首頁 那些聽過卻從未搞明白的問題

38.

地球為什麽會變暖?

土地上結出的果實屬於所有人,可你忘記了土地不屬於任何人。

—讓-雅克·盧梭

以全球變暖和溫室效應為代表的氣候變化是當今人類麵臨的最重要挑戰之一。我們經常在新聞中聽到這個詞,比如說,環境組織警告我們所麵臨的災難,一些公司也在宣傳它們如何努力減少二氧化碳排放,政治家也通過辯論和采取措施來避免它,盡管措施永遠不夠。我們被迫接觸到了很多信息,但我們很少談論科學方麵的問題,比如,為什麽會發生氣候變化?

眾所周知,地球是一顆圍繞太陽公轉的行星,而太陽是一顆中等大小的恒星,通過核反應將氫轉化為氦來產生能量。這些能量以輻射的形式穿過太空,經過8分19秒後到達我們的星球。地球所接收到的能量中,有一部分會被雲層或極地冰冠等白色反射表麵反射,這就是陸地反照率,在這一過程中,會有37%~39%的熱量被反射回太空。其中,雪地能夠反射86%的光,明亮的雲能夠反射78%,相比之下,海洋隻能反射5%到10%,森林反射8%。可以說,地球的反照率越高,它的熱量就越低。出於同樣的原因,西班牙安達盧西亞村莊的傳統做法是將房屋漆成白色。因此,在夏天時,房屋能夠反射大量的光線,而不至於被烤得過熱。

其餘那些沒有被反射的能量則被地球吸收。雖然被地球吸收的大部分是可見光譜頻率的光,但地球會以其他頻率,即紅外線的頻率重新發射光,並在理論上使其返回太空,從而維持地球的熱平衡。然而,有一些東西阻礙了它們到達太空—溫室氣體,其組成成分主要是二氧化碳,但也包括水、臭氧、甲烷或氮氧化物。二氧化碳分子,由於其自身的分子性質,能夠精確地吸收這些紅外頻率,並重新向大氣和地球表麵釋放能量。之所以這種現象被稱為“溫室效應”,是因為其原理與用於農業的溫室相似,溫室的溫度可以保持在高於周圍環境的水平,從而使植物或蔬菜得以持續生長。