什么是温室气体
什么是温室气体 温室气体指的是大气中能吸收地面反射的长波辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。水汽(H₂O)、二氧化碳(CO₂)、氧化亚氮(N₂O)、氟利昂、甲烷(CH₄)等是地球大气中主要的温室气体。
温室气体[1](GHG Greenhouse Gas)： 指任何会吸收和释放红外线辐射并存在大气中的气体。京都议定书中规定控制的6种温室气体为：二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6)。
地球的大气中重要的温室气体包括下列数种：二氧化碳(CO₂)、臭氧(O3)、氧化亚氮(N₂O)、甲烷(CH4)、氢氟氯碳化物类(CFCs，HFCs，HCFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)等。由于水蒸气及臭氧的时空分布变化较大，因此在进行减量措施规划时，一般都不将这两种气体 纳入考虑。至于在1997年于日本京都召开的联合国气候化纲要公约第三次缔约国大会中所通过的《京都议定书》，明订针对六种温室气体进行削减，包括上述所提及之：[1]二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N₂O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)。其中以后三类气体造成温室效应的能力最强，但对全球升温的贡献百分比来说，二氧化碳由于含量较多，所占的比例也最大，约为25%。
二氧化碳
大气中的二氧化碳(CO₂)是植物光合作用合成碳水化合物的原料，它的增加可以增加光合产物，无疑对农业生产有利。同时，它又是具有温室效应的气体，对地球热量平衡有重要影响，因此它的增加又通过影响气候变化而影响农业。此外，大气中具有温室效应的微量气体还有甲烷、氯氟烃、一氧化碳、臭氧等，总的温室效应中二氧化碳的作用约占一半，其余为以上各种微量气体的作用。
二氧化碳浓度有逐年增加的趋势，50年代其质量分数年平均值约315×10-6，70年代初已增加至325×10-6，已超过345×10-6，平均每年增加1.0-1.2×10-6，或每年约以0.3%的速度增长。综合多数测定结果，在工业革命以前的二氧化碳质量分数为275×10-6。
大气中二氧化碳浓度增加的主要原因是工业化以后大量开采使用矿物燃料。1860年以来，由燃烧矿物质燃料排放的二氧化碳，平均每年增长率为4.22%，而近30年各种燃料的总排放量每年达到50亿吨左右。
大气中二氧化碳增加的另一个主要原因是采伐树木作燃料。森林原是大气碳循环中的一个主要的“库”，每平方米面积的森林可以同化1-2kg的二氧化碳。砍伐森林则把原本是二氧化碳的“库”变成了又一个向大气排放二氧化碳的“源”。据世界粮农组织(FAO，1982)估计，70年代末期每年约采伐木材24亿立方米，其中约有一半作为燃柴烧掉，由此造成的二氧化碳质量分数增加量每年可达0.4×10-6左右。
根据以上综合分析，如果按现二氧化碳等温室气体浓度的增加幅度，到21世纪30年代，二氧化碳和其它温室气体增加的总效应将相当于工业化前二氧化碳浓度加倍的水平，可引起全球气温上升1.5-4.5℃超过人类历史上发生过的升温幅度。由于气温升高，两极冰盖可能缩小，融化的雪水可使海平面上升20-140cm，对海岸城市会有严重的直接影响。
甲烷
甲烷分子是天然气的主要成份，是一种洁净的能源气体，同时它是大气中一种重要的温室气体，其吸收红外线的能力是二氧化碳的26倍左右，其温室效应要比二氧化碳高出22倍，占整个温室气体贡献量的15%，其中空气中的含量约为2ppm。
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
一氧化二氮
一氧化二氮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
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氧原子反应消耗掉。
CCl₃F+hv→CCl₂F+Cl
CCl₂F₂+hv→CClF₂+Cl
CCl₃F+O(1D)→CCl₂F+ClO
CCl₂F₂+O(1D)→CClF+ClO
产生效应
温室气体之所以有温室效应，是由于其本身有吸收红外线(一种热辐射)的能力。温室气体吸收红外线的能力是由其本身分子结构所决定的。在分子中存在着非极性共价键和极性共价键。分子也分为极性分子和非极性分子。分子极性的强弱可以用偶极矩μ来表示。而只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收光谱，则拥有偶极矩的分子就是红外活性的;而Δμ=0的分子振动不能产生红外振动吸收的，则是非红外活性的。也就是说，温室气体是拥有偶极矩的红外活性分子，所以才拥有吸收红外线，保存红外热能的能力。
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。
主要危害
环境危害
气候变化及其影响是多尺度、全方位、多层次的，正面和负面影响并存，但负面影响更受关注。全球变暖对许多地区的自然生态系统已经产生了影响，如气候异常、海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河(湖)冰迟冻与早融、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花花期提前等等。
水蒸气为最大的温室气体，其高出二氧化碳近两个数量级，但其受高度、纬度的影响较大，受水域和季风的气候影响也较大，相对的：绝对湿度大的海洋性气候受人工排放的湿室气体影响不明显，海拔较高、高纬度、干旱地区等绝对湿度较低的地区受人工温室气体的影响较大。例如中国的天山山脉处于内陆高海拔地区，雪线明显上移。美国、欧洲等地区湿度较大人工温室气体加速水汽对流反而造成极端的低温和高温天气。若没有水蒸气的影响，人工温室气体总体会造成温度上升，但水蒸气的存在使得大气湍流增加、气候趋于极端。
美国环境保护署认定，二氧化碳等温室气体是空气污染物，“危害公众健康与人类福祉”，人类大规模排放温室气体足以引发全球变暖等气候变化。如果没有温室效应，地球平均温度会是零下20℃左右，这意味着许多生命将无法在地球上生存。但温室气体过多，温室效应就变成了全球变暖问题，会给人类带来冰川融化、海平面上升、气候异常、病虫害增多、土地荒漠化加剧等全球性问题。
不过，这里有几个概念要澄清：
1. 温室效应不是“坏”的，温室效应异常增强才是。温室效应是地球能够在夜间保持一定温度的重要机制。没有温室效应，一旦日落地表温度可能降到零下几十度，生命将无法存活。现在所说的气候变化，是由于人工排放的温室气体增多，导致温室效应异常增强，地表温度异常增加的现象。
2. 虽然人为排放相比于自然排放不多，但是影响很大。举个栗子：小明每天吃三顿饭，身材一直保持得不错。夏天到了，小明每天晚上又去撸串，结果胖了10斤。每天一顿夜宵的热量肯定比三餐的总热量低，但是破坏了人体对热量的供需关系，所以体重会变化。地球上的碳不是保持不变的，而是保持一个动态平衡。工业革命后，人类燃烧化石燃料使得原本埋藏在地下，本来可能几万年才会重见天日的碳在几十年内就被燃烧、然后排放进大气;然后开垦森林草原，使得自然界固碳的能力下降，使得大气中二氧化碳等温室气体增加，改变了全球碳循环，导致了温室效应异常增强和全球气候变化。这就好像有一台天平，原本两边都是1kg的砝码，刚好平衡。现在在其中一边加了一个0.5kg的砝码，天平立即就失衡了。
所以说，总体来看，温室气体的主要来源是自然源。但是人为源是导致气候变化的主要原因。那么人为源里面哪方面占比大?