雖然地球太陽系中的其他行星要麼灼熱，要麼嚴寒，地球的表面溫度則相對溫和，穩定。地球因其大氣層而享有這些溫度，大氣層是隱藏和保護地球的薄層氣體。
然而，97％的氣候科學家認為人類在過去兩個世紀以戲劇性的方式改變了地球的大氣層，導致全球變暖。要了解全球變暖，首先必須熟悉溫室效應。
整個地球每天都會發生微妙的平衡行為，涉及行星從太空接收的輻射以及反射回太空的輻射。
地球不斷受到大量輻射的轟擊，主要來自太陽。這種太陽輻射以可見光的形式撞擊地球大氣層，加上紫外線（UV），紅外線（IR）和人眼看不到的其他類型的輻射。
UV輻射具有比可見光更短的波長和更高的能級，而IR輻射具有更長的波長和更弱的能級。美國宇航局稱，大約30％的輻射撞擊地球大氣層，立即被雲，冰，雪，沙和其他反射表面反射回太空。其餘70％的太陽輻射被海洋，陸地和大氣吸收。當它們升溫時，海洋，陸地和大氣以紅外熱輻射的形式釋放熱量，熱輻射從大氣層進入太空。
根據美國國家航空航天局（NASA）的說法，正是這種入射和出射輻射的平衡使得地球可以居住，平均溫度約為59華氏度（15攝氏度）。如果沒有這種大氣平衡，地球將像月球一樣冷酷無生命，或像金星一樣熾熱。月亮幾乎沒有大氣層，在黑暗的一面約為零下243華氏度（零下153攝氏度）。另一方面，金星具有非常密集的大氣層，可以捕獲太陽輻射; 金星的平均溫度約為864華氏度（462攝氏度）。
溫室效應
溫暖地球的入射和出射輻射的交換通常被稱為溫室效應，因為溫室的工作方式大致相同。
進入的紫外線輻射很容易穿過溫室的玻璃牆，被植物和內部的硬表面吸收。然而，較弱的IR輻射難以穿過玻璃壁並被困在內部，從而使溫室變暖。即使在寒冷的冬天，這種效果也可讓熱帶植物在溫室內茁壯成長。
在寒冷，陽光明媚的日子裡，停在外面的汽車也會發生類似的現象。進入的太陽輻射使汽車的內部變暖，但是外出的熱輻射被困在汽車的封閉窗戶內。
溫室氣體和全球變暖
“氣體分子吸收熱紅外輻射，並且數量足夠，可以迫使氣候系統。這些類型的氣體分子被稱為溫室氣體，”拉塞爾學院環境科學副教授Michael Daley告訴Live Science。二氧化碳（CO 2）和其他溫室氣體就像毯子一樣，吸收紅外輻射並防止其逃逸到外太空。淨效應是地球大氣和地表的逐漸加熱，這一過程被稱為全球變暖。
這些溫室氣體包括水蒸汽，CO2，甲烷，一氧化二氮（N2O）等氣體，根據環境保護局（EPA）。自工業革命在19世紀早期的黎明，化石燃料如煤，石油和汽油的燃燒都大大增加了溫室氣體的濃度在大氣中，尤其是CO2，國家海洋和大氣管理局（NOAA）。“砍伐森林是大氣中二氧化碳的第二大人為來源，範圍在6％至17％之間”。
根據美國國家航空航天局，美國環保署和其他科學和政府機構的說法，如果全球變暖繼續得不到控制，將導致嚴重的氣候變化，海平面上升，海洋酸化增加，極端天氣事件以及其他嚴重的自然和社會影響。
溫室效應可以逆轉嗎？
許多科學家都認為，對地球大氣和氣候的破壞已經過了不歸路，或者損害已經接近不歸路。“我同意我們已經超越了避免氣候變化的觀點，”匹茲堡大學地質與行星科學系副教授Josef Werne告訴Live Science。在Werne看來，從這一點來看，有三種選擇：
- 什麼都不做，要承擔後果。
- 適應氣候變化(包括海平面上升和相關洪水)。
- 通過積極制定政策，實際降低大氣中二氧化碳的濃度，以減輕氣候變化的影響。
目前，一些科學家正在研究如何重新設計大氣以扭轉全球變暖。例如,2017年7月在《科學》雜誌上發表的理論lrike羅曼和BlažGasparini,大氣和氣候科學研究所研究人員在瑞士蘇黎世聯邦理工學院,提出減少陷阱熱捲雲。
蘇黎世聯邦理工學院實驗大氣物理學教授Lohmann在接受Live Science採訪時表示:“如果捲雲的行為就像地球周圍的毯子，你就在試圖擺脫它。”(酷地球?地球工程說起來容易做起來難。“你除去了水蒸氣，你除去了溼度，你阻止了正常的捲雲形成，”Lohmann說。
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