本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
快问快答：全球变暖是如何运作的？
好的，但是你真的知道为什么吗？这就是howglobalwarmingworks.org网站背后的想法。塔尼亚·隆布罗佐在NPR的13.7节目中讲述了背景故事
研究人员想了解普通美国人对导致全球变暖的基本过程的理解程度，以及这种基本理解与相信全球变暖正在实际发生的信念之间是否存在关系。结果令人清醒。虽然大多数志愿者相信全球变暖是现实（80%），并且人类活动是重要的促成因素（77%），但只有极少数人能够解释其机制的基本方面。12%的人提到了大气中捕获热量的气体（如污染或二氧化碳），而在这些人中，没有人能解决这个部分答案似乎提出的一个难题：为什么大气中捕获热量的气体不会同样地首先阻止热量进入大气层。
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那么，为什么像水蒸气、二氧化碳这样的温室气体不会在太阳光照射进来时就捕获热量呢？这是因为温室气体让可见光通过（就像我们从太阳看到的那样），这样它就可以帮助植物生长并温暖地球表面。当能量离开地球时，它会以红外能量的形式缓慢地离开，而温室气体非常乐意减缓红外能量的速度。温室气体越多，温度就越高。以此类推。
这就是原因。或者你可以直接观看这段视频
如果您感兴趣，还有更长的视频包含更多细节：howglobalwarmingworks.org。
更新：迈克尔·兰尼博士是研究人们如何理解全球变暖的负责人之一，他非常友善地联系了我并分享了一些额外的信息。首先，有一篇关于他们的研究和结果的短论文（少于六页）。我鼓励您阅读它（此处为PDF）。其次是对全球变暖机制/温室效应的更长（400字）的解释。正如你们许多人指出的那样，将像全球变暖这样庞大而复杂的东西浓缩成一分钟的视频或几句话，必然会遗漏一些重要的信息。尽管如此，我认为浓缩版本抓住了核心机制。因此，这里有兰尼博士传递的更长的解释（来自加州大学伯克利分校）。
科学家告诉我们，人类活动正在改变地球的大气层，并提高地球的平均温度。是什么导致了这些气候变化？首先，让我们了解地球的“正常”温度：当地球吸收主要为可见光的阳光时，它会变热。像太阳一样，地球也释放能量——但由于它比太阳凉爽，地球会释放能量较低的红外波长。大气中的温室气体（甲烷、二氧化碳等）让可见光通过，但吸收红外光——导致大气层变热。较温暖的大气层会释放更多的红外光，这些红外光往往会被重新吸收——可能多次——然后能量最终返回太空。这种能量停留的额外时间帮助地球保持了足够温暖的温度，以支持我们所知的生命。（相比之下，月球没有大气层，平均来说比地球冷。）
自从大约1750年工业时代开始以来，大气中的二氧化碳增加了40%，甲烷增加了150%。这种增加会导致额外的红外光吸收，进一步加热地球，使其高于其典型的温度范围（即使来自太阳的能量基本保持不变）。换句话说，到达地球的能量更难离开，导致地球的平均温度升高——从而产生全球气候变化。
【在分子细节上，温室气体吸收红外光是因为它们的分子可以振动以产生电荷的不对称分布，这与各种红外波长的能量水平相匹配。相比之下，非温室气体（如氧气和氮气，即O2和N2）不吸收红外光，因为即使振动，它们也具有对称的电荷分布。】
总结：（a）地球吸收了它接收的大部分阳光；（b）地球随后将吸收的光的能量作为红外光释放出去；（c）温室气体在红外光离开我们的大气层之前吸收了大量的红外光；（d）被吸收会减慢能量逃逸到太空的速度；（e）能量的较慢通过会加热大气、水和地面。通过增加大气中温室气体的量，人类正在增加大气对红外光的吸收，从而使地球变暖并扰乱全球气候模式。
更简短的总结：地球将阳光的可见光能量转化为红外光能量，由于它被温室气体吸收，所以离开地球的速度很慢。当人们产生温室气体时，能量离开地球的速度更慢——从而提高了地球的温度。