温室气体有哪些
温室气体有水蒸气(H2O)、臭氧(O3)、 臭氧二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、氢氟氯碳化物类(CFCs,HFCs,HCFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)等。由于水蒸气及臭氧的时空分布变化较大,因此在进行减量措施规划时,一般都不将这两种气体纳入考虑。因此,在1997年于日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)第三次缔约国大会中所通过的《京都议定书》,明确提出针对二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)等六种温室气体进行削减。其中以后三类气体造成温室效应的能力最强,但对全球升温的贡献百分比来说,二氧化碳由于含量较多,所占的比例也最大,约为55% 。具体就来看看这些温室气体吧。
二氧化碳
大气中的二氧化碳(CO2)是植物光合作用合成碳水化合物的原料,它的增加可以增加光合产物,无疑对农业生产有利。同时,它又是具有温室效应的气体,对地球热量平衡有重要影响,因此它的增加又通过影响气候变化而影响农业。此外,大气中具有温室效应的微量气体还有甲烷、氯氟烃、一氧化碳、臭氧等,总的温室效应中二氧化碳的作用约占一半,其余为以上各种微量气体的作用。
二氧化碳浓度有逐年增加的趋势,50年代其质量分数年平均值约315×10(-6),70年代初已增加至325×10(-6),已超过345×10(-6),平均每年增加1.0-1.2×10(-6),或每年约以0.3% 的速度增长。综合多数测定结果,在工业革命以前的二氧化碳质量分数为275×10(-6)。
甲烷
甲烷是在缺氧环境中由产甲烷细菌或生物体腐败产生的,沼泽地每年会产生150Tg(1T=1012)消耗50Tg,稻田产生100Tg消耗50Tg,牛羊等牲畜消化系统的发酵过程产生100-150Tg,生物体腐败产生10-100Tg,合计每年大气层中的甲烷含量会净增350Tg左右。它在大气中存在的平均寿命在8年左右,可以通过下面的化学反应:
CH4+OH→CH3+H2O
消耗掉,而用于此反应的氢氧根(OH)的重量每年就达到500Tg。
一氧化二氮
一氧化二氮在大气层中的存在寿命是150年左右,尽管在对流层中是化学惰性的,但是可以利用太阳辐射的光解作用在同温层中将其中的90% 分解,剩下的10% 可以和活跃的原子氧O(1D)反应而消耗掉。即使如此大气层中的N2O仍以每年0.5-3Tg的速度净增。
氯氟碳化合物
氯氟碳化合物(CFC-11和CFC-12),它们在对流层中也是化学惰性的,但也可在同温层中利用太阳辐射光解掉或和活性碳原子反应消耗掉。
温室气体的主要危害
环境危害
气候变化及其影响是多尺度、全方位、多层次的,正面和负面影响并存,但负面影响更受关注。全球变暖对许多地区的自然生态系统已经产生了影响,如气候异常、海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河(湖)冰迟冻与早融、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花期提前,等等。
水蒸气为最大的温室气体,其高出二氧化碳近两个数量级,但其受高度、纬度的影响较大,受水域和季风的气候影响也较大,相对的:绝对湿度大的海洋性气候受人工排放的湿室气体影响不明显,海拔较高、高纬度、干旱地区等绝对湿度较低的地区受人工温室气体的影响较大。例如中国的天山山脉处于内陆高海拔地区,雪线明显上移。美国、欧洲等地区湿度较大人工温室气体加速水汽对流反而造成极端的低温和高温天气。若没有水蒸气的影响,人工温室气体总体会造成温度上升,但水蒸气的存在使得大气湍流增加、气候趋于极端。
美国环境保护署认定,二氧化碳等温室气体是空气污染物,“危害公众健康与人类福祉”,人类大规模排放温室气体足以引发全球变暖等气候变化。
气候影响
温室气体的增加对气候和生态系统的影响是一个更为复杂的问题。二氧化碳增加虽然有利于增加绿色植物的光合产物,但它的增加引起的气温和降水的变化,会影响和改变气候生产潜力,从而改变生态系统的初级生产力和农业的土地承载力。这种因气候变化而对生态系统和农业的间接影响,可能大大超过二氧化碳本身对光合作用的直接影响。按照气候模拟试验的结果,二氧化碳加倍以后,可能造成热带扩展,副热带、暖热带和寒带缩小,寒温带略有增加,草原和荒漠的面积增加,森林的面积减少。二氧化碳和气候变化可能影响到农业的种植决策、品种布局和品种改良、土地利用、农业投入和技术改进等一系列问题。因此在制定国家的发展战略和农业的长期规划时,应该考虑到二氧化碳增加可能导致的气候和环境的变化背景。这个问题对于面临人口膨胀和人均资源贫乏两大压力的我国,显得尤为重要和紧迫。
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