全球气候变暖中的大气化学问题

化学大摇晃1No.26Vol .期1第1卷26第CHEMISTRYUNIVERSITY2011Feb .月2年2011全球变暖的大气化学问题*尹学博300071 )天津南开大学化学学院分析科学研究中心(探讨臭氧层破坏的化学机制)。 介绍全球变暖中大气化学问题的动摇，从化学结构的观点分析温室效应气体。 显示了温室效应对策，影响温室效应的分子结构破坏臭氧层、温室效应动摇的气候变暖动摇关键词在丹麦哥本哈根召开的联合国气候大会吸引了世界，日197月12年在2009年摇晃。 也就是说全球变暖，现在的气候变化的主要问题是地球的温度逐渐上升。 1万代表参加的51 .区的超额到了。 通过大气在地面上400nm)200波长(太阳短波，2所示的1图。 地球上的能量主要是从太阳吸收，被地表吸收50%多，被大气吸收，20%被地表和云彩散射回到宇宙，到达地球的放射线中，地球吸收的放射线和放出的放射线达到平均，是正常的状况。 3接收的部分，还能以长波放射的形式回到宇宙太阳入射放射的增加或地表之外。 3被称为放射线平衡，平衡地维持了比较稳定的地球温度平衡) radiive (。 所谓全球变暖，有可能提高地表和低层的大气温度，减少辐射。 波长长的电磁波能低，其中波长短的电磁波能高，长波的放射和短波的放射都是电磁波从分子耦合中摆动，分子振动能需要的能量接近低的某短波的能量，破坏分子的化学键需要的能量高，结构上看臭氧)，o (o )。 接近太阳放射的一部分长波放射能的2 (因为o大气平流)。 太阳短波向地球的辐射，等共价键的破坏(CFCs )氯氟碳化合物)、23一氧)、CH (甲烷)、CO (大气中的二氧化碳； 层中臭氧层的破坏使太阳向地球的短波放射增加24度，减少长波放射向大气的放射，分子振动吸收特定的长波放射o (h和水蒸气CFCsO )，(氮化氮22使地表温度上升，放出温室效应气体的“这些气体也称为effect”，绿色温室(2乡3冶体、地球变暖还引起了很多其他问题，臭氧层的破坏和温室气体的增加成为气候变暖的元凶，农业病虫害导致沙漠化面积的增大和与其相关的潜在影子、土地的干燥、气候异常、海面上升导致南极地区的臭氧层的损失，温室气体的增加三乡四响了。 5增加、正常时高温物体的红外、黑体辐射规律Plank如下。 放射线平衡的微小破坏是为了测定放射线平衡的影响而自我修复的。 3乡4随着红外线放射的增加使系统整体达到新的平衡，温度上升的话。 放射线增大forcing)(radiative科学家提倡放射线压力，是指正的放射线压力比放射线吸收的放射线多的温室效应气体的概念。 多个放射线压力结合起来，构成了影响地球变暖的总放射线压力。 3乡4另一方面，负辐射压力可以相反，最大的负辐射压力是气溶胶，即地球温度上升，臭氧层破坏是正辐射的压力，云对太阳辐射的反射力增加，反射和吸收太阳辐射，但由于气溶胶。 导致全球气温下降，等待Hartmann。 也就是说，由于全球变暖，总辐射压力为正值，6430的效果为47%，只利用温室效应的冶金冷却5温室气体引起的温度Aldhous。 年的数据证明臭氧层的损失和全球变暖是气候变化的主要原因4大气污染和温室气体并不是某个局Feng和，而是在Ramanathan上升的同时与南极地区臭氧层的损失有关的cnedu.nankai .e乡mail : XB y83摇卷26学习化学大学。 全球变暖成为了复杂的系统问题。 因为它引起了地球的气候变化，部分地球问题大气的构成影响太阳短波辐射的吸收和长波。 哥本哈根联合国气候大会决定在这样的背景下召开的地表温度，辐射的耗散理解与气候变暖相关的大气化学问题是为了理解地球变暖的根源而理解大气成分在气候上，本文从大气化学的角度探讨大气成分对短波辐射和长波辐射的影响。 有重要意义。 在变暖中的作用及其对策2地球能量的吸收和散逸1摇动图短波放射中的大气化学问题1摇动范长波放射太阳的短，时地球达到光阳太阳。 紫外线的说法中，通常400nm，200围绕：原子o分子形成两个o破坏，分子吸收o的短波放射为242nm波长22(1)2O )和推测242nm姿势(光子o为寅彦2光子242nm波长1mol和7-1498kJmol约)下结合能(分子为相当)-17-1946kJmol，因为结合能更大，存在三键NN，分子(495kJmol的能量与两对气候相连，所以n。 