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35 什么是温室效应?

  当提到某种物体是“透明的”时,我们是说透过它能看
到东西,而并不一定是说所有的光都能穿过这个物体。比如
说,我们可以透过红玻璃看东西,因此它是透明的,但是,
蓝光并不能穿过它,一般的玻璃对各种颜色的光都是透明的,
但是,它对紫外线和红外线就很不透明。
  设想在阳光下有一幢玻璃房子。太阳光中的可见光部分
都透过了玻璃,并被这幢房屋里的东西所吸收掉。房间里的
物体因此而变暖,正象它们在户外受到阳光的直接照射下会
变暖一样。
  因阳光而变暖的物体又会以辐射的形式把这些热量送出
去。不过,这些物体的温度并没有太阳那样高。所以,它们
并不发出能量很高的可见光,而是发出能量弱得多的红外线。
经过一段时间后,它们以红外线形式辐射出去的能量,就会
等于它们以可见光形式吸收进来的能量。这时,温度就不再
变化(当然,这些物体这时要比太阳不照射它们时热一些)。
  处于露天环境中的物体在给出自己的红外辐射时不会有
什么困难。但是,在玻璃屋子里受阳光照射的物体的处境大
不相同。在它们所释放的红外辐射中,只有很少一部分会透
过玻璃散发出去,大部分则被反射回来。结果,能量便在里
面积聚起来。这样,室内物体的温度就会比室外物体的温度
高出不少来。室内温度要高到能有足够多的红外辐射经过玻
璃透射出去,以达到平衡状态为止。
  正因为如此,植物能在户外温度足以把它们冻死的季节
中在玻璃房屋里生长。这种效应使玻璃房屋得名为“温室”。
这种由于玻璃对可见光十分透明、而对红外线很不透明的事
实而得到多余热量的效应,则称为“温室效应”。
  我们的大气层几乎完全是由氧气、氮气和氖气组成的。
这些气体对于可见光和地球表面变暖时所释放出的红外辐射
都是十分透明的。但是,大气里还含有0.03%的二氧化
碳,它对可见光是透明的,但是对于红外线却不怎么透明。
大气中二氧化碳的作用正象温室的玻璃一样。
  由于二氧化碳在大气层中的含量很少,相对地说,温室
效应是次要的。不过,这已经使得地球比根本没有二氧化碳
时要热了一点了。而且,如果大气层中的二氧化碳含量翻上
一番,温室效应就会增强,地球会再暖上几度。这就足以使
两极的冰冠逐渐融化。
  金星就是具有巨大温室效应的例子。它的厚厚的大气层
似乎大部分是二氧化碳。由于金星比地球离大阳近,天文学
家倒是预料到它的温度会比地球高。但是,由于原来不晓得
金星大气层的成分,他们没有考虑到温室效应的附加效果。
因此,当他们发现金星表面的温度竟远远超过水的沸点(这
比他们的预料要高出上百度)时,真是十分惊讶。

阿西莫夫《你知道吗?--现代科学中的一百个问题》
科学普及出版社   1984年
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