КАТЕГОРІЇ:
Автомобілі Астрономія Біологія Географія Будинок і сад Інші мови інше Інформатика Історія Культура література логіка Математика Медицина металургія механіка Освіта Охорона праці Педагогіка політика право Психологія релігія риторика Соціологія Спорт Будівництво технологія туризм фізика Філософія фінанси хімія Креслення Екологія Економіка електроніка
Парниковий ефект - підвищення температури нижніх шарів атмосфери планети в порівнянні сеффектівной температурою
, Тобто температурою теплового випромінювання планети, спостережуваного з космосу.
Ідея про механізм парникового ефекту була вперше викладена в 1827 році Жозефом Фур'є в статті «Записка про температурах земної кулі і інших планет», в якій він розглядав різні механізми формірованіяклімата Землі, при цьому він розглядав як фактори, що впливають на загальний тепловий баланс Землі (нагрів сонячним випромінюванням, охолодження за рахунок випромінювання, внутрішнє тепло Землі), так і чинники, що впливають на теплоперенос і температури кліматичних поясів (теплопровідність, атмосферна і океанічна циркуляція).
При розгляді впливу атмосфери на радіаційний баланс Фур'є проаналізував досвід М. де Соссюра з зачернённим зсередини посудиною, накритим склом. Де Соссюр вимірював різницю температур всередині і зовні такого судини, виставленого на пряме сонячне світло. Фур'є пояснив підвищення температури всередині такого «міні-парника» в порівнянні з зовнішньою температурою дією двох чинників: блокуванням конвектівноготеплопереноса (скло запобігає відтік нагрітого повітря зсередини і приплив прохолодного зовні) і різної прозорістю скла в видимому і інфрачервоному діапазоні.
Саме останній фактор і отримав в пізнішій літературі назву парникового ефекту - поглинаючи видиме світло, поверхня нагрівається і випромінює теплові (інфрачервоні) промені; оскільки скло прозоро для видимого світла і майже непрозоро для теплового випромінювання, то накопичення тепла веде до такого зростання температури, при якому кількість проходять через скло теплових променів досить для встановлення теплової рівноваги.
Фур'є постулював, що оптичні властивості атмосфери Землі аналогічні оптичними властивостями скла, тобто її прозорість в інфрачервоному діапазоні нижче, ніж прозорість в діапазоні оптичному, проте кількісні дані по поглинанню атмосфери в інфрачервоному діапазоні довгий час були предметом дискусій.
У 1896 році Сванте Арреніус, шведський фізико-хімік, для кількісного визначення поглинанні атмосферою Землі теплового випромінювання проаналізував дані Семюела Ленглі про Болометрична світності Місяця в інфрачервоному діапазоні. Арреніус порівняв дані, отримані Ленглі при різних висотах Місяця над горизонтом (тобто при різних величинах шляху випромінювання Місяця через атмосферу), з розрахунковим спектром її теплового випромінювання і розрахував як коефіцієнти поглинання інфрачервоного випромінювання водяною парою і вуглекислим газом в атмосфері, так і зміни температури Землі при варіаціях концентрації вуглекислого газу. Арреніус також висунув гіпотезу, що зниження концентрації в атмосфері вуглекислого газу може бути однією з причин виникнення льодовикових періодів.
Парниковий ефект атмосфер обумовлений їх різною прозорістю у видимому і далекому інфрачервоному діапазонах. На діапазон довжин хвиль 400- 1500 нм у видимому світлі і ближньому інфрачервоному діапазоні припадає 75% енергії сонячного випромінювання, більшість газів не поглинають в цьому діапазоні; релєєвськоє розсіювання в газах і розсіювання на атмосферних аерозолях не перешкоджають проникненню випромінювання цих довжин хвиль в глибини атмосфер і досягненню поверхні планет. Сонячне світло поглинається поверхнею планети і її атмосферою (особливо випромінювання в ближній УФ- і ІЧ-областях) і розігріває їх. Нагріта поверхня планети і атмосфера випромінюють в далекому інфрачервоному діапазоні: так, в разі Землі при 
рівному 300 K, 75% теплового випромінювання доводиться на діапазон 7,8-28 мкм, для Венери при рівному 700 K - 3,3-12 мкм.
