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溫室效應

溫室效應是指大氣會阻擋地表放出的輻射進入外太空,以致地表溫度升高的現象。
若一物體放出的輻射通量密度(能量/時間-面積)和一黑體放出的相同,則黑體的溫度就定義為該物體的有效溫度,這個輻射通量密度成正比於Planck函數的所有波長的積分量。在平衡狀態下,對地球大氣系統來說,入射的太陽輻射等於離開的向外長波輻射,由此可算出輻射平衡溫度,即有效溫度,為254 K,即 -19℃,這個值遠小於地表溫度15℃,後者是已考慮自然溫室效應而得到的(參見大氣輻射詞條)。
近年來人們最關切的氣候議題之一是工業革命以後化石燃料燃燒所造成的二氧化碳含量不斷增加所引起人為溫室效應。如附圖所示,夏威夷Mauna Loa天文台的觀測記錄顯示,二氧化碳含量由1958年的314 ppm增加到2005年的380 ppm左右,平滑的曲線表示年變化,曲折線表示季節變化。現在的二氧化碳含量和1850年的290 ppm相比,將近增加了30%。由於溫室效應,二氧化碳的增加會提高地表的溫度,引起全球暖化問題(參見全球暖化詞條)。人為的溫室氣體主要為二氧化碳(佔76%),其次是甲烷(佔13%),第3是氧化亞氮(佔6%)。全球暖化的後果是冰山和冰川溶化,海平面升高,以致淹沒濱海城市,導致生態改變,引發疫病,造成人類社會的嚴重問題。
國際社會致力於減碳工作,以防止溫室效應失控,舉例說國際間1997年協議的京都議定書,其目標是將溫室氣體含量穩定在一個適當的水準。我國尚無明確而具體的產業對策和能源政策。

撰稿者:曾忠一
最後修訂日期:98年09月24日
參考資料:
1 曾忠一。1988。《大氣輻射》。「大學科學叢書」5。臺北:聯經。
2 曾忠一,1988。《大氣輻射續篇》。臺北:中央研究院物理研究所。
3 Wallace, J. M. and P. V. Hobbs. 2006. Atmospheric Sciences: An Introductory Survey. Amsterdam: Academic Press.