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1、.学化学大摇摇1No.26Vol.期1第卷26第摇摇CHEMISTRYUNIVERSITY2011Feb.月2年2011全球气候变暖中的大气化学问题*学博300071)天津南开大学化学学院分析科学研究中心(讨论臭氧层破坏的化学机理。介绍全球气候变暖中的大气化学问题摇摘要摇摇从化学结构角度分析温室气,。并给出解决气候变暖的应对措施,体对温室效应的影响分子结构摇臭氧层破坏摇温室效应摇气候变暖摇关键词摇摇摇多个国家和地190在丹麦哥本哈根举行的联合国气候大会吸引了来自全球,日19~7月12年2009摇地。即全球气候变暖,目前气候变化的主要问题是全球温度逐渐升高。[1]万名代表
2、参会51.区的超过在到。通过大气辐射到地面400nm)~200波长(太阳短波,[2]所示1如图。球上的能量主要来自太阳其中被吸,被地表吸收50%其余,被大气吸收,20%被地表和云层散射回外太空,30%达地球的辐射中地球吸收的辐射和放出的辐射达到平,在正常情况下。[3]收的部分还可以长波辐射的形式返回外太空太阳入射辐射的增加或地表向外。[3]称为辐射平衡,衡并维持相对稳定的地球温度balance)radiative(。即通常所说的全球气候变暖,都可能使地表与低层大气温度增高,辐射的降低。波长长的电磁波能量低,其中波长短的电磁波能量高,长波辐射和短波辐射都是电磁波摇摇从分子
3、结,而分子的振动能量所需要能量较低;与某些短波能量相近,破坏分子化学键所需要的能量高,构角度看臭氧)、O(如氧气,太阳短波辐射可以导致大气中的分子。与太阳辐射中的某些长波辐射能量相近2(O大气平流,因此。从而降低太阳短波对地球的辐射,等的共价键的破坏(CFCs)氯氟碳化合物)、[2]3一氧),CH(甲烷),CO(而大气中的二氧化碳;层中臭氧层的破坏将导致太阳向地球的短波辐射增加24减少长波辐射向外大气的释,的分子振动则可以吸收某些长波辐射O)(H及水汽CFCsO),(N化二氮22从而导致地表温度的升高,放温室气“这些气体又称为effect),greenhouse(这种影
4、响称为温室效应,。[2鄄3]冶体,而全球气候变暖又导致了许多其他问题,臭氧层的破坏和温室气体的增加已成为气候变暖的元凶摇摇,如农业病虫害增加沙漠化面积增大以及一些与之相关的潜在影、土地干旱,气候反常,海平面上升从而导致南极地区臭氧层的损耗,温室气体增加导致温度的升高可进一步使臭氧层变薄,而且。[3鄄4]响。[5]增加,正常情况下高温物体的红外,黑体辐射定律Plank如按照。辐射平衡的微小破坏可以得到自修复为衡量对辐射平衡的影。[3鄄4]通过红外辐射的增加使整个系统达到新的平衡,当温度升高后。辐射增大forcing)(radiative科学家提出了辐射压迫力,响,正辐射压
5、迫力指吸收的辐射多于放出的辐射;的概念温室气体的。多种辐射压迫力结合构成了影响地球变暖的总辐射压迫力。[3鄄4]而负辐射压迫力则相反它既可以,最大的负辐射压迫力则是气溶胶;导致地球温度升高,增加以及臭氧层破坏是正辐射压迫力又可以增加云层对太阳辐射的反射能力,反射和吸收太阳辐射但气溶胶导致。从而导致全球气温降低,等Hartmann。即全球变暖,..因而总辐射压迫力是正值,[6][4]30利用47%效果仅为温室效应的冶冷却“的[5]认为温室气体导致的温度Aldhous。年的数据证明了臭氧层损耗和全球变暖是气候变化的主要原因[4]则认为大气污染和温室气体不是某个局Feng和,
6、Ramanathan升高同时与南极地区臭氧层的损耗有关edu.nankai.,E鄄mail:xbyin通讯联系人*83摇卷26第学化学大。全球变暖已成为一个复杂的系统问题,因为它们正在导致全球的气候变化,部而是全球的问题大气的组成影响太阳短波辐射的吸收和长波。哥本哈根联合国气候大会就是在这种背景下召开的;从而决定地表温度,辐射的散失了解与气候变暖相关的大气化学问题对于理解全球气候变暖的根源具了解大气成分在气候,本文从大气化学角度探讨大气成分对短波辐射和长波辐射的影响。有重要意义。变暖中所起的作用及其应对措施]2[地球能量的吸收和散失1摇图短波辐射中的大气化学问题1摇长波
7、射辐波太阳的短,时球地达到光阳太当。线外紫的说所常通即400nm,~200为围:原子O分子形成两个O破坏,分子吸收O的短波辐射可以被臆242nm波长22(1)2O)臆242nm姿(光子+O摇摇摇摇寅2光子242nm波长1mol与,[7]-1498kJ·mol约为)即键能(分子所需要的能量O1mol这是因为破坏2破,N而空气中的。相当)-1[7]-1946kJ·mol为,键能更大,三键NN因存在,分子(495kJ·mol的能量繎2对气候,N因此。这个波长不在太阳辐射的短波围127nm,三键所对应电磁波的波长约为NN坏繎2。变暖影响相对较小其
