Парниковый эффект

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Парнико́вый эффе́кт — повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, т. е. температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

Содержание

1 Количественное определение парникового эффекта
2 Природа парникового эффекта
3 Влияние парникового эффекта на климат Земли
4 См. также
5 Литература
6 Ссылки

[править] Количественное определение парникового эффекта

Количественно величина парникового эффекта $\Delta \bar T$ определяется как разница между средней приповерхностной температурой атмосферы планеты $\bar T_S$ и её эффективной температурой $\bar T_E$ . Парниковый эффект существенен для планет с плотными атмосферами, содержащие газы, поглощающие в инфракрасной области и пропорционален плотности атмосферы. Следствием парникового эффекта является также сглаживание температурных контрастов как между полярными и экваториальными зонами планеты, так и между дневными и ночными температурами (см. таблицу 1, температуры даны в Кельвинах, $\bar T_{max}$ - средняя максимальная температура (полдень на экваторе), $\bar T_{min}$ - средняя минимальная температура).

Таблица 1
Планета	Атм. давление у поверхности, атм.	$\bar T_E$	$\bar T_S$	$\Delta \bar T$	$\bar T_{max}$	$\bar T_{min}$	$Δ T$
Венера	90	231	735	504	—	—	—
Земля	1	249	288	39	313	200	113
Луна	0			0	393	113	280
Марс	0,006	210	218	8	300	147	153

[править] Природа парникового эффекта

Рис. 1. Тепловое излучение поверхности Земли и атмосферное поглощение в ИК-диапазоне.

Парниковый эффект атмосфер обусловлен их различной прозрачностью в видимом и дальнем инфракрасном диапазонах. На диапазон длин волн 400—1500 нм (видимый свет и ближний инфракоасный диапазон) приходится 75 % энергии солнечного излучения, большинство газов не поглощают в этом диапазоне; рэлеевское рассеяние в газах и рассеяние на атмосферных аэрозолях не препятствуют проникать излучению этих длин волн в глубины атмосфер и достигать поверхности планет. Солнечный свет поглощается поверхностью планеты и её атмосферой (особенно излучение в ближней УФ- и ИК-областях) и разогревает их. Нагретая поверхность планеты и атмосфера излучают в дальнем инфракрасном диапазоне: так, в случае Земли ( $\bar T_S = 300 K$ ) 75 % теплового излучения приходится на диапазон 7,8—28 мкм, для Венеры ( $\bar T_S = 700 K$ ) — 3,3—12 мкм.

Атмосфера, содержащая газы, поглощающие в этой области спектра (т. н. парниковые газы — H₂O, CO₂, CH₄ и пр. - см. Рис. 1) существенно непрозрачна для такого излучения, направленного от её поверхности в космическое пространство, т.е. имеет в ИК-диапазоне большую оптическую толщину. Вследствие такой непрозрачности атмосфера становится хорошим теплоизолятором, что, в свою очередь, приводит к тому, что переизлучение поглощённой солнечной энергии в космическое пространство происходит в верхних холодных слоях атмосферы. В результате эффективная температура Земли как излучателя оказывается более низкой, чем температура её поверхности