承天示优今天的文章给大伙介绍下傅里叶红外温室气体中标，和傅里叶变换红外光谱仪中标公告相关的内容，希望能对小伙伴们有所帮助，记得不要忘记收藏下本站喔。
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能反应温室效应的气体是什么?
温室气体（Greenhouse Gas，GHG）
1820年之前，没有人问过地球是如何获取热量的这一问题。正是在那一年，让-巴普蒂斯特-约瑟夫·傅里叶傅里叶（1768～1830）：法国数学家与埃及学家。——译者注开始研究地球如何保留阳光中的热量而不将其反射回太空的问题。傅里叶在参加学者团随拿破仑去打埃及战役时患上了粘液水肿——一种让人总是感觉寒冷的疾病。回到法国后，他整年披着一件大衣，将大部分时间用于对热传递的研究。他得出的结论是：尽管地球确实将大量的热量反射回太空，但大气层还是拦下了其中的一部分并将其重新反射回地球表面。他将此比作一个巨大的钟形容器，顶端由云和气体构成，能够保留足够的热量，使得生命的存在成为可能。他的论文《地球及其表层空间温度概述》发表于1824年。当时这篇论文没有被看成是他的最佳之作，直到19世纪末才被人们重新记起。
其实只因为地球红外线在向太空的辐射过程中被地球周围大气层中的某些气体或化合物吸收才最终导致全球温度普遍上升，所以这些气体的功用和温室玻璃有着异曲同工之妙，都是只允许太阳光进，而阻止其反射，近而实现保温、升温作用，因此被称为温室气体。其中既包括大气层中原来就有的水蒸气、二氧化碳、氮的各种氧化物，也包括近几十年来人类活动排放的氯氟甲烷（HFCs）、氢氟化物、全氟化物（PFCs）、硫氟化物（SF6）等。种类不同吸热能力也不同，每分子甲烷的吸热量是二氧化碳的21倍，氮氧化合物更高，是二氧化碳的270倍。不过和人造的某些温室气体相比就不算什么了，目前为止吸热能力最强的是HFCs和PFCs。下面就其中几种的排放情况做一简单介绍：
二氧化碳（CO2）：预算全球每年的二氧化碳排放量是一件非常复杂的工作，因为它是在大气、海洋和生物圈之间循环的。通过光合作用地球上的植物每年消耗370Pg（1P=1015）的二氧化碳，但是动植物的呼吸过程以及它们尸体的腐化也会向大气中释放同等数量的二氧化碳。与此同时海洋每年也会吸收370Pg的二氧化碳并释放382Pg的二氧化碳。此外燃烧各种化石燃料会释放18Pg，燃烧木材释放7Pg的二氧化碳。如此计算，大气层中每年都会增加11Pg的二氧化碳。据统计工业革命之前大气层中的二氧化碳共有290ppmv，而1999年就有350ppmv，年增长率达到0.3－0.4％。而且由于二氧化碳是化学惰性的，不能通过光化学或化学作用去除。
全球碳循环
甲烷（CH4）：甲烷是在缺氧环境中由产甲烷细菌或生物体腐败产生的，沼泽地每年会产生150Tg（1T=1012）消耗50Tg，稻田产生100Tg消耗50Tg，牛羊等牲畜消化系统的发酵过程产生100－150Tg，生物体腐败产生10－100Tg，合计每年大气层中的甲烷含量会净增350Tg左右。它在大气中存在的平均寿命在8年左右，可以通过下面的化学反应：
CH4 + OH -- CH3 + H2O
消耗掉，而用于此反应的氢氧根（OH）的重量每年就达到500Tg。
一氧化二氮（N2O）：它在大气层中的存在寿命是150年左右，尽管在对流层中是化学惰性的，但是可以利用太阳辐射的光解作用在同温层中将其中的90％分解，剩下的10％可以和活跃的原子氧O(1D)反应而消耗掉。即使如此大气层中的N2O仍以每年0.5－3Tg的速度净增。
N2O + hv -- N2 + O(1D)
N2O + O(1D) -- N2 + O2
N2O + O(1D) -- 2NO
氯氟碳化合物（CFC-11和CFC-12）：它们在对流层中也是化学惰性的，但也可在同温层中利用太阳辐射光解掉或和活性碳原子反应消耗掉。
CCl3F + hv -- CCl2F + Cl,
Cl2F2 + hv -- CClF2+ Cl
CCl3F + O(1D) -- CCl2F + ClO
CCl2F2 + O(1D) -- CClF + ClO
从根本上了解了温室效应，及引发这种效应的各种气体的存在情况，我们不禁会对它对环境的影响产生好奇。其实和许多别的事情一样，这种影响也是相互的，接下去我们就看看全球变暖也就是温度和各种现象之间的相互制约关系。
