Парниковый эффект

Рефераты по экологии » Парниковый эффект

Средняя температура поверхности Земли (или другой планеты) повышается за счет наличия у нее атмосферы.

Садоводы хорошо знакомы с этим физическим явлением. Внутри парника всегда теплее чем снаружи и это помогает выращивать растения особенно в холодное время года. Вы можете почувствовать аналогичный эффект когда находитесь в автомобиле. Причина его состоит в том что Солнце с температурой поверхности около 5000°С излучает главным образом видимый свет — часть электромагнитного спектра к которой чувствительны наши глаза. Поскольку атмосфера в значительной степени прозрачна для видимого света солнечное излучение легко проникает к поверхности Земли. Стекло также прозрачно для видимого света так что солнечные лучи проходят внутрь парника и их энергия поглощается растениями и всеми объектами находящимися внутри. Далее согласно закону Стефана-Больцмана каждый объект излучает энергию в какой-либо части электромагнитного спектра. Объекты с температурой около 15°С — средней температурой у поверхности Земли — излучают энергию в инфракрасном диапазоне. Таким образом объекты в парнике испускают инфракрасное излучение. Однако инфракрасное излучение не может легко проходить сквозь стекло поэтому температура внутри парника повышается.

Планета с устойчивой атмосферой такая как Земля испытывает практически такой же эффект — в глобальном масштабе. Чтобы поддерживать постоянную температуру Земле необходимо самой излучать столько же энергии сколько она поглощает из видимого света излучаемого в нашу сторону Солнцем. Атмосфера служит как бы стеклом в парнике — она не столь прозрачна для инфракрасного излучения как для солнечного света. Молекулы различных веществ в атмосфере (важнейшие из них — углекислый газ и вода) поглощают инфракрасное излучение действуя как парниковые газы. Таким образом инфракрасные фотоны излучаемые земной поверхностью не всегда уходят прямо в космос. Некоторые из них поглощаются молекулами парниковых газов в атмосфере. Когда эти молекулы вторично излучают энергию которую они поглотили они могут излучать ее как в сторону космоса так и внутрь обратно к поверхности Земли. Присутствие таких газов в атмосфере создает эффект укрывания Земли одеялом. Они не могут прекратить утечку тепла наружу но позволяют сохранить тепло около поверхности более долгое время поэтому поверхность Земли значительно теплее чем была бы в отсутствие газов. Без атмосферы средняя температура поверхности составляла бы —20°С что намного ниже точки замерзания воды.

Важно понимать что парниковый эффект на Земле был всегда. Без парникового эффекта обусловленного наличием углекислого газа в атмосфере океаны давно бы замерзли и высшие формы жизни не появились бы. В настоящее время научные дебаты о парниковом эффекте идут по вопросу глобального потепления: не слишком ли мы люди нарушаем энергетический баланс планеты в результате сжигания ископаемых видов топлива и прочей хозяйственной деятельности добавляя при этом излишнее количество углекислого газа в атмосферу? Сегодня ученые сходятся во мнении что мы ответственны за повышение естественного парникового эффекта на несколько градусов.

Парниковый эффект имеет место не только на Земле. В действительности самый сильный парниковый эффект о котором мы знаем — на соседней планете Венере. Атмосфера Венеры почти целиком состоит из углекислого газа и в результате поверхность планеты разогрета до 475°С. Климатологи полагают что мы избежали такой участи благодаря наличию на Земле океанов. Океаны поглощают атмосферный углерод и он накапливается в горных породах таких как известняк — посредством этого углекислый газ удаляется из атмосферы. На Венере нет океанов и весь углекислый газ который выбрасывают в атмосферу вулканы там и остается. В результате мы наблюдаем на Венере неуправляемый парниковый эффект.