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温室气体是大气中能够吸收红外辐射 ， 并在大气中捕获和保持热量的气态化合物 。 温室气体能够增加大气中的热量 ， 因此温室气体导致了温室效应 ， 并最终导致全球变暖 。 尽管人们谈温室效应色变 ， 但温室气体仍然有其重要性 ， 温室气体为何重要？
温室气体的定义
全球变暖并不是最近的科学概念 ， 早在1820年就有地理学家和物理学家研究出了这一现象的基础 ， 他们量化了二氧化碳浓度并分析其对大气的影响 ， 这一分析在后来被逐渐演变成了温室效应 。
温室效应的发生原理是 ， 太阳以可见光的形式撞击地球大气层 ， 包括紫外线、红外线和人眼不可见的其他类型辐射 ， 紫外辐射比可见光具有更短的波长和更高的能级 。 大气吸收长波辐射后 ， 向上向太空发射 ， 向下向地球发射 ， 同时向上向下进一步加热了地球 ， 这一过程被称为温室效应 。
【发现于1820年，五种主要气体组成，温室气体为何重要？】大气中吸收辐射的气体被称为温室气体 ， 它们在很大程度上造成了温室效应 。 很多种气体都可以被归类为温室气体当中 ， 其中最重要的几种温室气体分别是 ， 水蒸气、二氧化碳、甲烷和一氧化二氮 。
尽管温室气体只占所有大气气体的一小部分 ， 但它对地球系统的能量收支产生了深远影响 。 在地球历史上 ， 温室气体的浓度发生过很大变化 ， 这些变化导致广泛的时间尺度上发生了巨大的气候变化 。 一般来说 ， 温室气体浓度在温暖时期特别高 ， 而在寒冷时期则很低 。
温室气体为何重要？
人们总是谈温室效应色变 ， 毕竟极端天气、海平面上升、动植物灭绝、海洋酸化和气候重大变化的罪魁祸首都是它 。 但事实上 ， 温室效应是气候系统的自然特征 ， 如果没有大气层 ， 意味着如果没有温室效应 ， 地球的平均温度将比现在低大约33摄氏度 。
大气中某种温室气体的浓度会决定其对气候乃至地球的影响 ， 温室气体浓度以百万分之几、十亿分之几 ， 甚至万亿分之几来衡量 ， 因此可以明确的一点是 ， 温室气体大部分本身是无害的 ， 其对气候造成的负面影响取决于其浓度 。
水蒸气是大气中很特别的一种温室气体 ， 其特征与其他温室气体有着根本性的不同 。 水蒸气的主要作用不是吸收和反射辐射 ， 而是起到气候反馈的作用 。 这是因为大气中的水蒸气量通常由气温决定 ， 地表温度越高 ， 增加的蒸发量就会导致低层大气的水蒸气浓度更高 。
二氧化碳是最重要的温室气体 ， 除人类活动外 ， 其天然来源包括火山运动、有机物燃烧、自然腐烂以及生物呼吸 。 二氧化碳的重要意义在于其浓度过高或过低 ， 都会为地球带来灭顶之灾 。 过高时 ， 就会推动全球变暖 ， 而过低时 ， 比如冰河世纪的最寒冷期 ， 又会造成大规模生物灭绝 。
甲烷是第二重要的温室气体 ， 其天然来源包括热带和北半球的湿地、以有机物质为食的甲烷氧化细菌、火山、富含有机沉积物地区的海底渗流口以及海洋大陆架附近的甲烷水合物 。
甲烷的性质比较好判断 ， 如果能够降低其浓度 ， 对地球几乎是百益而无一害的 。 甲烷约占全球温室气体排放量的五分之一 。 尽管其被认为是一种短期气候影响因素 ， 但其全球变暖潜能 ， 即甲烷气体捕捉大气中热量的能力却比二氧化碳大30倍左右 。
温室气体的影响
温室气体虽然是多种气体的统称 ， 但它其实与气候、地质和构造等因素共同形成了一个系统 ， 互相作用互相影响 。 除了人类活动以外 ， 地面上的地理和地质变化也会影响温室气体浓度 。
只是这种影响并不是即时的 ， 需要在一段更长的时间里进行观察 。 例如构造活动对温室气体的影响就会在数百万年的时间尺度上逐步展现 ， 而植被、土壤、湿地和海洋对其的影响则在数百到数千年的时间尺度上有所体现 。