大气中主要的温室气体是水汽（H2O），水汽所产生的温室效应大约占整体温室效应的60%～70％，其次是二氧化碳（CO2）大约占了26％，其他的还有臭氧（O3），甲烷（CH4），氧化亚氮（N2O）全氟碳化物（PFCs）、氢氟碳化物（HFCs）、含氯氟烃（HCFCs）及六氟化硫（SF6）等。
听丁一汇院士告诉你，为什么连南北极都“热”了？
（文章来源《院士讲科学》，该书由《知识就是力量》杂志社总策划，科学普及出版社出版）
最近桑拿天一直延续，天气持续高温，甚至有的同学说连南极北极都“热”了起来，但真是这样么？南极和北极又为什么会变暖呢？
主讲人
丁一汇，天气与气候学家，中国工程院院士。历任中科院大气物理研究所副研究员，国家海洋局海洋环境预报中心副主任兼国家海洋预报总台台长，中国气象科学研究院副院长、研究员、博士生导师，并且是中国科学院研究生院和多所高校的兼职教授以及日本东京大学客座教授。
2001年至今，担任中国气象局气候变化特别顾问、国家气候变化专家委员会副主任、中国香港天文台科学顾问、《气象学报》主编、英国皇家气象学会《国际气候》杂志编委，是国际上气候变化研究领域有影响、有贡献的科学家之一。
全球变暖是真的么？
如今，在许许多多关于环保的科普展览、书籍和讲座当中，全球气候变暖都是一个时常出现的话题。气候学研究也表明，地球的气候确实在朝着变暖的趋势发展。在最近100年里，全球气候正在变暖，我们发现冰川因此而在融化，冰雪正从冰山上不断地脱落下来。
海洋温度也在上升，所以海洋鱼类的活动，比如（索饵）洄游的方向、获得的食物也都在发生变化，这使一些渔场的物种结构或者位置发生变动，我们原来能够捕捉到的鱼，现在抓不到了，因为气候变化让它们游到了别的地方。
全球各地的气候学家们，在过去数十年间，从天气和气候现象上梳理出了若干支持全球变暖的证据。比如说，气候变暖以后，海洋温度增加，海水的蒸发量就大了，于是全球水循环的强度就增加，具体来说，便是陆地上的降水强度会增加。
在很多城市，突如其来的强降雨会造成严重的内涝，这种“在城市里看海”的情况，并不全是对下水道建设滞后的讽刺，也是全球气候变暖的结果。
而近现代气象观测记录也表明，全球气候真的变暖了。大约从1850年开始，人类对全球气温的监控逐渐形成体系。查询1850年到现在的气象记录，我们可以发现全球平均温度在1850年以后的150年里上升了1℃。
这看起来似乎没什么，但这是全球平均温度，在不同地区、不同圈层会更高。例如中国近百年的升温就达到了1~2℃，而在海洋地区可能偏小。
为什么会变暖？
为什么我们的星球100多年以来在不断升温？温室气体，确切地说是人类燃烧化石燃料排放的二氧化碳，是全球气候变暖的根源。
早在1957年，就已经有科学家预言表示，人类活动排放的二氧化碳，将使地球产生温室效应，导致全球海平面升高，冰川融化，乃至让台风和热浪更强大。
从那时候开始，人类便建立了最早的两个温室气体观测站，分别位于南极点和夏威夷的海岛上。这些地方因为人类活动极少，特别是没有现代交通和工业的侵袭，因此温室气体监测会非常准确。
在中国，科学家在青海省瓦里关山上建立了测量温室气体的观测站，成为气候学领域国际合作的热点。这个观测站的数据也表明，气候变暖和二氧化碳温室气体的增加密切相关。
什么是温室效应？
既然二氧化碳排放的增加使得全球温度上升，那么接下来的问题，便是在过去的100多年里，人类排放二氧化碳的数量是不是增加了。不幸的是，答案是肯定的。
从1850年到现在，人类燃烧了大量可能产生二氧化碳的化石燃料，比如煤、石油和天然气。另一个重要的影响因子是水泥工业。
从1850年到现在，工业革命让建筑业消耗了越来越多的水泥，而现代水泥的主要原料是石灰石，其中的碳酸钙分解生成水泥熟料必需的氧化钙的同时，也生成了二氧化碳；煅烧水泥熟料和烘干原料也需要使用化石燃料，这同样会产生二氧化碳。如今，中国生产了全世界40%的水泥，这其实是一种非常重要的温室气体来源。
如今我们已经了解，气候变暖不完全是自然原因，很大程度上是人类更多地排放了温室气体，使得地球的温室效应增加。
所谓“温室效应”，就是二氧化碳增加了以后，可以改变地球的热平衡。二氧化碳增加，会改变地球长久以来自然形成的热平衡，“锁住”本应散佚的热量。这就好比人们在严冬盖上更厚的棉被，因为能够更好地封闭身体散发出来的热量，所以身上就会感觉更暖和。
