溫室氣體排放，造成溫室效應，使全球氣溫上升。地球在吸收太陽輻射的同時，本身也向外層空間輻射熱量，其熱輻射以3～30μm的長波紅外線為主。當這樣的長波輻射進入大氣層時，易被某些分子量較大、極性較強的氣體分子所吸收。由於紅外線的能量較低，不足以導致分子鍵能的斷裂，因此氣體分子吸收紅外線輻射後沒有化學反應發生，而只是阻擋熱量自地球向外逃逸，相當於地球和外層空間的一個絕熱層，即 “溫室” 的作用。大氣中某些微量組分對地球長波輻射吸收作用使近地面熱量得以保持，從而導致全球氣溫升高的現象被稱為溫室效應。
基本介紹
簡介,溫室氣體,溫室形成的原因,溫室氣體排放的影響,CO2對溫室效應的貢獻,二氧化碳排放歷史及現狀,
簡介
溫室氣體溫室氣體排放來源多為世界重工業發展產生，溫室氣體一旦超出大氣標準，便會造成溫室效應，使全球氣溫上升，威脅人類生存。因此，控制溫室氣體排放已成為全人類面臨的一個主要問題。
例如2009年年末在哥本哈根展開的全球氣候會議，就是全球達成控制溫室氣體排放限制的一個世界性大會。
溫室氣體
導致溫室效應的大氣微量組分被稱為溫室氣體。H2O和大氣中早已存在的CO2是天然的溫室氣體。正是在它們的作用下，才形成了對地球生物最適宜的環境溫度，從而使得生命能夠在地球上生存和繁衍，假如沒有大氣層和這些天然的溫室氣體，地球的表面溫度將比現在低33℃，人類和大多數動植物將面臨生存危機。全球氣候變暖的主要原因是由於人類在自身發展過程中對能源的過度使用和自然資源的過度開發，造成大氣中溫室氣體的濃度以極快的速度增長所致。這些溫室氣體有二氧化碳、甲烷、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫等六類。表1給出了人類活動對一些溫室氣體變化的影響。
表1 人為活動對一些溫室氣體變化的影響
項目 | CO2 | CH4 | N2O | CFC-11 | HCFC-22 |
1994年體積分數 | 358×10-6 | 1720×10-9 | 312×10-9 | 268×10-12 | 72×10-12 |
濃度增長速率(%/a) | 0.4 | 0.6 | 0.25 | 0 | 5 |
大氣壽命(a) | 50～200 | 12 | 120 | 50 | 12 |
① CO2、CH4、N2O的增長速率是以1984年為基礎計算的，而CFC-11和HCFC-22是以1990年為基礎計算的。
溫室形成的原因
全球變暖已成為制約人類經濟社會可持續發展的重要障礙，控制污染物和溫室氣體排放是我們需要高度重視的。奧運場館在節能減排方面的成功給了我們很大的信心，只要我們高度重視，發展替代煤炭電力的新能源，從理論上到實踐中都是可行的。2005年，我國發電量就超過了5億千瓦時。但是，中國發電的80%是以燃煤為主的。從中國能源利用現狀中就不難看出，地球升高的氣溫是人類用煤炭“燒”熱的。因此，欲削減二氧化碳排放，減少煤炭、天然氣等不可再生資源利用才是硬道理。為此，應充分開發利用新能源，如太陽能、風能、生物質能、氫能、潮汐能、水能(小水電)等，多管齊下，將溫室氣體封殺在源頭。先來看生物質能利用的例子。2008年1月，全球最大的蒙牛生物質能沼氣發電廠在呼和浩特市正式向國家電網併網供電。這個總投資4500萬元的生物質能電廠，利用的是養殖場牛糞經厭氧發酵產生的甲烷氣。甲烷與天然氣成分基本一致，過去作為溫室氣體在養殖過程中釋放到大氣中去了。養殖場糞便污染也是養殖業的“老大難”問題，生物質電廠的運轉將上述問題一攬子解決了，並帶來可觀的經濟效益和環境效益。蒙牛年發電量1000萬度，直接進入國家電網，年可減排二氧化碳約2.5萬噸。作為電力產品的副產品，該電廠還年產餘熱650萬兆焦、有機肥1.3萬噸、沼氣液17萬噸。如果充分利用有機肥和沼渣、沼液還田並替代化肥，還可減少相當數量的溫室氣體排放，減少化肥工業污染，保護生態環境。
溫室氣體排放的影響
聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的統計，全球化學工業每年使用二氧化碳約為1.15億噸，將二氧化碳作為各種合成工藝過程的原來。而因人類活動主要是燃燒化石燃料，引起的每年全球二氧化碳變化約為237億噸。
氣候變暖
