近年来气候变暖已引起全世界人们的关注。自1860年有气象仪器观测记录以来，在150年间，全球平均气温升高了0．6℃。最暖的13个年份均出现在1983年以后。我国自1985年以来，连续出现了16个全国范围的暖冬。为什么气候会变暖？

       地球气候变暖的原因，有人认为是人类文明发展，用大量煤炭炼钢铁、生产水泥，用来修路、盖楼，外出坐车、坐飞机，居家烧暖气、开冷气，大量使用能源、大量放出热量所引起。其实不然，全球气候变暖的原因不是这么简单。目前人类一年使用的全部能源约相当于100亿吨石油，按标准油的热值41．82MJ／kg计，全部能源燃烧放出的热量为4．2×10（14次方）MJ，如果把这些热量全部用来加热海水（1．4×10（21次方）kg），仅仅能使海水的温度上升7×10（-5次方）℃，也就是说，每年用这些热量给海水持续加热1万年，海水的温度也增加不到1℃，显然，地球变暖不能简单地看做人类使用能源放出的热量造成的。

       使地球变暖的原因，在于大气的化学成分起了变化，温室气体增加，出现温室效应所致。主要的温室气体是二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）。

       对温室效应的理解要从太阳辐射的能量和围绕地球的大气中各种分子的结构来分析。太阳辐射的能量主要是短波辐射，包括可见光和紫外光。地球吸收太阳能量的同时，也向太空辐射能量，达到能量收支平衡，维持地球表面的正常温度（大约15℃），这种温度辐射的能量属低温辐射，即它是长波辐射。太阳光照射到地球的表面上，地表大气中的单原子分子，如氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）等气体以及双原子分子，如氮气（N2）、氧气（O2）和氢气（H2）等，对太阳短波辐射的吸收很少，是微不足道的，即对太阳光是透明的；同样这些单原子分子和双原子分子对地球辐射到太空的低温辐射也吸收很少，也是透明的。对于三原子和三原子以上的多原子分子，如二氧化碳（CO2）、卤代烃（如氟氯烃、卤代烷）臭氧（O3）、氧化亚氮（N2O）和甲烷（CH4）等，它们对辐射的吸收性能就不同了，它们对太阳的短波辐射是“透明”的，但对地球表面发出的长波辐射有较强的吸收作用，是“不透明”的。当离地面为1万米到5万米高空的平流层中CO2和CH4的浓度增加时，就会阻挡由地表发射到太空的长波辐射，即会减少由地球散发到宇宙太空中的能量，使地球的温度升高。这种含有较多CO2和CH4的大气，在地球表面形成了一个无形的保温罩子，使地球形成一个温室。这种作用称为温室效应，CO2和CH4等称为温室气体。现在人们认为温室效应是使地球气候变暖的主要原因。

       根据1992年联合国气候变化框架公约中控制的六种温室气体，它们在大气中能存在的生存期限、对气候变化的潜在影响的大小、对温室效应的“贡献”等情况，列于表6．3．1中。

表6．3．1  大气中主要的温室气体

       由表6．3．1可见，CO2对温室效应的贡献近2／3，是主要的。它在大气中的体积分数由1958年的3．15×10（-4次方），增加到1992年的3．55×10（-4次方），和现在的3．8×10（-4次方）。每年增加值大约25×10（8次方）t。其中燃煤和燃油分别占31％，燃天然气占13％。

       甲烷作为温室气体，它一个分子的潜在影响是一个二氧化碳分子的56倍，但它在大气中的含量比CO2要低2－3个数量级，它的“贡献”只有19％。但是它增加很快，特别是气候变暖，寒带、冻土层中天然气水合物释放量增加，“贡献”也将增大。

       表中最下面所列的卤代烃包括氟、氯、溴、碘的碳氢化合物、气体分子，包括常见的四氯化碳、四氟化碳、氟氯烃，它是人工合成物质，这类物质性质稳定、不易燃烧，被广泛用作冷冻剂、清洗剂、灭火剂、喷雾剂。它们因引起大气平流层中臭氧的被破坏而出名，广为人知，它们也是主要的温室气体，它包括全氟碳化物等分子在内，在平流层稳定存在时间很长，对温室效应的“贡献”达10％。将它们归为一起，按同一类化合物计，已名列第三。