早在1820年，法国著名数学家、物理学家傅里叶就提出了“温室效应”的概念。到19世纪中期，英国物理学家丁达尔发现，二氧化碳和水汽可以导致温室效应。得益于这两位科学家的研究，我们了解到了温室效应的成因，以及未来减缓温室效应的方法。
真锅淑郎获得诺贝尔物理学奖，还得从傅里叶计算地球温度说起
200年前，法国物理学家约瑟夫·傅里叶研究了太阳对地面辐射和地面向外辐射的能量平衡。当系统处于平衡状态时，地球吸收太阳的净能量等于地球向外辐射的能量。
地球吸收太阳的净能量等于太阳光到达地球的总能量减去地球反射掉的阳光的能量，用公式进行表示就是SπR²(1-a)（公式1），其中地球轨道处于太阳辐射的强度S大约为1380瓦/平方米，地球的反照率a大约为33%，R为地球的半径。
地球会向外辐射红外能量，假设地球是黑体，根据斯特潘-玻尔兹曼定律发射辐射，辐射公式为σT⁴，其中σ为斯特潘-玻尔兹曼常数。由于公式表示的是单位面积的辐射量，因此我们还要乘上地球的表面积，由此得到总公式为4πR²σT⁴（公式2）。
我们让公式1和公式2相等，就可以算出地球的平均温度大约为-21 。计算结果与实际不符，科学家经过研究之后得出了结论，地表向外辐射的红外能量会被大气重新吸收，从而提高地球的平均温度，这个结果就是我们所熟悉的温室效应。温室效应对地球上的生命至关重要，有了它液态水才得以大量存在。
在接下来的两个世纪里，科学家在这个模型的基础上，添加了很多气候细节，其中就有温室气体的影响。二氧化碳、甲烷是我们较常听到的，但实际上水蒸气是最强大的温室气体。我们无法控制大气中水蒸气的浓度，然而可以控制二氧化碳的浓度。
大气中的水蒸气浓度和温度有关，并且形成一个反馈。当大气中的二氧化碳浓度越高，温度就越高，从而导致水蒸气含量越高，温室效应进一步加剧。反之，如果二氧化碳水平下降，温度下降水蒸气含量也就跟着下降。
关于二氧化碳对地球温度的影响的研究最初来自于诺贝尔奖获得者斯凡特·奥古斯特·阿伦尼乌斯。他在19世纪末用辐射平衡模型得出结论，如果大气二氧化碳水平减半，那么将进入一个冰河时代。反之，如果二氧化碳浓度翻倍，那么温度将会上升5-6摄氏度，这与现代的估计值已经相当接近了。
今年的诺贝尔物理学奖真锅淑郎也在研究二氧化碳增加导致的温度升高。但与阿伦尼乌斯不同的是，他在辐射平衡的基础上，还结合对流引起的气团垂直输送以及水蒸气的潜热。
在1960年代，计算机的计算能力还不是很强大。为了简化计算，他将模型缩小到一维——一个垂直的柱子，并且他还忽略了氧气和氮气对地表温度的影响。最后得出的结果显示，当二氧化碳水平翻倍时，全球温度升高了2 C以上，这个结果现在来看还是非常准确的。
温室效应是怎么形成的?
温室效应形成：大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温作用类似于栽培农作物的温室。
地面在接受太阳短波辐射而增温的同时，也时时刻刻向外辐射电磁波而冷却。地球发射的电磁波长因为温度较低而较长，称为地面长波辐射。
短波辐射和长波辐射在经过地球大气时的遭遇是不同的：大气对太阳短波辐射几乎是透明的，却强烈吸收地面长波辐射。大气在吸收地面长波辐射的同时，它自己也向外辐射波长更长的长波辐射（因为大气的温度比地面更低）。
其中向下到达地面的部分称为逆辐射。地面接受逆辐射后就会升温，或者说大气对地面起到了保温作用。
扩展资料
温室气体有效地吸收地球表面、大气本身相同气体和云所发射出的红外辐射。大气辐射向所有方向发射，包括向下方的地球表面的放射。温室气体则将热量捕获于地面- - 对流层系统之内。这被称为“自然温室效应”。大气辐射与其气体排放的温度水平强烈耦合。
从某一高度射向空间的红外辐射一般产生于平均温度在-19℃的高度，并通过太阳辐射的收入来平衡，从而使地球表面的温度能保持在平均1 4 ℃。温室气体浓度的增加导致大气对红外辐射不透明性能力的增强，从而引起由温度较低、高度较高处向空间发射有效辐射。
这就造成了一种辐射强迫，这种不平衡只能通过地面 对流层系统温度的升高来补偿。这就是“增强的温室效应”。
如果大气不存在这种效应，那么地表温度将会下降约33度或更多。反之，若温室效应不断加剧，全球温度也必将逐年持续升高。
参考资料来源：百度百科-温室效应
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