气候变化中的科学(四)

(四)

有个读者写信问我:“能不能把大气层戳个洞,排到外太空去?”当然他是在开玩笑,但我正好可以借这个问题,聊聊什么叫做温室效应。我想告诉大家两点:一,温室效应这个词用错了。二,温室效应是个大大的褒义词,没有它,生命就完蛋了。

“温室”这个词原意是指用透明玻璃或者塑料做屋顶的房子,这样太阳光可以射进来,热空气却散不出去。如果要给这种温室降温,在屋顶上戳个洞就行了。

导致全球变暖的不是温室效应,而是另有原因。大家知道,任何物体每时每刻都在向外发射电磁波,波长由温度而定。太阳表面温度6000°C,所以绝大部分太阳光的波长都在0.4-0.7微米之间,就是可见光。这些光有一小部分被云层和地表反射回了外太空,剩下的则被地球吸收,地表温度就升高了。

为什么这个波段正好是“可见光”呢?这个问题要反过来问。正是因为大部分太阳光的波长都在这个波段,所以人类才会进化出一双能辨别这个波段的眼睛,方便自己生活。

地表温度上升后,热空气自然会向上升。但地球没有玻璃屋顶,上升的热空气不会遇到阻隔,这一点和“温室”是完全不同的。

地球被加热后也会发射电磁波,但地球温度很低,从地球表面发射出来的电磁波波长在4-100微米之间,属于红外波段。这个波段的光能毫无阻碍地穿过氧气和氮气,却会被二氧化碳所吸收。同样,二氧化碳吸收了这部分能量之后也会发射电磁波,一部分又重新回到了地面,进一步加热了地表。

正是这部分能量,成为全球变暖的最大功臣。为什么说是功臣呢?因为如果没有这部分反射所作的贡献,地表温度大约会在-20°C左右,大部分海水就结冰啦。而现在则是14°C,正好孕育生命。(未完待续)

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