emag

Ce este efectul "Greenhouse"

Ce este efectul "Greenhouse"
Acest post va ajuta să înţelegeţi
1. De ce " efectul de seră" are de a face cu gaze în atmosferă,
2. Cum aceste gaze "cu efect de seră", în atmosfera caldă a Pământului (şi că ceea ce are de a face cu lucruri care sunt "Red Hot"),
3. Ce presupune acest lucru pentru încălzirea viitor ca am pus mai multe dintre aceste gaze în atmosferă.

Utilizarea unui prajitor de paine nu este necesară, dar vă ajută, dacă ştii cum funcţionează o.

Care este efectul de seră?
"Efect de seră" se referă la modul în care gazele din atmosferă, care absorb radiatia infrarosie a face pe Pamant mai cald decât ar fi fără ele. (Nu are nimic de-a face cu modul în sere de lucru pentru a proteja plantele de capcane aer cald într-o incintă Asta e doar numele său..)

Există două moduri de a intelege acest fenomen:

1. Unele gaze din atmosferă absorb radiaţii infraroşii emise de suprafaţa pământului. Acest lucru le încălzeşte şi ei radiaza energie, dintre care unele se incalzeste suprafata, la rândul său.
2. Gaze în atmosferă care absorb radiatia infrarosie de la suprafaţă a face atmosfera mai opace că radiaţie, transmitere prevenirea de la suprafaţă în spaţiu. (Radiaţii în spaţiu încă se întâmplă, dar de mare în atmosferă în cazul în care aceasta este mai rece şi radiază astfel, mai puţin.)

Ambele idei implica reducerea fluxului de energie de la suprafaţă şi atmosfera inferioară în spaţiu la radiaţii. Pierderea de radiaţii în spaţiu este mai mic decât ar fi fost dacă nu au fost mai mici ale acestor gaze cu efect de seră ". Având în vedere că fluxul de energie este redus, Pamantul este ţinut cald.

A lungul timpului pe Pamant ajunge la o temperatură care radiaza departe de multă energie ca le primeşte de la Soare. Dar atunci când cantitatea de gaze cu efect de seră în atmosferă schimbare pentru un motiv este nevoie de timp pentru planeta calde sau reci suficient pentru a restabili acest echilibru de energie. Acesta este motivul pentru "efect de seră" este în ştiri de azi atât de mult - concentraţiile acestor gaze cu efect de seră în atmosferă se schimba la rate fara precedent.

Fizica din efectul de seră
Este uşor de înţeles în cazul în care efectul de seră veti intelege aceste fapte simple:

1. Pământul este o piatra mare cald
2. lucrurile calde emit radiatii
3. Alte lucruri absorbi unele dintre aceste radiaţii

1. În special a gazelor "cu efect de seră" în atmosferă puternic absorbi radiatia infrarosie Pământului emite

4. Cand ceva absoarbe radiatiile se incalzeste
5. lucrurile calde emit radiatii (2. din nou)
6. Alte lucruri absorbi unele dintre aceste radiaţii (3. din nou)

1. Unele dintre aceste radiaţii din atmosferă (a se vedea 5) este absorbită de Pământ, care se încălzeşte. (A se vedea 4.)
2. Unele dintre aceste radiaţii din atmosferă scapă în spaţiu, dar mai puţin decât în cazul în atmosferă nu ar fi absorbit în drumul său de la suprafaţă şi a trimis o parte din acesta înapoi în jos.

Să ne uităm la acest proces în detaliu:

1. Pământul este o piatră mare caldă. Temperatura medie a suprafeţei este de aproximativ 14.5 grade C (287.5 grade K). Aceasta este aproape de suprafaţă temperatura atmosferică (cum ar fi măsurată cu un termometru de la o staţie meteorologică) medie anotimpurile, de peste zi şi noapte, şi peste geografia pământului. (A se vedea Wikipedia articol înregistreze date de temperatură Instrumental) Pământul este încălzit cu radiaţii de la Soare care le absoarbe. Şi prin propria sa internă de căldură, unele ramase de la formarea ei şi unele din dezintegrarii radioactive de elemente este făcută din.

