为什么二氧化碳是地球的温室气体,而氮氧不是

2019年5月,大气中的二氧化碳月均浓度超过415ppm,这是过去80万年中的巅峰值数据,引发国际社会的强烈关注,2020年,我国政府郑重承诺,中国努力争取2060年前实现碳中和,意味着我国国土范围内,二氧化碳排放总量将大幅减少。

二氧化碳由两个氧原子和一个碳原子通过共价键连接而成。

是空气的主要组成部分,常温常压下为无色、无味、不助燃、不可燃的气体,是经常使用到的灭火剂。

二氧化碳略溶于水,形成碳酸,碳酸饮料一定都喝过吧。

图片来源:Pexels

常压下,当温度降至-78.5℃时,二氧化碳气体会直接变为雪花一样的白色固体,俗称干冰。

当温度上升时,干冰会直接变成气体,这一过程又被称为升华,干冰可用作人工降雨,放在空气中的干冰能迅速吸收大量热量,使周围温度快速降低,并使水蒸气液化成小水滴,从而达到降雨的目的。

为什么说二氧化碳是温室气体呢?

我们知道,给地球带来温暖的太阳,太阳光中绝大部分的紫外线,被大气上层的臭氧层吸收,其余部分的光进入大气层,地球大气层的主要成分是氮气和氧气,不能吸收红外线,但其他的微量气体如甲烷、一氧化氮、水蒸气、二氧化碳等都会吸收红外线,可见光通过大气到达地球表面,在接收太阳光的同时,地球也会以红外光形式向外辐射能量,由于微量气体的存在,来自地表的红外线能量会积蓄在这些气体中,其中一半以红外线的形式射向宇宙,另一半以红外线的形式辐射回地面,把来自太阳的热能锁起来,不让其流失,造成大气温度 升高,这种现象称为温室效应。

甲烷、一氧化氮、水蒸气、二氧化碳等气体都称为温室气体,如果光凭太阳照射,地表温度只能达到-18度左右,整个世界将会笼罩在冰点之下,目前地球的地表平均温度大约为15度左右,正是这些温室气体的保温效应,弥补了将近33度的温差,让我们有一个宜居的地球。

在温室气体中,二氧化碳是人类生活中排放量极大的气体,如果大气中的二氧化碳含量过多,热量更难流失,地球的平均气温也会随之上升,加剧温室效应。

20世纪90年代后期,二氧化碳排量成为国际问题引发广泛关注。

二氧化碳源自何处?

二氧化碳在大气中约占0.03%,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,动物的呼吸以及发酵过程,近几十年来,随着全世界工业的高速发展,带来二氧化碳排放量的增加,导致二氧化碳不断积累,根据研究人员的计算,如果按照目前的排放速度,大气中的二氧化碳的含量可能会高达1000ppm。

排放的二氧化碳会去哪里呢?

地面上的绿色植被可以通过光合作用,将大气中的二氧化碳吸收并固定在植被与土壤中,一颗阔叶树一天可以吸收33千克二氧化碳气体,每年全世界的绿色植物会从空气中吸收几百亿吨的二氧化碳,我们称其为碳汇,包括森林碳汇、草地碳汇和耕地碳汇,自然界最大的碳汇是海洋,地球上超过50%的二氧化碳是由海洋及其拥有的生物如细菌、浮游生物、海草等捕获的,海洋从地球大气中回收了大量人类工业活动排放的二氧化碳,单位海域中生物固碳量是森林的10倍,是草原的290倍。

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那二氧化碳升高有什么危害呢?

二氧化碳的累积会导致更多的太阳辐射被地球吸收,造成全球变暖。

如果二氧化碳的含量比现在增加1倍,全球气温会上升3-5℃,两极地区升高10℃,气候将明显变暖,气温升高,全球气候发生改变,导致某些地区雨量增加,而有些地区会出现干旱,自然灾害加剧。

温室效应给人类带来较大的灾难,是20世纪末60年代初,非洲撒哈拉南部牧区发生了持续6年的干旱,由于缺少粮食和牧草,大量牲畜被宰杀,饥饿致死者超过150万人,更令人担忧的是由于气温升高将使两极地区冰川融化,海平面升高,许多沿海城市、岛屿和低洼地区面临被海水吞没的威胁。

科学家认为,二氧化碳含量的严重超标,更像是一种警告,如果人类不想办法解决这一问题,未来,海平面和温度升高,就是对人类的惩罚。

目前,唯一的好消息是科学家们以各种方式捕获或回收二氧化碳,并将其从大气中除去,使二氧化碳恢复到历史正常水平。而这也需要地球上每一个人,包括科学家、政治家和普通人的协同努力,只有这样,才能更好地保护我们的家园。

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