凭什么二氧化碳能成为温室气体,它有什么不一样的地方?

21世纪的今天,估计很少有人不知道温室效应了,大家也都知道产生温室效应的主要气体是二氧化碳(www.fbbf.net)。但空气中除了二氧化碳外还有氧气、氮气等其它气体,凭什么二氧化碳就能成为造成温室效应的气体呢?

它有何特别之处,能让世界都对它谈之色变?

空气的可变组成部分

地球提供给了自然界许多的“生活必需品”,并且都是免费无偿贡献,水、阳光、空气等等。这些都是所有生物都不可或缺的,空气更是重中之重。

空气的主要成分有两部分组成,一部分是恒定组成部分:包括氧、氮和氩、氖等气体。一部分是可变组成部分:包括二氧化碳、水蒸气等等。

空气的主要成分:

氮气,含量:78.09%;

氧气,含量:20.95%;

稀有气体,含量:0.932%;

二氧化碳,含量:0.034%;

水和杂质,含量:0.002%。

定组成部分在各个区域里的比例基本保持不变,真正影响我们生活的,是可变组成部分。它们会随着地区变化的不同,而发生轻微改变。比如焚烧厂地区附近,二氧化碳和二氧化硫浓度就比较多,

氯碱工厂附近的空气中就会含氯等等。

空气的组成很复杂,是一种混合气体,要想弄明白二氧化碳的作用,我们还需要知道,另一种让地球产生温室效应的物质——太阳光。

地球虽然自带地核能源,但这还不足以支持地球上的生命运转起来,所以我们还需要太阳光。地球平均每天从太阳哪里接收10亿焦耳左右的能量,而影响生命进程的主要射线是红外线和可见光等等。

我们的头顶有一层臭氧层,是我们的保护膜,能够过滤掉99%的紫外线(再多点生物就要死一半)。可见光照到大地,让世界一片光明,而红外线则是让地球变暖的主要来源。

红外线照射到地球表面,会被不同的物质吸收,然后再以热量的形式辐射出去。当这些热能来到天上的时候,大气就会被加热,同时这些热量也会向较冷的区域转移。大气中的一些气体就会从中作梗不让热量逃到外太空。

这些气体统称温室气体,正是它们的存在才阻止了热量完全逸入太空,如果没有它们,我们的地球将是一个平均温度只有-18℃的冰冷死星。

二氧化碳的作用很重要,它的存热方式是关键。

二氧化碳的存热方式

对于地球表面反射出去的红外线,空气中的氮气和氧气是不会和它发生作用的,只有温室气体,比如二氧化碳和氯氟烃分子等气体才会产生化学反应,我们称之为红外活性。

这有助于二氧化碳留在地球,也让热量保存了下来(不是全部)。我们从原子结构上来分析二氧化碳的存热原理,将二氧化碳的碳原子核氧原子看做了乒乓球,链接它们的化学键是弹簧。

在正常的时候,这些弹簧会保持一个频率弯曲或者拉伸,当红外辐射的光子撞击到这些分子的时候,分子震动就会加快。

分子是不会一直震动的,它会逐渐停止异常摆动,恢复到原理的频率。这个时候,二氧化碳分子就会释放能量,或者转移到周围其它温室气体分子上去。

这就是二氧化碳存热的方式,但这样的存热方式并不是温室气体中最强的。

二氧化碳成为主要温室气体

在温室气体中二氧化碳的吸热量简

直就是弟弟,六氟化硫的吸热量是大气中最强的,是二氧化碳的22200多倍。还有我们熟知的制作冰箱制冷剂的氟利昂,也是温室效应的主要“贡献者”,它的吸热量是二氧化碳的4600倍。

除了这些牛逼的气体外,全氟乙烷(能在大气中存在1万年)、甲烷、一氧化氮,就连水蒸气都比二氧化碳的吸热量多。

之所以二氧化碳能在众多的温室气体中脱颖而出,总结起来就是一句话:

抛开计量谈危害,就是耍流氓

。自从第一次工业革命以后,人类向大气中排放的二氧化碳量增加了90%。

作为人类生产排放的主要气体,我们每年要向大气排放破百亿吨二氧化碳。有如此庞大的数量级在这,就算二氧化碳的吸热量很小,也会影响到世界。

总结

人类的发展,说到底是自然能量的利用率问题,我们通过排放温室气体来推动人类发展。本身就算一种“低效率”的方式,只有科学不断进步,找到提高能源利用率的方法,比如可控核聚变。这样才能让人类,真正无后顾之忧的发展。

这才能称为人类的进步!

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