2. lucrurile calde emit radiatii. Orice obiect radiază căldură, sub formă de radiaţii electromagnetice. Toată lumea este familiarizat cu ideea de a fi un obiect "," roşu fierbinte. Un obiect care emite lumină suficient de fierbinte pe care îl putem vedea, mai ales în partea de infraroşu al spectrului, dar unele vizibile la lungimi de undă lungă. Când un obiect este "alb fierbinte" pe care le emite radiaţii chiar mai mult, inclusiv o mulţime de lumină vizibilă şi o sumă substanţială de radiatii ultraviolete.

2a. Mai cald un lucru este mai mult se emite radiaţii. Aceasta este cunoscută ca legea Stefan-Boltzmann. (A se vedea Wikipedia articol radiaţia termică).

Puteţi demonstra cu uşurinţă acest lucru. Dacă vă ţineţi de mână lângă un prăjitor de pâine (nu într-un prăjitor de pâine!), În cazul în care radiaţia din rulouri prăjitorul de pâine poate a lovit, radiaţia de la bobinele de prăjitoare de pâine va fi absorbită de mâna. Pielea va fi încălzit cu acest radiaţii şi radiaţii mai există mai mult se va fi încălzit.

Când toaster este oprit şi bobinele sunt la temperatura camerei nu va veti simti încălzirea pielii. Nervilor la nivelul pielii nu face mai mult atunci când acestea sunt doar la temperatura camerei.

(Tot ce nu este la o temperatură de zero absolut emit radiaţii Dar lucrurile mai fierbinte emite o radiaţie mult mai mult decât lucruri mai reci.. Observaţi că legea Stefan-Boltzmann spune că cantitatea de energie radiată este proporţională cu puterea a patra a temperaturii: j *= εσT4 Deci, rulouri stralucitoare Red Hot - aproximativ 1.000 K -. sunt mai tare decât bobine la temperatura camerei de aproximativ 293 K, aproximativ 700 de grade Kelvin mai calde. Acestea sunt de trei ori mai cald, dar acestea emit mai mult de 100 de ori radiaţii mult.)

Dar când prăjitor de pâine este pornit, iar bobinele sunt stralucitoare Red Hot, acestea vor emite o mulţime de radiaţii infraroşii (şi un pic de radiaţie vizibilă). mana ta ar fi încălzit sensibil, deoarece absoarbe această cantitate mai mare de radiaţie.


La 287.5 grade Kelvin (14,5 grade Celsius), cea mai mare parte a radiatiei emite radiaţii infraroşii Earth este. Nimic din ce este în spectrul vizibil. (Chiar si la 45 de grade Celsius, o zi foarte fierbinte, nici unul nici unul de radiaţii Pământului este în spectrul vizibil Acesta este motivul pentru Pamant nu pare sa straluceasca pe o noapte foarte fierbinte..)

3. Atmosfera absoarbe radiatiile. Moleculele de gaze care alcătuiesc atmosfera noastra absorb radiaţii. Evident, atmosfera nu absoarbă toate lungimile de undă ale radiaţiilor în mod egal. Nu absoarbe mult în intervalul de la lumina vizibila (este transparent pentru lumina vizibila). Acesta este motivul pentru putem vedea Soarele, Luna şi stelele. De oxigen şi ozon din atmosfera absorb o cantitate mare de radiatii ultraviolete care vin de la Soare. Acesta este motivul pentru organisme pot trăi de pe suprafaţa Pământului (UV ucide microorganismele şi cancer de piele cauze în oameni, de exemplu).

