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溫室氣體與溫室效應(yīng)李玉輝 程仕才 時(shí)騰飛 丁睿 北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院引言：為了２１世紀(jì)的地球免受氣候變暖的威脅，１９９７年１２月，１４９個(gè)國(guó)家和地區(qū)的代表在日本東京召開《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》締約方第三次會(huì)議，經(jīng)過緊張而艱難 的談判，會(huì)議通過了旨在限制發(fā)達(dá)國(guó)家溫氣體排放量以抑制全球變暖的《京都議定書》 。 《京都議定書》規(guī)定，到２０１０年，所有發(fā)達(dá)國(guó)家排放的二氧化碳等６種溫室氣體的 數(shù)量，要比１９９０年減少５.２％。發(fā)展中國(guó)家沒有減排義務(wù)。對(duì)各發(fā)達(dá)國(guó)家說來從２０ ０８年到２０１２年必須完成的削減目標(biāo)是：與１９９０年相比，歐盟削減８％、美國(guó)削減 ７％、日本削減６％、加拿大削減６％、東歐各國(guó)削減５％～８％。新西蘭、俄羅斯和烏克 蘭則不必削減乙炔檢測(cè)儀，可將排放量穩(wěn)定在１９９０年水平上。議定書同時(shí)允許愛爾蘭、澳大利亞和 挪威的排放量分別比１９９０年增加１０％、８％、１％。 《京都議定書》于２００５年 2 月 16 日正式生效。一，全球正在變暖眾所周知，近百年來，全球的地面氣溫呈明顯上升趨勢(shì)。根據(jù)氣象學(xué)記錄，我們知道， 自 1860 年以來，地球表面的平均氣溫升高了 0.6 攝氏度。而進(jìn)入了 20 世紀(jì)，全球溫度進(jìn)一 步升高。

其中 1998 年又創(chuàng)歷史新高，是 20 世紀(jì)最熱的一年，它比 1860 年至 2000 年間的平 均值高了 0.55 攝氏度，成為了自 1860 年人類來使記錄氣溫以來平均氣溫最高的一年。 同時(shí)溫室氣體， 20 世紀(jì)北半球溫度的增幅是過去 1000 年最高的。總的變暖趨勢(shì)越來越明顯。 氣候變暖使南極，北極及高山大冰川融化，融化的水流向海洋，從而使海平面上升。在 過去的一百年里，全世界海平面一共上升了 10~20cm。而且自從 20 世紀(jì) 60 年代后期以來， 冰雪的覆蓋面積已經(jīng)減少了 10％。 近幾年，我們?nèi)钥煽匆娨恍囟燃眲∩仙嫩E象。 ※ 2000 年 2 月 18 日，海水淹沒了有 11 萬(wàn)人口的西太平洋島國(guó)圖瓦盧的大部分區(qū)域。 ※ 今年新華社電：非洲最高峰乞力瑪扎羅山上的冰雪正在融化，如果情況惡化，15 年乞力瑪扎羅山的冰雪將不復(fù)存在。 ※ 今年 9 月北極冰蓋面積約為 535 萬(wàn)平方公里，比 1978 年至 2001 的同期平均值縮小 了 20％，也創(chuàng)下了面積最小歷史記錄。 ※ 巴西亞馬遜河日前正遭受著 60 年來最嚴(yán)重的干旱，主要河流水位下降，不少支流 和湖泊干枯。亞馬遜地區(qū)近 5 年來降雨量逐年減少，這也與全球變暖有關(guān)。

今年發(fā)生在墨西哥灣的卡特利納颶風(fēng)也與全球變暖有關(guān)．總之，事實(shí)擺在眼前溫室氣體，我們生 活在一個(gè)變暖的世界中。二．溫室氣體1． 何謂溫室氣體？ 通常是指大氣中那些讓太陽(yáng)短波輻射自由通過，同時(shí)強(qiáng)烈吸收地面和空氣放出的長(zhǎng)波輻 射（紅外線）甲苯報(bào)警器，對(duì)地表有一種遮擋作用的氣體。那么究竟大氣中哪些氣體是溫室氣體？是不 是僅有我們通常所認(rèn)為的 CO2？ 為了回答這一問題，我們先簡(jiǎn)要介紹一下大氣起源和地球大氣圈：地球形成初期存在的 12 種主要元素，按豐度遞減，依次是 H（90%） ，He（9%） ，O， Ne，N，C，Si，Mg，F(xiàn)e，S，Ar 和 Al。在這 12 種元素中，只有 C，H，O，N 和 S 能結(jié)合 成分子并進(jìn)入大氣中，最初只有水，氨和甲烷，硫化氫，氫。在進(jìn)化過程中，不少氫，氦， 氖和氬逃逸到太空中，但由于引力作用，這些氣體的大部分都被吸引在地表附近，大氣層演 變?yōu)橛砂保淄椋魵夂土蚧瘹浣M成。 地球的大氣層通過光解作用演變的含有豐富的氧。地球的引力不能留住所有的氫氣， 但能留住大部分的氧氣。 游離的氧具有從其他氣體中奪取氫原子重新形成水分子的趨勢(shì)。 氧 從氨中奪取氫后，留下游離氮，從甲烷中奪取氫生成二氧化碳。

千百年以后溫室氣體，地球大氣中留 下的主要是氮，氧，二氧化碳和水蒸氣。如今，地球大氣以氮，氧和氬為主，其他成為微量 氣體。那些與產(chǎn)生溫室效應(yīng)有關(guān)的微量氣體便是溫室氣體。 了解上述有關(guān)問題后，我們列舉一下具體的溫室氣體： 溫室氣體 水蒸氣 一氧化碳 氫氣 各種氮化物 分子式 H2O CO H2 N2O NH3 NO NO2 硫化物 CSO CS2 SO2 H2S 氟化物 CF4 C2F6 SF6 氯氟烴 CClF3 CCl2F2 CHClF2 CCl3F CF3CF2Cl CClF2CClF2 CCl2FCClF2 含氯烴 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 CH2ClCH2Cl C2HCl3 C2Cl4 CH3CCl3 溴化物 CH3Br 來源 自然蒸發(fā) 化石燃料和砍伐森林 來源很廣 來源很廣 燃料與化肥 農(nóng)業(yè)化學(xué)品 燃燒 未知 未知 燃燒和工業(yè) 燃燒和工業(yè) 鋁廠 鋁廠 未知 空調(diào)設(shè)備及制冷劑 煙霧劑 煙霧劑 煙霧劑 煙霧劑 煙霧劑 煙霧劑 海洋天然合成 工業(yè)溶劑 F22 的制造 含氯烴的生產(chǎn) 化學(xué)工業(yè) 去油劑 去油劑 去油劑 天然生成 降解時(shí)間（年） 0.001 8 0.3 2 120 0.01 0.001 未知 未知 0.001 0.001 >500 >500 >500 400 110

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