介绍在描述温度、能量和光时如何使用单位来描述数字。 即使您不打算亲自进行计算，了解单位的工作原理也有助于跟上本课的其他讲授内容。 如果您有兴趣练习使用单位指导计算的分析技巧，本课的第二部分有一些练习。

能量流的平衡，即进入的太阳光和流出的红外线，使我们能够建立第一个简单的气候模型，包括一个简单的温室效应。 本课第二部分有两个扩展练习，一个是行星平衡温度的分析（代数）模型，另一个是温度随时间演变的数值模型。

上述 "层模型 "假定，代表大气层的玻璃板会吸收照射到它的所有红外辐射，并辐射 所有红外波长。换句话说，层模型大气层是红外黑体，但在可见光下是透明的。实际上，温室气体根本不是 "黑体"，它们对吸收和发射的光的频率非常挑剔。温室气体对红外光的这种选择性吸收导致了波段饱和效应，使甲烷等稀有痕量气体的能量与 CO₂ 等高浓度气体不成比例。

温室效应产生的原因是，大气层上层的空气比地面冷，因此温室气体对红外线的吸收和再发射会减少离开地球进入太空的能量。 在这里，我们将探讨使高层大气保持低温的物理学原理。

现实世界的另一个特性是，现实世界并非到处都是相同的温度，在任何特定时间或地点，进出空间的热通量并不一定平衡。这是因为大气中的风和海洋中的洋流会带走热量，一般来说，热量会从炎热的热带地区流向寒冷的高纬度地区。

反馈是因果循环，可以稳定地球气候，也可以放大未来的气候变化。 本课第二部分有一个练习，通过迭代求解行星的温度，并在此过程中演示冰反照率反馈失控可能导致 7 亿年前的雪球地球气候状态。

现在，我们来个大换挡--从气候物理学（你们现在已经看到了它的主要成分）转向地球碳循环这一新兴奇迹。碳不仅是生命的化学元素，也是储存生命能量的手段。我们将研究碳如何在陆地、海洋和地球深处循环，如何进出大气层，以及如何稳定地球气候。

化石燃料中锁住的碳以及我们燃烧这些燃料时会发生什么。 在本课的第二部分中，您可以创建一个简单但有点现实的模型，来模拟未来几十年地球温度的变化，以应对二氧化碳的释放（或者在一个名为 "没有我们的世界 "的情景中突然停止排放）。

您现在已经了解了人类对地球气候影响预测背后的理念。接下来的问题是我们今天看到它发生了吗？事实证明，人类对气候影响的 "烟枪 "是大约 20 世纪 70 年代以来的全球平均气温记录。为了解释这种温度变化，我们需要将其与地球地质历史上的自然气候变化联系起来考虑。

本单元的重点是 "一切照旧 "的二氧化碳持续排放的潜在影响。这也是政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告第二工作组卷的主题（第一工作组报告是关于科学基础的，这也是我们本课程到目前为止一直在学习的内容）。您可能会觉得这些材料很烦人，但请稍安勿躁，因为下周我们将学习 "减缓"，即避免气候变化所需的措施（第 3 工作组报告）。请记住，我们所担心的大部分碳都还在地下，所以只有我们继续决定让它们发生，这些影响才是不可避免的。 在本课的第二部分，您可以自己制作一个简单的冰盖模型。

在本课的最后一个单元，我们将考虑避免或 "减轻 "人类对地球气候影响的各种方案。一句话：我认为，只要我们下定决心，人类就能战胜这一挑战。如果假设地球上不再有煤，我们改变气候的可能性就会小得多。在那样的世界里寻找能源不会对生存构成威胁，而只是一个商机。在我看来，做出这样的决定才是最难的。