Atmosfera este cea mai mare parte azot şi oxigen, dar este aproximativ 0.035% dioxid de carbon. Dioxidul de carbon absoarbe radiaţiile infraroşii foarte puternic. Deoarece Pământul cald emite radiaţii infraroşii cea mai mare parte (cu un vârf la lungimi de undă de aproximativ 10-5 metri) şi de CO2 absoarbe radiaţiile infraroşii (mai ales că, cu o lungime de undă mai mare de circa 1.3x10-5 metri) puteţi vedea că o mulţime de infraroşu radiaţii de la suprafaţa Pământului este absorbit de CO2 în atmosferă. (Situaţia este similară şi pentru alte gaze cu efect de seră ", cum ar fi CFC, protoxid de azot, metan şi vaporii de apă) (A se vedea de gaze cu efect de absorbţie pentru spectrul de frecvenţe..)

4. Cand ceva absoarbe radiatiile se incalzeste. Fotoni de radiaţii pot interacţiona cu materia. Modul în care acestea interacţionează depinde de proprietăţile fotonului (lungimea de undă) şi proprietăţile atom sau molecula de materie. (La lungimi de undă care vorbim despre aceste proprietăţi în principal, au de a face cu statele de energie de electroni sale) Atunci când substanţele absorbi energia radiativ acestea duc la creşterea lor de energie termică.. Ei a lua mai calde.

2. din nou: lucruri calde emit radiatii (vezi mai sus). Mai calde sunt mai mult ele emit radiaţii. Gaze cu efect de seră încălzite emit radiatii infrarosii mai mult decât au făcut atunci când a fost mai rece (a se vedea 2a. De mai sus). Unele dintre care evadează radiaţii în spaţiu. Unele este absorbit de alte părţi ale atmosferei. Şi unele, dacă aceasta este absorbită de Pământ de mai jos, făcându-l un pic mai cald 4 (a se vedea. Mai sus).

Iată cum "efectul de seră" de lucrări:

* Radiaţii de soarele încălzeşte atmosfera Pământului şi
* Pământului emite radiaţii infraroşii (mai cald este mai mult se emite)
* Gaze cu efect de seră "în atmosferă, în special de CO2, care absoarbe o parte din radiaţii de la pământ, iar acest lucru le incalzeste (mai multe din aceste gaze sunt mai mult ele absorb)
* Gaze în atmosferă caldă emit radiaţii infraroşii (şi mai cald sunt, şi mai multe dintre ele există, ele emit mai mult)
* Unele dintre radiaţiei infraroşii din gazele cu efect de seră "în atmosferă este absorbită de Pământ, încălzirea este un pic mai mult
înapoi * Loop şi se repetă

Deci, nu funcţionează deloc ca un efect de seră. (Nu că majoritatea oamenilor au o idee de mult cum sere, de asemenea, numit sere, locul de muncă, sau chiar ceea ce sunt.) Nu este un rezultat al atmosferei "izolator" Pamant, ca o pătură. Ea are de a face cu gazele din atmosferă absoarbe radiaţiile, incalzire sus, şi încălzirea Pământului de radiaţii de mai jos lor. Dar numele de "efectul de seră" şi "gaze cu efect de seră" sunt bine stabilite, astfel încât am putea foarte bine, mergeţi mai departe şi de a le folosi.

Rezultatul net
Diagrama de mai jos arată cum funcţionează toate acestea în ceea ce priveşte bilanţul energetic al Pământului.

Diagrama de echilibru energetic Pamantului


După cum puteţi vedea, dezechilibru net (la energia energie în minus) este doar 0,9 waţi pe metru pătrat. (Alte estimări dau net forţând de aproximativ 1 - 3 waţi pe metru pătrat.) Oricare ar fi cifra reală, este suficient pentru a incalzi Pământul în mod semnificativ în timp.

