大氣效應

大氣效應是大氣層對大氣下層和地表的保温作用。

因大氣中的二氧化碳、甲烷、臭氧、氧化亞氮、氯氟烴以及水汽等既能吸收來自太空的長波輻射，又能攔截地表向外放出的長輻射，從而使大氣下層和地表温度升高。

大氣效應，需要明確太陽輻射、地面輻射和大氣輻射三者的差別和彼此的關係。日、地、氣三種輻射的差別在於：地面的温度低於太陽，大氣的温度低於地面，因此太陽輻射

屬於短波輻射，而地面輻射和大氣輻射屬於長波輻射，因此能夠被大氣中的二氧化碳和水汽吸收。日、地、氣三種輻射的關係在於：太陽輻射經過大氣被削弱一部分後，有將近一半的太陽輻射穿過了大氣到達地面，地面吸收太陽輻射後增温，同時向外輻射，將熱量傳遞給大氣，大氣吸收地面輻射後增温，並向外輻射，大氣輻射有兩部分，一小部分向宇宙空間散失；另外一大部分向地面，稱其為大氣逆輻射，這部分輻射在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量。大氣效應對地面的保温效應使夜晚的氣温不會太低，因此使地球晝夜温差不會太大。

大氣效應因地球大氣對太陽短波輻射基本透明，而對地表長波輻射具有強烈的選擇吸收，大氣吸收了長波輻射，同時又放射長波輻射，其中一部分逸向太空，另一部分又返

回地表和低層大氣，從而使有大氣存在時地表的實際温度高於無大氣存在時地表的平均温度。大氣層的這種增温作用即為大氣效應。根據輻射平衡理論，若把地球看作黑體，在沒有大氣存在時由斯忒藩一波爾茲曼定律計算的地表平均温度為255°K，但實際測量的地面温度平均為15℃左右（約288°K）。

因此，地球大氣的存在使地表平均温度提高數十度。過去也把大氣的這種作用稱為温室效應，但研究表明，温室的保温作用與大氣的保温機制並不完全相同，大氣中不存在温室覆蓋物那種切斷對流熱交換的作用。導致大氣效應的大氣成分除二氧化碳和水汽外還包括甲烷和一氧化二氮等微量氣體。人類活動引起的大氣中二氧化碳等氣體含量的增加，將會加劇大氣效應的幅度，並可能導致氣候與環境的一系列變化。

大氣效應影響地面吸收太陽輻射能而增温，同時地面又把熱量向外輻射。由實驗得知，物體的温度越高，輻射中最強部分的波長越短；反之越長。由於地球表面的温度比太陽低得多，所以地面輻射的波長比太陽輻射長得多，其能量主要集中在紅外線部分。因此，相對於太陽短波輻射來説，地面輻射為長波輻射。

對流層大氣中的水汽和二氧化碳等，吸收紅外線長波輻射的能力很強。因此，地面放出的長波輻射除極少一部分透過大氣返回宇宙空間外，絕大部分（75%～95%）都被對流層大氣中的水汽和二氧化碳等吸收，使大氣增温。所以，地面是對流層大氣主要的直接熱源。

大氣在增温的同時，也向外放出紅外線長波輻射。大氣輻射除一小部分向上射向宇宙空間外，大部分向下射向地面，其方向與地面輻射正好相反，故稱為大氣逆輻射。大氣逆輻射又把熱量還給地面，這就在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量，對地面起到了保温作用。天空有云，特別是有濃密的低雲時，大氣逆輻射更強。

地球大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保温作用，既降低了白天的最高氣温，又提高了夜間的最低氣温，從而減小了氣温日較差。由於大氣效應，才使地球表面平均氣温提高到15℃，形成適宜人類生存的温度環境。如果沒有大氣效應，地球表面的平均氣温將會下降到-18℃，那麼地球上的絕大多數生態系統將不復存在。

地球的熱量平衡對大氣效應影響

地面和大氣之間，除上述輻射能的轉換外，還有其他熱能形式的轉換（如潛熱輸送、湍流輸送等）。就整個地球多年平均狀況來看，地球（地面和大氣）收入的熱量與支出的熱量是相等的，即熱量收支平衡。這就使地球的平均氣温比較穩定。但由於人類活動不斷地向大氣中輸入二氧化碳等氣體，造成的大氣保温效應將會使地球的熱量收支失去平衡，可能導致地球氣候變暖。

地球上的病蟲害增加

可使史前致命病毒威脅人類

美國科學家近日發出警告，由於全球氣温上升令北極冰層溶化，被冰封十幾萬年的史前致命病毒可能會重見天日，導致全球陷入疫症恐慌，人類生命受到嚴重威脅。

紐約錫拉丘茲大學的科學家在最新一期《科學家雜誌》中指出，早前他們發現一種植物病毒TOMV，由於該病毒在大氣中廣泛擴散，推斷在北極冰層也有其蹤跡。於是研究員從格陵蘭抽取 4塊年齡由 500至14萬年的冰塊，結果在冰層中發現TOMV病毒。研究員指該病毒表層被堅固的蛋白質包圍，因此可在逆境生存。

這項新發現令研究員相信，一系列的流行性感冒、小兒麻痹症和天花等疫症病毒可能藏在冰塊深處，目前人類對這些原始病毒沒有抵抗能力，當全球氣温上升令冰層溶化時，這些埋藏在冰層千年或更長的病毒便可能會復活，形成疫症。科學家表示，雖然他們不知道這些病毒的生存希望，或者其再次適應地面環境的機會，但肯定不能抹殺病毒捲土重來的可能性。