地球是如何吸收和反射太陽輻射的？大氣層及其中的溫室氣體又扮演了什麼角色？為什麼會產生溫室效應？
本文首先通過一張圖，簡潔明了地講述溫室效應與地球大氣熱力平衡。
首先，地球從太陽接收短波輻射，總量約341瓦每平方米（W/m2).
這341W/m2的能量會分成三個部分：
大氣中雲、氣溶膠等物質反射回宇宙空間，約79W/m2；大氣層吸收約78W/m2的能量，並轉換為長波輻射；剩餘184W/m2的能量會到達地面。其次，到達地面的184W/m2的能量，又會分成兩個部分：
其中的161W/m2的能量被地表吸收；剩餘的23W/m2的能量被反射出去。因此，總共反射的太陽輻射就是大氣反射79W/m2加上地面反射23W/m2，一共是102W/m2.
最後，地球地表也會向外輻射約494W/m2的能量，其中
333W/m2的能量會被大氣層反射回地面，也就是平常所說的大氣逆輻射；加上之前大氣吸收的78W/m2的能量，剩下的239W/m2的能量（494+78-333）會輻射出地球，射向宇宙空間。溫室效應
大氣層就像一條毛毯一樣，蓋在地球表面。這種保溫作用對人類的生存環境至關重要：它使得地表平均溫度保持在適宜於人類活動的13.5攝氏度，而如果沒有了大氣層的保護，地表溫度平均約為-18攝氏度。
當大氣中的溫室氣體（主要是甲烷、二氧化碳等）增多時，大氣逆輻射增強，使得射入地球表面的能量難以輻射回宇宙空間，從而使得地球地表溫度不斷上升。比如，下圖顯示了1990年以來，全球溫室氣體總排放量的曲線，從最初1990年的約350億噸增加到了2016年的500億噸。
其中，按照國別劃分，我國在2002年前後超越美國成為溫室氣體世界第一大排放國（紅色曲線），現在約為美國的2倍。
溫室氣體排放量的急劇上升造成的後果就是全球氣候變暖。下圖顯示了2019年全年平均氣溫相對於1951-1980年間上升的幅度。全球大部分陸地地區約上升了1攝氏度左右，部分地區（例如北極地區）上升達到了3攝氏度。
而下圖則是全球地表和海平面平均氣溫的曲線圖（相對於1961-1990間的平均氣溫）。我們發現全球平均氣溫從1980年開始，進入到一個快速的上升通道。而在之前的1910-1940年間也曾經出現過快速上升的通道，並在此之後，全球氣溫平靜了約40年。
節能減排與國際合作
就溫室氣體的排放來源來看，主要來自於煤炭和石油等化石能源的燃燒。煤炭燃燒大概佔了40%，汽油柴油的燃燒佔了30%，天然氣的燃燒佔了約20%。
溫室氣體的大量排放，導致溫室效應，從而使得全球氣溫上升。這一點是毋庸置疑的。而氣候的核心就是氣溫。當地球表面氣溫整體上升之後，之前的氣候平衡被打破，導致大氣環流、海洋環流等出現變化，從而導致極端天氣的頻繁發生，繼而帶來生態、經濟、社會的災難。例如，北極的冰蓋由於氣候變暖而消融，使得北極熊失去了生存繁衍的空間。
因此，我們應該積極參與全球合作，一方面共同促進節能減排的實施，另一方面要研發新能源的技術，逐步用清潔衛生的能源來取代化石能源，從而控制和減緩氣候變化帶來的問題。國際上主要的氣候變化合作框架包括《京都議定書》《巴黎協定》等，他們的主要目標是「將大氣中的溫室氣體含量穩定在一個適當的水平，進而防止劇烈的氣候改變對人類造成傷害」。
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