Парниковий ефект

Середня температура поверхні Землі (або іншої планети) підвищується за рахунок наявності у неї атмосфери.

Садівники добре знайомі з цим фізичним явищем. Всередині парника завжди тепліше, ніж зовні, і це допомагає вирощувати рослини, особливо в холодну пору року. Ви можете відчути аналогічний ефект, коли знаходитеся в автомобілі. Причина його полягає в тому, що Сонце з температурою поверхні близько 5000 ° С випромінює головним чином видиме світло - частину електромагнітного спектру, до якої чутливі наші очі. Оскільки атмосфера в значній мірі прозора для видимого світла, сонячне випромінювання легко проникає до поверхні Землі. Скло також прозоро для видимого світла, так що сонячні промені проходять всередину парника, і їх енергія поглинається рослинами і всіма об'єктами, що знаходяться всередині. Далі, згідно закону Стефана-Больцмана, кожен об'єкт випромінює енергію в будь-якій частині електромагнітного спектру. Об'єкти з температурою близько 15 ° С - середньою температурою у поверхні Землі - випромінюють енергію в інфрачервоному діапазоні. Таким чином, об'єкти в парнику випускають інфрачервоне випромінювання. Проте інфрачервоне випромінювання не може легко проходити крізь скло, тому температура всередині парника підвищується.

Планета із стійкою атмосферою, така як Земля, випробовує практично такий же ефект - в глобальному масштабі. Щоб підтримувати постійну температуру, Землі необхідно самою випромінювати стільки ж енергії, скільки вона поглинає з видимого світла, що випромінюється в нашу сторону Сонцем. Атмосфера служить як би склом у парнику - вона не настільки прозора для інфрачервоного випромінювання, як для сонячного світла. Молекули різних речовин в атмосфері (найважливіші з них -- вуглекислий газ і вода) поглинають інфрачервоне випромінювання, діючи як парникові гази. Таким чином, інфрачервоні фотони, які випромінює земної поверхнею, не завжди йдуть прямо в космос. Деякі з них поглинаються молекулами парникових газів в атмосфері. Коли ці молекули повторно випромінюють енергію, яку вони поглинули, вони можуть випромінювати її як у бік космосу, так і всередину, назад до поверхні Землі. Присутність таких газів в атмосфері створює ефект приховування Землі ковдрою. Вони не можуть припинити витік тепла назовні, але дозволяють зберегти тепло біля поверхні більш довгий час, тому поверхня Землі значно тепліша, ніж була б у відсутність газів. Без атмосфери середня температура поверхні складала б -20 ° С, що набагато нижче точки замерзання води.

Важливо розуміти, що парниковий ефект на Землі був завжди. Без парникового ефекту, обумовленого наявністю вуглекислого газу в атмосфері, океани давно б замерзли, і вищі форми життя не з'явилися б. В даний час наукові дебати про парниковий ефект йдуть з питання глобального потепління: чи не занадто ми, люди, порушуємо енергетичний баланс планети в результаті спалювання копалин видів палива та іншої господарської діяльності, додаючи при цьому зайву кількість вуглекислого газу в атмосферу? Сьогодні вчені сходяться на думці, що ми відповідальні за підвищення природного парникового ефекту на декілька градусів.

Парниковий ефект має місце не тільки на Землі. Насправді самий сильний парниковий ефект, про який ми знаємо, - на сусідній планеті, Венері. Атмосфера Венери майже цілком складається з вуглекислого газу, і в результаті поверхня планети розігріта до 475 ° С. Кліматологи вважають, що ми уникли такої долі завдяки наявності на Землі океанів. Океани поглинають атмосферний вуглець, і він накопичується у гірських породах, таких як вапняк - за допомогою цього вуглекислий газ видаляється з атмосфери. На Венері немає океанів, і весь вуглекислий газ, що викидають в атмосферу вулкани, там і залишається. У результаті ми спостерігаємо на Венері некерований парниковий ефект.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://elementy.ru/