氣候變暖如今大氣中的二氧化碳水平比過去65萬年高了27%。工業革命時代開始大量燃燒煤炭，二氧化碳開始上升。近幾十年來越來越多的國家走向工業化，道路上的汽車也越來越多，人類造成氣候變化所需時間要比氣候系統的自然變化周期短得多。儘管火山爆發會釋放二氧化碳和其他氣體，地球自轉軸和軌道的微小變化會對地球表面溫度造成重大影響，但仍然無法與現在正持續加速的人類活動相比。
由於使用化石燃料增多，使對流層臭氧量增多，若不在作出改變這將使2100年農作物的產量下降40%。如果不加以控制，受溫度和二氧化碳上升的影響，使全球平均臭氧到2100年還會增加50%，這將使植物生長帶來無法預計的影響。
國際能源局（IEA）報告到2030年全球溫室氣體排放將比現在增加57%。這將使地球表面溫度提高3℃，如果中國或印度繼續堅持發展以煤為主要能用，溫度則要上升6℃。因溫度上升已引起阿爾卑斯山脈地區的冰川積雪和冰層覆蓋快速下降，使北極海上冰層範圍減少，引起西伯利亞和加拿大永久凍土解凍。
溫室氣體排放導致全球平均氣溫上升，引發冰蓋融化、極端天氣、乾旱和海平面上升，這種全球性影響將會危及人類生命和生活。據估計，每年有500萬人死於由氣候變化及碳過度排放引起的空氣污染、饑荒和疾病。如果當前的化石燃料消費模式不發生改變，到2030年死亡人數將會上升到600萬人。其中超過90%發生在開發中國家。該報告評估了氣候變化在2010年到2030年間對人類和經濟產生的影響。
CO2對溫室效應的貢獻
CO2對溫室效應的貢獻達60%。自1750～1994年，大氣中的CO2體積分數已從2.80×10-4(280ppm) 上升到3.58×10-4(358ppm)，2000年更達到3.68×10-4(368ppm)。由於CO2在大氣中的壽命長達50～200a，即使CO2的排放能維持在現有水平上，它的濃度在22世紀仍將翻一翻。如果人類對CO2的排放不採取有效的控制措施，預測在今後100年內，全球氣溫將提高1.4 ～ 5.8℃，海平面將繼續上升88cm。因此，1997年通過的 《 〈聯合國氣候變化框架公約〉 京都議定書》要求： 已開發國家排放的六種溫室氣體，要比1990年減少5.2%；到2008～2012年期間，與 1990年相比，歐盟平均削減8%，美國削減7%，日本、加拿大削減6%，東歐各國削減5%～8%，紐西蘭、俄羅斯、烏克蘭0%，澳大利亞增長8%，冰島增長10%。我國作為一個開發中國家，《京都議定書》對中國沒有規定溫室氣體排放減排的義務。
六種溫室氣體中，CO2在大氣中的含量最高，所以它成為削減與控制的重點。但是，其它幾種溫室氣體的作用也不可低估。為了評價各種溫室氣體對氣候變化影響的相對能力，人們採用了一個被稱為 “全球變暖潛勢” (global warming potential，GWP) 的參數。
表2 部分溫室氣體的全球變暖潛在趨勢
種 類 | 大氣壽命(a) | GWP(時間尺度) | ||
20a | 100a | 500a | ||
CO2 | 可變 | 1 | 1 | 1 |
CH4 | 12±3 | 56 | 21 | 6.5 |
N2O | 120 | 280 | 310 | 170 |
CHF3 | 264 | 9100 | 11700 | 9800 |
HFC-152a | 1.5 | 460 | 140 | 42 |
HFC-143a | 48.3 | 5000 | 3800 | 1400 |
SF6 | 3200 | 16300 | 23900 | 3490 |
所謂“輻射強迫”是指由於大氣中某種因素（如溫室氣體濃度、氣溶膠水平等）的改變引起的對流層頂向下的淨輻射通量的變化（單位為W/m2）。如果有輻射強迫存在，地球—大氣系統將通過調整溫度來達到新的能量平衡，從而導致地球溫度的上升或下降。表2列出了部分溫室氣體的全球變暖潛在趨勢。
二氧化碳排放歷史及現狀
世界銀行發布報告，2003年全球二氧化碳排放已比1990年高出16%，1960年時， 低中收入國家僅占世界排放量1/3，而現在中國在1990~2003年間排放總量增加73%，印度排放總量增加88%，美國和日本排放總量增加20%和15%，歐盟國家排放總量僅增加3%。因此排放主要來自於工業化國家和快速開發中國家，在中國和印度，化石燃料用於發電占世界發電量66%；在中東，化石燃料用於發電占93%，東亞和南亞占82%，拉美和加勒比海地區占38%。
開發中國家，溫室氣體還主要來自於農業和土地使用及森林砍伐，世界銀行及英國政府2007年發布報告，森林砍伐使印度尼西亞成為僅次於美國和中國的世界第三大排放國。1990~2005年間，在低收入國家砍伐森林近4.5萬平方公里。
