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