溫室效應與全球暖化
什麼是溫室效應？
溫室效應是地球大氣層中的溫室氣體吸收太陽的熱量的過程，該過程使地球比沒有大氣層時更加溫暖，溫室效應是讓地球成為舒適居住環境的重要因素之一。
地球的溫室效應
美國國家航空暨太空總署（National Aeronautics and Space Administration， NASA）指出
1，溫室就像是一棟玻璃牆壁和屋頂的建築，常用於種植如番茄和熱帶花卉。白天陽光照進溫室，溫暖了室內
的植物和空氣。當夜晚降溫時，玻璃牆可阻止溫室內部的熱量逸散（白天也會阻止熱量逸散），從而保持室
內溫暖，即使在寒冷的冬天，溫室亦保持溫暖。
地球的溫室效應也大致相同，聯合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)認為
2，
太陽以短波形式輻射能量，為地球的氣候提供動力，以短波形式輻射能量，主要是可見光或近可見光（如紫外線）。
因為地球比太陽的溫度要低得多，故地球輻射的波長也較長，主要為紅外光。到達地球大氣層頂的太陽輻射中，
大約有三分之一被直接反射回太空，剩下的三分之二主要被地球表面吸收，只有一部分被大氣吸收。為平衡被吸收的入射能量，
地球也必須向太空輻射出等量的能量。因為地球比太陽的溫度要低得多，故地球輻射的波長也較長，主要為紅外光。陸地和海洋釋放的熱
輻射中被大氣（包括雲）吸收，然後又被輻射回地球，這就是溫室效應，是地球大氣層的一種物理特性。
圖一、溫室效應發生原理
太陽以短波形式輻射能量，為地球的氣候提供動力，以短波形式輻射能量，
主要是可見光或近可見光（如紫外線）。因為地球比太陽的溫度要低得多，
故地球輻射的波長也較長，主要為紅外光。到達地球大氣層頂的太陽輻射中，
大約有三分之一被直接反射回太空，剩下的三分之二主要被地球表面吸收，
只有一部分被大氣吸收。為平衡被吸收的入射能量，地球也必須向太空輻射出等量的能量。
因為地球比太陽的溫度要低得多，故地球輻射的波長也較長，主要為紅外光。
陸地和海洋釋放的熱輻射中被大氣（包括雲）吸收，然後又被輻射回地球，這就是溫室效應，
是地球大氣層的一種物理特性。
溫室效應如何影響地球？
IPCC同時指出3，如果沒有自然的溫室效應，地球表面的平均溫度會降到水的冰點以下。沒有地球的自然溫室效應，便不會有現在的生活。但燃燒化石燃料和濫砍濫伐等人類的活動，大大地加強了自然溫室效應，引起全球暖化。
地球的溫室氣體
地球大氣99%以上由氮氣（N2）和氧氣（O2）組成，含量最高的氣體是氮氣（乾燥大氣中的含量為78%）和氧氣（21%），但是它們幾乎不產生溫室效應。相反的，溫室效應主要來自於那些複雜且含量較低的分子。其中水氣是最重要的溫室氣體，其次是二氧化碳（CO2）。
大氣中存在少量的甲烷、氧化亞氮、臭氧和其他氣體也會導致溫室效應。大氣中溫室氣體的濃度會受到海洋和生物的影響，其中最重要的一個部分是植物吸收大氣中的CO2，然後通過光合作用將其（和水）轉化成碳水化合物儲存起來。另一方面，若人類活動排放更多的二氧化碳（CO2）就會增強溫室效應，從而引起全球暖化。
溫室效應反饋機制
IPCC也說明4，暖化程度取決於各種反饋機制，例如溫室氣體濃度增加，大氣變暖而大氣中的水氣含量也隨之增加，進而又增強溫室效應。溫室效應的增強又引起進一步的變暖，而水氣含量再接著增加，這是一種不斷自我強化的循環。水氣引起的溫室效應非常強，是同樣單位CO2引起溫室效應增強量的兩倍。
在潮濕的赤道地區，空氣中的水氣含量高，以致於有很強的溫室效應，在此區域增加少量CO2或水氣只有很小的直接影響，但是寒冷乾燥的極地地區，增加極少量的CO2或水氣就會產生很大的效應。同樣的，在寒冷乾燥的大氣上層增加少量水氣所產生的影響，比近地面增加同量水氣的影響要大得多。
其它重要的反饋機制還有雲。雲能有效地吸收紅外輻射，產生較大的溫室效應，進而使地球增溫。同時雲也能有效地反射太陽輻射使地球降溫。雲的類型、位置、水含量、高度、微粒大小形狀、存續時間等改變均會影響地球的增溫或降溫。
人類如何影響地球溫室效應？
IPCC認為5，在過去的一個世紀裡，汽車、飛機、發電廠、工廠中燃燒大量的煤和石油，排放大量的CO2，增強了溫室效應，如果我們繼續按現在程度排放，未來將會變得更加溫暖。大氣中某些氣體可讓短波輻射以可見光形式照射地表，並且吸收來自地表反射的長波輻射，這些可以保留能量的氣體，稱為溫室效應氣體。溫室氣體通過保存一些反射的熱能，使地球適合人類居住。太少的溫室氣體會使地球太冷，同樣太多的溫室氣體會使地球過於溫暖。
二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、臭氧（O3）、氧化亞氮（N2O）、氟氯碳化物（CFCs）、氟氯烴（HCFCs）、氫氟碳化物（HFCs）等，若大氣中這些氣體含量增加，則溫室效應即會增強，保存的能量也隨著增加，因而造成全球溫度上升。溫室氣體中，水氣是非常重要的，和天氣系統有密切關係，它隨時間、空間變化很大，受人為影響較小，且平均壽命只有10天左右，以全球及較長尺度來看變化不大。
但二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氟氯碳化物（CFCs）、氟氯烴（HCFCs）、氫氟碳化物（HFCs）等生命期長達數10年以上且穩定，自從人類工業革命以來，因經濟活動、產業建設以及化石燃料的使用，已使大氣中溫室氣體的濃度明顯的增加，其中最重要且影響最大的就是二氧化碳濃度的急速增加。