该波长在太阳放射的短波长范围内不是127nm，与三重键对应的电磁波的波长约NN差。 在温暖化的影响相对较小的情况下，氧原子结合的3臭氧分子的。 (o可以阻止短波辐射的另一个重要分子是臭氧32，是孤立的电子，耦合的其中两个单电子轨道分别与两个氧原子合为一，不均匀的混合sp之间的氧原子同时120毅。 小于等质杂交的117毅，结合间的结合角为oo对的大排斥力破坏了两个氧原子之间的臭氧成分，结合的结合长度和结合能处于单键和双键之间的名为oo的结合模式变成了两个。 根据波长为320nm的推测，密钥子形成大短波辐射。 7分子的能量o键所需的能量，oo子中的2个下破坏的方式被臭氧分子吸收的：(2) OO )比320nm的姿态(光子o摇动，寅23 O提供chapman )小(sydney查普曼悉尼，年19 在抑制太阳短波辐射中发挥着重要作用的o和32O。 2吸收分子) 2图为oxygen乡cycle、sChapman忆(循环人员调查还发现，循环的o和o发出大气322的短波，两个氧原子形成了242nm的波长，容易参与化学反应，氧原子的最外层为单电子、化学的(臭氧) 因为含有了慢是指反应速度快和慢，其中快的2图(分子o氧原子与氧分子碰撞形成)，也被称为自由基3320nm的分子吸收波长也与氧自由基结合成为2个，失去氧原子成为氧分子的紫外光人的活动在大气中形成了几个其他的分子o同时不断提供地球上绿色植物的光合作用。 氧分子2破坏的)氯氟化碳之一的乡12 (氟利昂。 像氯氟烃一样，容易形成自由基的分子在平流层中在紫外光的：过程中分解产生o : 2，9 cl ) (产生氯自由基乡12氟利昂，发射ClCl (3)Cl CF )推测220nm的姿态(光子ClCF将寅FF93地球变暖中的大气化学问题：尹学博期1第1摇动查普曼循环2摇动图(ClO):形成氯氧自由基，反应o进一步(Cl )氯自由基3摇动(4) cloocclocloclo摇动寅23摇动ClOOCl: 2个氯氧自由基摇动(5)ClOOClClO ClO摇动寅动(6)ClClOO光子ClOOCl摇动寅动(7)ocllooo摇动寅2产生的氯自乡12可以氟化，分解臭氧分子o (氧自由基是查普曼的循环从分子的分解O3对乡12氟利昂的影响可知。 25冶分子o个伊101在被风带入低层大气之前，能催化分解约Cl个“道3”。 臭氧层破坏力极大的长波吸收中的大气化学问题2摇吸收的能量是通过分子间的碰撞传递的，来自地球的长波辐射被大气中的温室气体分子吸收，温室气体含量高，大气的低层密度高。 减少地球对外长波辐射，留在大气层地表和低土地上有助于维持生命。 首先需要肯定地球和大气的能量交换。 层大气温度是用比温室气体的影响大的方程式计算出的无大气存在情况Stefan乡Boltzmann比，15益目前地球的平均温度约为。 存在必要的温度，即适当的温室效应，大气维持辐射的吸收和放出对维持地球温度起着重要的作用。 31033益使甲烷和其他气体的浓度、CO人类活动在大气中增加。 8在维持当前地球环境中发挥了重要作用2。 使全球变暖加剧，降低了大气长波放射的发射3 balance (radiative ) (radiative破坏了现有的放射平衡，度Houghton11。 详细评述了各种温室气体对地球气温的影响和地球气温的变化趋势波(温室气体分子吸收不同能量的长波放射，耦合断开的oo吸收太阳的短波放射而实现的o、o和32 )。 振动能级和旋转能级的迁移可能引起分子内部的电子能级的迁移，长时间位于红外光区域的电磁波、可见光，旋转能级与分子内的原子结合的振动能级相比，分子中的原子间距离增加或减少时，由于分子的能量的差异，振动能级跃进轴旋转时的分子能量差异很大。 由于振动时的电荷分布不变化，不吸收长波的放射线，o例如同核双原子分子。 12比旋转能级高的过渡n和22和水CFCs (氯氟化碳化合物o )、n (一氧化二氮)、(CH甲烷)、(CO气体层中的主要温室效应气体表示二氧化碳422的振动能级和旋转能级的转变，这些气体吸收长波的辐射，引起分子内部的电子能级等O)(H气体2温室效应。 氯氟化碳化合物是1摇2 .