Consecinţele
De asemenea, reţineţi că net este absorbit doar 0,26% din fluxul total de energie primite. Este nevoie de doar o mica schimbare in transparenţă a atmosferei în infraroşu pentru a schimba ieşire lungime de unda (infrarosu) radiaţii suficientă pentru a influenţa temperaturii de suprafaţă. Şi, desigur, mai multe gaze cu efect de seră în atmosferă, cu atât mai mare climatice forţarea.

Cât de mult va Pământului creştere a temperaturii din aceasta cauza 1 sau 2 waţi pe metru pătrat forţând? Acesta este obiectul de cercetare urgente. curent de gândire este că nivelul de gaze cu efect de seră în atmosferă de azi, daca nu am pus nici mai mult acolo sus, ar putea conduce la o creştere suplimentară a temperaturii globale cu una sau două grade Celsius sau cam asa ceva.

Dar sunt multe dificultăţi cu această estimare:

1. Feedback efecte. Aşa cum Pământul se încălzeşte vor exista schimbări în balanţa energetică globală, care ar putea face cald mai repede sau mai lent, cum ar fi

1. Topire al gheţii. Ice este foarte reflectorizant, astfel încât în cazul în care se topeşte pentru a expune pământul gol sau mare deschisă mai puţine radiaţii solare de intrare va fi reflectată înapoi în spaţiu ("reflectate de suprafaţă" în diagrama de mai sus).
2. Vaporizare de metan în permafrostului submarin şi depozite. Metanul este unul dintre cele mai importante gaze cu efect de seră, şi există mari cantităţi de aceasta legat în permafrostului congelate sau în depozite de hidraţi de metan de pe fundul mării. Dacă încălzirea a mării cauze de topire şi de eliberare a unor hidraţi de metan aceasta ar putea să scadă cu mult de transparenţă a atmosferei la radiaţiile cu lungime de unda, pastrand mai multa caldura de pe Pamant. Se crede că, atunci când acest lucru sa întâmplat în trecut geologice a dus la o mai fierbinte pământ multe grade decât astăzi.
3. Încălzirea mărilor. Apa rece poate absorbi dioxid de carbon mai mare de apa mai calda. Deci, ca la 1 watt pe metru patrat încălzeşte radiativ forţând oceanelor, mai mult dioxid de carbon va fi lăsat în atmosferă pentru a acţiona ca un gaz cu efect de seră.
4. Nori. Ca climatice încălzeşte vremea se va schimba. S-ar putea fi nori mai mult sau mai puţin, sau de distribuţie a acestora ar putea schimba. Norii sunt o parte importantă a "reflectată de nori şi atmosfera" componentă a bugetului de energie în diagrama.
5. Vapori de apă. aer cald poate deţine mai mult de vapori de apă, şi vaporii de apă este un gaz cu efect de seră semnificativ.

2. emisiile continue.

1. Avem deja perturbate echilibrul planetei de energie prin punerea în jur de un trilion de tone de gaze cu efect de seră în atmosferă în ultimii doi de secole prin arderea combustibililor fosili şi prin modificări de utilizare a terenurilor (păduri de ardere). Acesta este motivul pentru care bugetul de energie este în afara bilanţului de unul sau doi waţi pe metru pătrat. Dar vom continua să pună la aproximativ 35 miliarde de tone suplimentare de gaze cu efect de seră în aer în fiecare an. Şi că cifra de emisie anual continuă să crească. Deci, concentraţia în atmosferă va creşte, de transparenţă a atmosferei la radiaţiile infraroşii va scădea, iar clima cu efect de seră forţarea va creşte. Suntem pe cale de a pune cel puţin un alt trilioane de tone de gaze cu efect de seră în atmosferă până în 2050, probabil mai aproape de două bilioane.

Sper că puteţi vedea de ce punerea de CO2 în atmosferă mai mult, mai mult decât terenurile şi mările pot reabsorb, ar putea face atmosferă, şi, astfel, Pamant, mai cald, probabil, mult mai calde.

No comments:

Post a Comment