温室气体
又称温室效应气体。大气中促成温室效应的气体成分。分为自然温室气体和人造温室气体。自然温室气体包括水汽 (H2O),水汽所产生的温室效应约占整体温室效应的60%—70%,其次是二氧化碳,约占26%,其他还有臭氧、甲烷、氧化亚氮;人造温室气体包括氯氟碳化物、全氟碳化物、氢氟碳化物,含氯氟烃及六氟化硫等。温室气体的共同点是能够吸收红外线。由于太阳辐射以可见光居多,这些可见光可直接穿透大气层,到达并加热地面。而加热后的地面会发射红外线从而释放热量,但这些红外线不能穿透大气层,因此热量就保留在地面附近的大气中,从而造成温室效应。
水蒸气是最主要的温室气体,但与二氧化碳不同,水蒸气可以凝结成水。因此大气中的水蒸气含量基本稳定,不会出现其他温室气体的累积现象。现在讨论温室气体时并不考虑水蒸气。近年反常的全球气温快速上升,主要是由于人为作用,致使大气中温室气体的浓度急剧上升。从工业革命开始,人类燃烧化石燃料导致大气层内二氧化碳浓度由280ppm上升至390ppm。其次是甲烷,从饲养牲畜的粪便发酵、污水泄漏、稻田粪肥发酵等活动中产生;还有许多人类合成的自然界原本不存在的气体,如氟利昂。
温室气体的增加是一种全球性的污染,加强了温室效应,是造成全球暖化的主要原因,已成为世界各国家的共识。1997年于日本京都召开的联合国气候变化框架公约第三次缔约国大会中所通过的《京都议定书》,明确针对六种温室气体进行削减,包括上述所提及的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫。其中以后三类气体造成温室效应的能力最强,二氧化碳由于含量较多,所占的比例也最大,约为55%。温室气体的增加对气候和生态系统的影响是一个复杂的问题。二氧化碳增加虽然有利于增加绿色植物的光合产物,但他的增加引起的气温和降水变化,会影响和改变气候生产潜力,从而改变生态系统的初级生产力和农业的土地承载力。因气候变化对生态系统和农业的间接影响,已超过二氧化碳本身对光合作用的直接影响。按照气候模拟试验的结果,二氧化碳加倍以后,可能造成热带扩展,副热带、暖热带和寒带缩小,寒温带略有增加,草原和荒漠的面积增加,森林的面积减少。二氧化碳和气候变化可能影响到农业的种植决策、品种布局和品种改良、土地利用、农业投入和技术改进等一系列问题。在制定国家的发展战略和农业的长期规划时,应该考虑到二氧化碳增加可能导致的气候和环境的变化背景,这个问题对于面临人口膨胀和人均资源贫乏两大压力的中国,显得尤为重要和紧迫。