二氧化碳的性质及温室效应

二氧化碳的性质

二氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体。1664年，比利时医生赫尔蒙特（1579—1644）最早对它作了描述。他在一本著作中曾列举出15种气体，如“酿酒产生的气体”、“把酸滴到贝壳上产生的气体”，以及“木炭在燃烧时产生的气体”等，这些显然描述的都是二氧化碳。

一百多年以后（1754年），英国格拉斯哥大学的布莱克（1728—1799）教授发现，灼烧石灰石（CaCO₃）以及往镁石（MgCO₃）上加摩时，都有一种气体产生，并且证实这种气体可以被苛性钾（钠）溶液吸收、固定，因此称它为“固定空气”，这无疑也是指二氧化碳。

二氧化碳是地球上空气的组成成分之一，它在大气中的浓度通常稳定在0.03%(300ppm，体积）左右。估计地球上二氧化碳的总储量约为2万亿吨。

大气中的二氧化碳主要来自动植物和微生物的呼吸作用，以及燃烧等，年产量约为1100亿吨。地球上的二氧化碳主要被用于植物的光合作用，以及海洋的吸收等消耗。在正常情况下，二氧化碳的生产与消耗基本达到平衡。

二氧化碳产生的温室效应

但是近几百年来，由于人类的活动导致地球上大气中的二氧化碳浓度有不断上升的趋势。例如，大量地燃烧煤、石油等燃料，致使二氧化碳的排放量增加。据估计，全世界每年约有50亿~60亿吨的碳化物被转化为二氧化碳。而与此同时，地球上每年约有150万~200万公顷的森林被砍伐，从而使植物吸收二氧化碳的量大大减少。据测定，近二百年来，地球大气中的二氧化碳浓度已由原来的0.029%上升为0.03277%，增长幅度达到13%。大气中二氧化碳浓度的不断增加，可以直接导致地球气候变暖，据测定，从1850年到1950年的这一百年间，全世界平均气温上升了0.5°C。20世纪50年代以后，地球气候变暖的趋势更为明显。科学界一致认为，地球气候变暖的这种现象是“温室效应”的结果。

什么是“温室效应”？温室通常是指用透明的材料（如玻璃、塑料薄膜等）故顶棚的房屋。当它白天受到太阳光照射时，阳光可以透过玻璃、塑料薄膜等透明材料的顶棚，使室内增温；到了夜晚，室内的热量向外辐射时，却受到玻璃或塑料薄膜等透明材料的阻挡。因此温室内的温度通常要比普通房屋内的高。所以，在农村常常利用温室栽培蔬菜或花草。

大气中的一些气体分子，如二氧化碳、水蒸气，以及甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯烃类等，都具有类似于温室上方覆盖的玻璃或塑料薄膜等透明材料的功能。白天阳光穿过大气层时，这些气体对它毫无阻作用，而当夜晚地面辐射将热量返回天空时，这些气体又会像玻璃或塑料薄膜一样阻挡热量的散失。因此这些气体分子被称为“温室气体”。在大气中的各种温室气体，以二氧化碳的浓度最高，所以它对于地球气候的变化具有重要的影响。

大气中的二氧化碳浓度增加后，由于温室效应使全球气候变暖，并且由此引发一系列的自然灾害。例如，气候变暖可以使冰川及极地冰雪加速熔化，使海平面上升，这将给世界各地的滩涂、港口、沿海城市和岛国带来严重的影响，同时也给沿海的盐场、养殖场和农业造成巨大的损失。