Атмосфера, що містить багатоатомні гази (двоатомні гази діатермічне - прозорі для теплового випромінювання), які поглинають в цій області спектра (т.зв. парникові гази -H2O, CO2, CH4 та ін. - див. Рис. 1), істотно непрозора для такого випромінювання , спрямованого від її поверхні в космічний простір, тобто має в ІК-діапазонебольшую оптичну товщину. Внаслідок такої непрозорості атмосфера стає гарним теплоізолятором, що, в свою чергу, призводить до того, що переизлучение поглиненої сонячної енергії в космічний простір відбувається у верхніх холодних шарах атмосфери. В результаті ефективна температура Землі як випромінювача виявляється нижчою, ніж температура її поверхні.
Парниковий ефект - рятує, але може і погубити?
Власне, цій золотою серединою багато в чому і пояснюється можливість виникнення і розвитку життя на Землі. Тому що саме така концентрація парникових газів привела до того, що певна частина теплової енергії не була втрачена у вигляді випромінювання у відкритий космос, а залишилася в нижчих шарах атмосфери. В результаті встановився температурний режим, при якому середня річна температура на нашій планеті складає 15 градусів за Цельсієм. Це оптимальні умови для живих організмів. Вчені з'ясували, що без парникового ефекту середня температура біля поверхні опустилася б до «мінус 18» за Цельсієм, що зробило б неможливим розвиток життя.
Але в разі збільшення обсягу парникових газів в атмосфері парниковий ефект може мати і негативні наслідки. Те саме глобальне потепління по-різному оцінюється вченими, але за умови продовження існуючої тенденції вірогідні істотні зміни клімату. В даному випадку обговорюється скорочення території, придатної для активної життєдіяльності людей, перш за все для ведення сільського господарства - через підвищення середньорічної температури, скорочення числа рослин, можливого висихання водойм і настання посухи. До того ж підвищення рівня Світового океану загрожує масштабними повенями і негативними кліматичними явищами - цунамі, ураганами і так далі. Є і більш песимістичні сценарії, за якими в найближчі сто років температура може підвищитися на десять градусів за Цельсієм, що призведе до незворотних наслідків і перетворенню Землі в якусь подобу Венери, що представляє собою суцільну випалену пустелю.
А може, не все так погано?
У теорії згубного впливу парникового ефекту на глобальне потепління існує чимало критиків, яких стає все більше. При цьому критикується не як така концепція парникового ефекту, в його існуванні, доведеному наукою, ніхто не сумнівається. Під сумнів ставляться три головних положення: що парниковий ефект посилюється за рахунок результатів людської діяльності; що парниковий ефект є єдино можливою і основною причиною нинішнього глобального потепління; що саме глобальне потепління є небезпечним для людства в найближчій історичній перспективі.
Критики відзначають, що до цих пір немає однозначних і незаперечних доказів того, що саме діяльність людини, тобто виділення при спалюванні різного палива великих обсягів вуглекислого газу, і є причина посилення парникового ефекту. Звертається увага на те, що основну частину парникових газів, які не випускають частину випромінювання планети в космос, становить не вуглекислий газ, а водяний пил. До того ж наводяться аргументи на користь того, що дані історії говорять про наступне - протягом останніх сотень мільйонів років концентрація вуглекислого газу в атмосфері піддавалася природним коливанням то в бік збільшення, то в бік зменшення. Таким чином, цілком природно припустити, що в даний момент може бути нормальна коригування змісту в атмосфері вуглекислого газу в бік збільшення.
Аналогічним чином ставиться під сумнів і вплив парникового ефекту на той процес, який відомий як глобальне потепління. Тому що, коли б парниковий ефект дійсно впливав на потепління, підвищення температури зазначалося б по всій планеті, а воно фіксується переважно в Північній півкулі. Прогнози щодо стрімкого танення льодовиків і швидкого затоплення багатьох прибережних районів теж виглядають, на думку скептиків, непереконливо - при самому несприятливому розвитку ситуації на те, щоб розтанули льодовики Гренландії і Арктики, потрібно 5-6 тисяч років. До того ж в 2009 році була оприлюднена електронне листування фахівців Центру з вивчення клімату Університету Східної Англії, з якої випливає, що багато даних, що підтверджують теорію глобального потепління, були просто сфальсифіковані.
Дата додавання: 2015-04-21; переглядів: 37; Порушення авторських прав
Парниковий ефект - рятує, але може і погубити?А може, не все так погано?