中的臭氧层吸收,其余的光线进入大气层。地球大气层的主要成分是氮和氧,它们不能吸收红外线,但其他微量气体,如甲烷、一氧化氮、水蒸气、二氧化碳等,会吸收红外线。可见光通过大气层到达地球表面。地球在接收阳光的同时,也会以红外光的形式辐射能量。由于微量气体的存在,来自地球表面的红外能量会积聚在这些气体中,其中一半会以红外线的形式发射到宇宙,另一半会以红外的形式辐射回地面,从而锁住来自太阳的热能并防止其流失,导致大气温度升高,这种现象被称为温室效应。
甲烷、一氧化氮、水蒸气、二氧化碳和其他气体都被称为温室气体。如果单靠太阳,地表温度只能达到-18度左右,整个世界都将被冰点笼罩,目前地球的平均地表温度约为15摄氏度。正是这些温室气体的隔热作用弥补了近33度的温差,使我们拥有了一个宜居的地球。
在温室气体中,二氧化碳是一种在人类生活中排放量很大的气体。如果大气中的二氧化碳过多,就会更难失去热量,地球的平均温度也会相应上升,加剧温室效应。
20世纪90年代末,二氧化碳排放成为一个引起广泛关注的国际问题。
二氧化碳从哪里来?
二氧化碳在大气中约占0.03%,在海洋中约占0.014%。地面上的二氧化碳主要来自化石燃料和其他含碳化合物的燃烧、碳酸钙矿石的分解、动物的呼吸和发酵过程。近几十年来,随着世界各地工业的快速发展,二氧化碳排放量不断增加,导致二氧化碳不断积累。根据研究人员的计算,如果采用目前的排放速率,大气中的二氧化碳含量可能高达1000 ppm。
排放的二氧化碳会去哪里?
地面上的绿色植被可以吸收大气中的二氧化碳,并通过光合作用将其固定在植被和土壤中。一棵阔叶树每天可以吸收33公斤二氧化碳,世界各地的绿色植物每年从空气中吸收数百亿吨二氧化碳。我们称之为碳汇,包括森林碳汇、草原碳汇和耕地碳汇。自然界最大的碳汇是海洋。地球上50%以上的二氧化碳来自海洋和细菌、浮游生物等生物。海洋被生物、海草等捕获,从地球大气层中回收大量人类工业活动排放的二氧化碳。单位海域封存的生物碳量是森林的10倍,是草原的290倍。