二氧化碳与气候
化学先生 / 2019-05-21
二氧化碳在常温常压下为无色、无味气体。
17世纪初，比利时化学家范，海尔蒙特在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时，发现二氧化碳。173年，拉瓦锡把碳放在氧气中加热，得到被他称为“碳酸”的二氧化碳气体，测出质量组成为:碳23.5％～28.9％，氧71.1％76.5％。1823年，迈克尔·法拉第发现，加压可以使二氧化碳气体液化。1835年，M. Thilorier制得固态二氧化碳(干冰)。1884年，在德国建成第一家生产液态二氧化碳的工厂。
在自然界中二氧化碳含量丰富，为大气组成的一部分。二氧化碳也包含在某些天然气或油田伴生气中以及碳酸盐形成的矿石中。大气里含二氧化碳为0.03％～0.04％(体积比)，总量约2.75×102吨，主要由含碳物质燃烧和动物的新陈代谢产生。在国民经济各部门，二氧化碳有着十分广泛的用途。二氧化碳产品主要是从合成氨制氢气过程气、发酵气、石灰窑气、酸中和气、乙烯氧化副反应气和烟道气等气体中提取和回收，目前，商用产品的纯度不低于99％(体积)。二氧化碳不但是绿色植物通过光合作用合成淀粉的不可缺少的物质，同时还起着保护地球的作用，因而通常又被称为地球的“棉被”。大家知道，太阳的短波辐射(主要是可见光)很容易透过大气层达到地球表面。大气中的二氧化碳和水蒸气一样，对红外波辐射有强烈的吸收作用，能“截留”它，不让它逸散到空间去，因而可增加低层大气的温度，这就是通常所说的“温室效应”。地球上环境温度由于地面和大气层在整体上吸收太阳辐射能量平衡于释放红外线辐射到太空外中的能量而保持稳定。但受到温室气体的影响，大气层吸收红外线辐射的分量多过它释放出到太空外，这使地球表面温度上升，此过程可称为“天然的温室效应”。由于人类活动释放出大量的温室气体，结果让更多红外线辐射被折返到地面上，加强了“温室效应”的作用。如果没有大气，地表平均温度就会下降到-23℃，而实际地表平均温度为15℃，这就是说温室效应使地表温度提高了38℃。随着社会经济的高速发展，不断消耗天然资源，大气中的二氧化碳迅速增加。
科学家预测，今后大气中二氧化碳每增加1倍，全球平均气温将上升1.5℃～4.5℃，而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右。美国科学家还认为，甲烷的“温室效应”比二氧化碳的效果强300倍，氟利昂比二氧化联强2000倍。特别值得指出的是，这些在空气中的痕量气体起着“放大器”的作用，能将二氧化碳的温室效应加以放大，进一步促进地球变暖。对待气候变暖，应一分为二地去看。好的一面，气候变暖可使植物生长期延长，有利于植物生长，有利于农业生产。同时，也应看到气候变带来一些不利因素.
①气候转变:“全球变暖”造成大气层云量及环流的转变，当中某些转变可使地面变暖加剧(正反馈)，某些则可今变暖过程减慢(负反馈)等不良后果;②地球上的病虫害增加:美国科学家曾发出警告，由于全球气温上升令北极冰层溶化，被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日，导致全球陷入疫症恐慌，人类生命受到严重威胁;③海平面上升，“全球变暖”会导致海平面升高:全球暖化使南北极的冰层迅速融化，海平面不断上升，世界银行的一份报告显示，即使海平面只小幅上升1米，也足以导致5600万发展中国家人民沦为难民:④气候反常，海洋风暴增多:⑤土地干早，沙漠化面积增大:⑥经济的影响:全球有超过一半人口居住在沿海100千米的范围以内，其中大部分住在海港附近的城市区域，所以，海平面的显著上升对沿岸低注地区及海岛会造成严重的经济损害等不良后果。
温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注，目前正在推进制订国际气候变化公约、减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋。为此，世界各国都在采取措施，积极迎接环境变化的挑战，预防气候的进一步变化。迄今规模最大的一次全球盛会一一联合国环境与发展大会于1992年6月3日至14日在巴西里约热内卢举行。会议通过了保护世界环境的4个文件，各国都必须很好遵守。节约能源，开发新能源，尤其是要发展太阳能、核能，因为太阳能、核能不会对气候产生有害影响。千方百计减少向大气释放甲烷、氟利昂、二氧化碳等气体，以使地球覆盖的“棉被”不至于太厚。绿色植物是大自然的调节师，是制造有机物的“绿色工厂”，它能吸收二氧化碳，吐出氧气，对保持生态平衡有着重要作用。为此必须采取有力措施，大力植树造林，美化、绿化环境，使大自然的调节师一一绿色植物，有足够的能力调节大气的组成，减少二氧化碳的増多。总之，为了人类的生存与发展，造福于子孙后代，我们既要保护地球的“棉被”，同时又要不使“棉被”太厚，预防气候变坏。
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