解答专家
彼得·坦斯（Pieter Tans）
美国国家海洋和大气管理局地球系统研究实验室高级研究员
虽然二氧化碳只占大气组成成分的一小部分，但它却是大气中为数不多的可以捕获地球热辐射的气体之一。地球表面吸收了太阳发出的可见光辐射，慢慢升温。同时，地球表面也在发射红外辐射，把热量放回太空，为地球降温。（我们看不见红外辐射，但是当我们站在热炉子旁边的时候，却能感觉到皮肤正在吸收红外辐射。）地表吸收的阳光越多，放回太空的辐射就越多，直到散失到太空的热量与地球从太阳那里吸收到的热量达到平衡。
占据空气成分99％的气体（氮气、氧气和氩气）既不吸收可见光，也不吸收红外线。因此，这两种辐射都可以畅通无阻地穿越这些气体。水蒸气和二氧化碳所占比例仅次于上述气体，能吸收一部分地球发射的红外热辐射，由此锁住这些热量，让它们无法返回太空，这就是温室效应。如果没有温室效应，我们地球的表面将像火星一样寒冷。
虽然二氧化碳和水蒸气在大气中所占的比例很小，但在气体混合的过程中，通过分子间的碰撞，这些分子会与氮分子、氧分子，还有氩分子分享它们吸收到的热量。因此，整个大气就像一个保温毯，当水蒸气、二氧化碳和其他温室气体增加时，大气的保温作用就会更强。
对于那些多余的气体——二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和其他一些少量的气体，我们已经在实验室认真研究过它们的性质，所以能精确计算出它们产生的热效应。这些温室气体（水蒸气除外）自工业革命前就开始逐渐增多，如今它们所截留的总热量，相当于地球表面所吸收的太阳辐射总量的1％，其产生的影响大致相当于整个20世纪期间太阳变亮1％所产生的影响。
这些影响听起来似乎微不足道，但地球的热平衡稍有变化，就会导致气候巨变。过去数百万年来，地球上一直持续着冰期和间冰期（冰期和冰期之间的温暖时期）的循环变化。而仅仅是热带地区5℃左右或两极地区8℃左右的全球平均气温变化，就有可能将这种循环打断。
◎译者：李柯
