什麼是全球氣候變化？全球變暖的科學原理

由Boya Shirley Hu和Lisa Zhang翻譯，並包括Alana Tran, Emily Yan, Lee Nevo Lamprey和Michael Ranney的幫助


妳或許聽說過全球氣候變化，更通俗地說，也就是“全球變暖”。不管人們相不相信人類導致地球變暖的觀點，大多數人都會對這個話題有所看法。然而，究竟有多少人真正了解這其中的的科學原理呢？如果讓妳解釋全球變暖是如何發生的，妳能做到嗎？現在請花壹點時間，嘗試著給自己解釋壹下： 幾乎所有的氣候專家都認為正在發生全球變暖，這是由什麽導致的呢？這其中的物理或化學原理又是什麽呢？

沒關系，正像我們曾經調查過的人們那樣，想必妳也難以解釋其中的原因。在壹次調查中, 我們在美國詢問近三百名成年人，但是沒有壹個人能正確地答出全球變暖的基本原理。 在其他規模更大的調查中，我們也得到了相似的結果--大多數人們對全球氣候變化都缺乏了解。然而，在不了解壹個問題背景的情況下， 我們怎麽能夠做出有根據的的決定呢？

下面，讓我們為妳簡短地解釋壹下全球變暖的原理吧。

首先，讓我們了解壹下在沒有人類影響的情況下，地球是如何保持溫度的：我們的地球在不斷地吸收來自太陽的光，也就是可見光。為了釋放出所吸收的能量，地球也會向外輻射。由於地球的表面溫度要比太陽的表面溫度低得多，向外輻射的能量也少得多，而這種能量級的輻射屬於紅外光。也就是說，地球會把大部分來自太陽的可見光轉變成紅外光。與此同時，大氣層裏的溫室氣體，比如二氧化碳、甲烷等等， 雖然會允許可見光直接穿透，但會吸收紅外光——因而導致很多熱量都保留在大氣層裏。這些能量將會在大氣層中被反復地吸收和釋放，然後最終釋放回宇宙。正是在大氣層中停留的這段時間裏，這些能量幫助地球保持了適合生命居住的溫度。如果沒有溫室氣體導致的這種“溫室效應”，地球的平均表面溫度就會比現在低大約十攝氏度——甚至低於水的冰點！

那麽人類是如何改變了這壹切呢？自從工業化時代開始以來，也就是從1750年左右開始，直至今日，大氣中的二氧化碳增加了40%，而甲烷幾乎成為原來的三倍！這些溫室氣體的增加導致更多的紅外光被吸收，造成了更大的溫室效應，從而導致地球升溫，使得氣溫超過正常的溫度範圍。換句話說，因為到達地球的能量變得更加難以離開，所以地球的平均氣溫不斷升高，從而產生了全球氣候變化。

妳壹定好奇，為什麽溫室氣體有如此特殊的作用？下面是有點深奧的科學解釋：二氧化碳等溫室氣體之所以能吸收紅外光是因為它們的分子震動產生了不對稱的電荷分布。這些不對稱的電荷分配與不同紅外波長的能級相匹配。與此不同的是，非溫室氣體，例如氧氣等，因為它們振動中的分子具有對稱的電荷分布，所以不吸收紅外光。

最後，讓我們簡短地總結壹下全球氣候變化的原理：地球把來自太陽的可見光轉化成紅外光，由於溫室氣體能夠吸收大量的紅外光，所以這些能量只能很緩慢地離開地球。人類產生的溫室氣體越多，紅外光的熱能就越發難以離開地球，因此地球溫度的增長也會越來越快。這就是全球變暖的原理！

這些並不難理解，不是嗎？在這短短的幾分鐘裏，希望妳以成為少數懂得全球氣候變化原理的人。為了能讓更多人了解全球變暖，請把這個視頻分享給其他人。感謝您的觀看！