全球暖化潜势

化合物的（相对）全球暖化潜势（也称为全球变暖潜能值、温室效应变暖潜能值、GWP）或二氧化碳当量是衡量其对温室效应的相对贡献的量度，即地球大气层的平均变暖效应超过一定时期 Period（通常为 100 年）。 因此，它表明与相同质量的二氧化碳相比，一定质量的温室气体对全球变暖的贡献有多大。 全球暖化潜势是一个维度数的关键人物。

例如，甲烷在 100 年的时间范围内的二氧化碳当量为 28：这意味着在释放后的前 100 年内，一公斤甲烷对温室效应的贡献是一公斤二氧化碳的 28 倍。 对于一氧化二氮，该值为 265。

然而，全球暖化势头不能等同于全球变暖的实际份额，因为各种气体的排放水平差异很大。 有了这个概念，可以将各种温室气体的不同贡献与已知的排放量进行比较。 地球大气层的主要成分（氮、氧、氩）由于其分子结构不属于温室气体，对温室效应没有影响。 总体影响xxx的温室气体是水蒸气，其在自然温室效应中的份额在 36% 到 70% 之间波动，具体取决于地理条件或气候带。 然而，水蒸气只是一种极小的排放气体，它在大气中的浓度与气温有直接关系。 大气中的水蒸气含量在较低的平均温度下会降低，而在变暖（水蒸气反馈）期间会增加，温度每升高 1 度，大气中的水蒸气含量就会增加 7%。

温室气体的相对全球暖化势能 (GWP) 由几个因素决定，即其大气停留时间和由现有背景浓度增加引起的辐射强迫。 由于背景浓度的增加，停留时间估计值的变化和较低的辐射强迫是 IPCC 在其报告中定期更新全球暖化潜势值的原因。

地球大气层将热量辐射到平均高度为 5500 米的太空，而不是海平面。 大气中温室气体浓度的增加导致地球向太空辐射热量的区域向上移动。 为了使热辐射保持与辐射相同，辐射面积也必须向上移动。 然后表面温度随着大气温度梯度而增加。

温室效应气体是基于其吸收地球表面和近地表空气层在中红外范围（3至50微米）发出的热辐射并将其部分辐射回地球的能力，从而阻碍大气的冷却（温室效应）。 由于此处考虑了气体的额外变暖效应，因此在自然产生的温室气体（尤其是水蒸气和二氧化碳）几乎不吸收或不吸收的光谱范围内，其吸收行为尤为重要。 特别是，这是 8-13 微米波长范围内的所谓大气窗口。

温室气体的辐射强迫与其浓度呈非线性关系。 这种非线性相关性近似于对数函数。 这意味着浓度从 2 到 3 ppm 的变化与浓度从 20 ppm 到 30 ppm（或 200 ppm 到 300 ppm 等）的变化具有相同的效果。 例如，与 CO2 相比，除了复杂分子的更多可能振荡模式外，这是大气窗口中吸收的痕量气体浓度变化的另一个原因，这种气体自然不存在或仅存在于极度小浓度，有这么强的作用。

温室气体的吸收行为，即它可以吸收热辐射的波长范围，取决于相关气体的分子结构。

气体在大气中的平均停留时间也至关重要。 选择的时间范围在这里也起着重要作用。 例如，由于含氟温室气体在大气中的停留时间长（如 SF6 为 3200 年），因此其全球升温潜能值明显高于分子中不含氟原子的温室气体。 另一方面，甲烷（停留时间约为 12 年）在短期内起作用，因此其 GWP 在短时间范围内比在长时间范围内大得多。 作为比较，二氧化碳的停留时间估计约为 120 年，但应注意这会影响大气和上层海层中二氧化碳的溶液平衡。 如果含有 CO2 的水团沉入深海，作为临时储存设施在海洋中的停留时间将增加到数千年。 相比之下，水蒸气循环是一个自我调节的过程，在几天内经历了蒸发-凝结-降水的阶段，在很大程度上与各自的气候条件无关，因此无法与其他温室气体的停留时间相提并论。