烃中的氢原子被氯原子和氟原子取代的(chlorofluorocarbons，CFCs )氯氟化碳化合物，没有毒性，不易燃烧，由于这种化合物具有适当的沸点，所以是无味的CFC乡CFC乡11和最重要的也称为氯氟化碳洗涤剂，广泛用作压缩喷雾剂，在没有腐蚀性、相当稳定的氯氟化碳化合物中。 发泡剂和抗凝固剂等冷冻剂，接下来的数字表示元素的首字母3碳、氟、氯CFC乡11、CFC，编码表示其组成90、1104摆动卷26化学性地大，位置表示氢原子数2位，位置表示分子中的碳原子数1左至2位，得到的三位中的101、=11 90位表示氟原3位. 2根据3个氯的氟化、1个氢、1个碳中含有的CFC乡11，即饱和烃计算氯原子的数量，子数CFC乡12和CFC乡11吸收红外线，因此是大气中的浓度最高的氯氟化碳，其他的温室效应气体影响放射力因为射击能力相当高所以2。 同时。 总和的三分之一o的过程消耗平流层内的(7)(4)的是，方程式CFC乡12和CFC乡113中的一个作为温室气体增加太阳向地球的短波辐射，一方面层o被破坏，另一方面，对地球变暖的影响是双重的3。 13屏蔽向地表外部的长波放射，体2 .水蒸气人类活动产生的水蒸气对自然界的排出。 人类活动的影响小O)(H被认为是大气中的水蒸气2，由于温度上升森林水蒸气的蒸发增加。 因为天然温室气体“水蒸气”也被称为别名，所以可以无视对温室效果的影响等Soden14。 提出了利用大气中水蒸气的含量测定全球变暖程度的方法。 甲烷2 .牛和羊等家畜的消化系统的发酵过程也有可能发生的甲烷是在缺氧环境中由甲烷细菌和生物腐败产生的。 年左右8大气中存在的平均寿命，每吨左右350年大气中的甲烷含量会增加。 甲烷CH是人为活动的。 排放的主要原因是自然水体被生活污水和工业废水污染，工业制造等CH然排放的44氮氧化物发生了摇晃。 如果其他部分来源于人为排放，其中一部分来源于大气放电o。 氮氧化物主要指一氧化二氮(N2，年左右150在大气中的存在寿命为ON。 己二酸等农业畜产活动和工业排放，如硝酸、2部分的分解为90%，但是利用太阳放射的光分解作用作用作用于同温层，在对流层呈现化学惰性。 反应(o )是活泼的氧自由基ON2(8) ON淄hO N和摇摆虎22 (9) ONO ON摇摆虎222。 n分子在光子的作用下变为ON即2，有O2N淄hO寅o和：2N，加上(9)和(8)式222222的二氧化碳，摇动了5次。 大气中二氧化碳浓度增加的主要原因是工业化后的大量开采和矿物燃料使用的年增加率，燃烧矿物质燃料的二氧化碳的亿50的二氧化碳排放量每年达到，年近30年。22%4.二氧化碳在大气中的寿命很长。 15大气中二氧化碳增加的另一个原因是砍伐树木作为燃料。 吨左右。 blanket)4“因为被形象地称为。 这足以在大气中积累数十亿吨，世纪制(CO二氧化碳毯2的结论和应对措施3了解了臭氧层破坏和温室气体的产生机理，知道了全球变暖普及的基础，气候变暖很关注氮气，二氧化碳、温室气体将大气中自然产生的水蒸气群策群力解决环境问题具有重要意义，具有知识、氟化物(HFCs )、各种氧化物和人类活动排出的氯氟化碳的吸热能力。 等PFCs ) (全氟化合物迄今为止的吸热能力PFCs ) (与全氟化合物(HFCs )氯氟甲烷相比，倍270，例如氮氧化物为二氧化碳，但水蒸气和臭氧的时空分布的变化与：淤泥相比，具体分析了这些温室效应气体。 最强的物质是采取减排措施计划二氧化碳含量的酒杯，含量低，氯氟化碳和全氟化物的吸热能力最强，氮氧化物； 以上分析表明，如果不考虑这两种气体的全球气温，二氧化碳含量如果成为现在的2倍，对全球升温的影响就最大，55%的比例高，氯氟化碳和二恶英减少得很多。 因此，二氧化碳被称为最大的正放射压力，345益4上升11，但Houghton却是。 同时还能减轻臭氧层的破坏，碳化碳排放成为降低温室效应的首要任务。 为了全球气候的稳定，首先需要控制大气中温室气体含量的稳定14地球变暖中的大气化学问题：学博期1第一摇晃或人为的、人的活动有可能直接排出微小粒子状物质，除了上述的与大气化学相关的气候变暖因素外，还排出SO、PM等)、微米级的粒子(这些粒子分散到大气中形成气溶胶， 排出物在大气中微小粒子状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质状物质4 aerosols (由sulfate测定的硫酸盐气溶胶； PS对人类的影响也不同，大小也不同。 2粒