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小议CO2的温室效应机制
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小议CO2的温室效应机制
温室效应源于对玻璃暖房制热机制的解释，原本就比较含糊。更由于大气环境与玻璃暖房有很大的区别，给人的感觉是沿用玻璃暖房的温室效应机制解释大气温室效应其实是有些牵强的，因此为揭示CO2的温室效应机制，这里做一个粗浅的初步分析，权做抛砖引玉之用。
1.气体的吸收辐射特性
根据《传热学》，在工业常见的温度范围内，空气、氢、氧、氮等分子结构对称的双原子气体，实际上并无发生和吸收辐射能的能力，可以认为是红外热辐射的透明体。而臭氧、二氧化碳、水汽、二氧化硫、甲烷、氯氟烃和含氢氯氟烃(二者俗称氟利昂)等三原子、多原子以及结构不对称的双原子气体(一氧化碳)对红外热辐射却具有相当大的发射吸收本领。
2.玻璃暖房的温室效应及暖房容积的影响
众所周知，玻璃暖房具有显著的温室效应，这主要源于玻璃对红外长波辐射有很强的反射作用。但是，所反射的红外辐射却并不被空气中的氧气和氮气等气体吸收，而大气中这些气体是主要成分，占99%以上，因此要使整个大气温度升高，或曰其温室效应机制应该是墙壁、地面等物体以及空气中的水汽和CO2吸收这些长波辐射升温，再通过热传导加热氧气和氮气等其他气体。
进一步地，玻璃暖房温室效应的高低不仅取决于其吸收的太阳能，还取决于其容积。如果容积不大，吸收的太阳能相对较多，则温室效应会比较明显；如果容积很大，则其温室效应非常有限。因为这时玻璃所反射的红外辐射有限，而需要加热的空气很多，其效果必然大打折扣。
需要提请注意的是，从严格意义上讲，温室气体的温室效应不应包括温室内墙壁、地面等吸热对空气的加热效应。对比大气环境，甚至玻璃反射红外的作用也不能计入温室气体的温室效应。
另外，一个不容忽视的事实是，如果没有太阳(即阴天)，即便有玻璃反射红外辐射，玻璃暖房也不存在什么温室效应，在从冬季步入春季的乍暖还寒时分，人们的这一切身生活体验尤其明显，就是这时的阳台气温也往往低于室外。
显然，迄今为止的有关温室效应解释仍然是很模糊的。
3.大气温室效应机制
大气是开放体系，没有玻璃对红外的反射，因此，所谓的CO2等温室气体的温室效应机制只能是自身对地表红外辐射的吸收升温，然后对其周围大气中的氧气和氮气等气体的一种加热效应。
显然，这样一种加热方式的效果必然取决于大气容积以及大气构成。如果从太阳投入辐射面积与大气垂直高度之比的角度，考察大气与玻璃暖房的温室效应，我们不难发现，大气高度以及容积之大，远非一般玻璃暖房所能比拟；再加上大气没有了玻璃暖房最重要的制热机制——玻璃对红外的反射作用，基于上述分析，我们要问CO2等在大气中属于微量的“温室气体”究竟能有多大的温室效应？
IPCC宣称人为CO2等温室气体排放增加所导致的辐射强迫为2.43W/m2，依据何在？
注：地表对大气以对流和导热方式传导的热量，不能计入CO2等温室气体的温室效应。
上述分析十分粗浅，欢迎拍砖。
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