经过资料查阅,为什么二氧化碳会引起温室效应也是小学科学老师需要了解的内容,不然就是非常灌输式的教学了
二氧化碳之所以会引起温室效应,与它对太阳辐射和地球表面辐射的特殊作用密切相关:
一、二氧化碳的分子结构与物理特性
分子结构:二氧化碳(CO₂)分子由一个碳原子和两个氧原子组成,呈线性结构。这种结构使其能够吸收和释放特定波长的红外辐射。
对辐射的选择性吸收:太阳辐射包含紫外线、可见光和红外线等,其中可见光和短波红外线可以较为容易地穿过地球大气层到达地面;而二氧化碳对长波红外线(尤其是波长在 12-15 微米左右的辐射)具有强烈的吸收能力。
二、温室效应的作用机制(以二氧化碳为例)
太阳辐射进入地球
太阳发出的短波辐射(如可见光、紫外线)穿过大气层时,大部分能量会到达地球表面,使地面升温。
地球表面辐射能量
地球表面吸收太阳能量后,会以长波红外线的形式向外辐射热量。
二氧化碳的 “捕获” 作用
当这些长波红外线向上穿过大气层时,二氧化碳分子会吸收其中特定波长的辐射,从而阻止热量直接散发到宇宙中。
热量滞留与大气升温
二氧化碳吸收热量后,会将能量再以红外辐射的形式向四周释放,其中一部分辐射会返回地球表面,形成 “温室效应”,导致地球表面和大气层的温度逐渐升高。
三、二氧化碳成为主要温室气体的原因
含量较高且持续增加:在自然温室气体(如二氧化碳、甲烷、水蒸气等)中,二氧化碳的含量虽然低于水蒸气,但由于人类活动(如化石燃料燃烧、森林砍伐等),其大气浓度从工业革命前的约 280ppm(百万分比浓度)持续上升至 2023 年的超过 420ppm,增幅显著。
寿命较长:二氧化碳在大气中的停留时间可达数百年甚至更长,这意味着其对温室效应的影响具有累积性和持久性。
辐射强迫效应显著:辐射强迫是衡量温室气体对气候影响的重要指标。二氧化碳的辐射强迫效应较强,每增加单位浓度,对全球变暖的贡献较为突出