为什么说大气是地球的“保暖衣”

众所周知,大气是地球上一切生命赖以生存和进化的基础。它的主要成分是氮气、氧气,以及氩和二氧化碳等微量气体。此外,大气中还悬浮着水滴、冰晶、尘埃等液体和固体微粒。

地球每天都在源源不断地接收来自太阳的辐射能量。太阳辐射是一种短波辐射,当它通过大气时,只有很少一部分能量被大气直接吸收,大部分则透过大气到达地球表面,使地球表面增温。地球表面在接收太阳短波辐射增温的同时,也在向外释放长波辐射。地球表面向外辐射的长波会被大气吸收,使得大气变暖。大气吸收了地面辐射后再向外散射,其中向下到达地面的部分补偿了地球表面因辐射所损耗的能量,使得地球表面不会因为辐射而失热过多。大气就像一件“保暖衣”一样,对地面起到了保温作用。大气的这种保温作用,类似于温室的玻璃,在让阳光射入的同时又把热量留了下来,因此被称为温室效应。

但是,并不是大气中所有的气体都具有“保暖”的作用。只有那些强烈吸收地球辐射并重新向外辐射的气体,才被称为温室气体。地球大气中的温室气体包括一些自然界中原本就存在的气体,如水蒸气(H2O)、二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)、一氧化二氮(N2O)、甲烷(CH4)等,以及一些人为排放的气体,如氢氟氯碳化物(CFCs、HFCs、HCFCs等)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)等。所有的温室气体的总量加起来,不会超过整个大气体积的0.04%,但却能保持地球的温度适宜生物的生长。

据科学家估计,如果没有大气的温室效应,地球表面的平均温度会下降到-23℃左右,地球就会变成一个冷寂、冰封的世界。而实际地球表面的平均温度为15℃左右,也就是说,由于大气的温室效应,使得地球表面的平均温度提高了38℃左右。可见,地球的这件大气“保暖衣”是多么保暖!

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