Efekt cieplarniany
Transkrypt
Efekt cieplarniany
z naszych lekcji Efekt cieplarniany czy chodzenie aerozolowe? Krzysztof Markowicz Efekt cieplarniany Zjawisko efektu cieplarnianego jest zwizane ztzw. zwrotnym promieniowaniem dugofalowym, które dociera do powierzchni Ziemi. Jest ono wynikiem wczeniejszej absorpcji promieniowania poprzez gazy cieplarniane zawarte w atmosferze. Efekt ten jest wgównej mierze efektem naturalnym, który istnieje na Ziemi od momentu pojawienia si w atmosferze pary wodnej, CO2 i pozostaych gazów cieplarnianych. Bez efektu cieplarnianego nie rozwinoby si prawdopodobnie ycie na Ziemi w takiej formie, wjakiej je dzi znamy, gdy temperatura byaby duo nisza ni obecnie. Jak bardzo zimno byoby bez efektu cieplarnianego, trudno precyzyjnie stwierdzi, ale róne szacunki mówi ook. 30°. Najwaniejszym gazem cieplarnianym jest para wodna, która odpowiada za ok. 70% efektu cieplarnianego. Dwutlenek wgla przyczynia si do ok. 20%, ale wielkoci te róni si wzalenoci od tego, jak zdefiniujemy ten efekt [1]. Gazy cieplarniane maj bardzo zrónicowan efektywno, co zwizane jest zich zawartoci w atmosferze i struktur widmow pochaniania promieniowania. Najbardziej efektywne s fluoropochodne, a w dalszej kolejnoci metan ipodtlenek azotu, najmniej za dwutlenek wgla ipara wodna (rys. 1) W przypadku pary wodnej najwaniejsz rol odgrywaj pasma równe ok. 6,3 mm oraz powyej 20 mm. Najwiksza absorpcja dwutlenku wgla przypada na ok. 15 mm. Wzakresie tym pasma absorpcyjne CO2 iH2O czciowo si pokrywaj, co powoduje, e koncentracja CO2 wpywa na wymuszanie radiacyjne pary wodnej, akoncentracja pary wodnej na wymuszanie radiacyjne CO2. Wobszarach spektralnych, gdzie pasma absorpcyjne osigaj swoje maksima, oba gazy wykazuj logarytmiczn zaleno od koncentracji. Tym samym zwikszenie zawartoci tych gazów nie powoduje duego wzrostu absorpcji promieniowania. W przypadku fluoropochodnych czy me- tanu zawarto tych gazów jest tak maa, e niewielka zmiana prowadzi do duych rónic w wymuszaniu radiacyjnym. Rys. 1. Zaleno wymuszania radiacyjnego od koncentracji gazów cieplarnianych Wyznaczenie wymuszania radiacyjnego jest zadaniem stosunkowo prostym. Do tego celu su modele transferu promieniowania watmosferze, które pozwalaj rozwiza równania okrelajce oddziaywanie promieniowania zmateri przy wykorzystaniu bazy danych opisujcej wasnoci optyczne wszystkich gazów atmosferycznych. Przyblion warto wymuszania radiacyjnego dla dwutlenku wgla mona wyznaczy ze wzoru: Fizyka w Szkole 5/2013 25