Что такое парниковый эффект?

Справочная статья: Факты о парниковом эффекте.

Парниковый эффект — это то, что сохраняет нашу планету достаточно теплой для поддержания жизни. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Говорят, что Земля находится в идеальной «зоне Златовласки» вдали от Солнца (не слишком холодно и не слишком жарко), что позволяет жизни процветать на поверхности планеты. Но приятная температура на Земле была бы невозможна без парникового эффекта, который удерживает солнечную энергию на поверхности Земли и поддерживает тепло на планете.

Парниковый эффект возникает из атмосферы Земли. Видимый солнечный свет, а также невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные волны могут проникать сквозь газовый слой, покрывающий наш мир. По данным Земной обсерватории НАСА, примерно 70% этих энергетических лучей поглощаются океанами, землей и атмосферой Земли, а остальные 30% немедленно отражаются обратно в космос.

(откроется в новой вкладке)

Когда поверхность планеты нагревается, она высвобождает часть поглощенной ею инфракрасной энергии, но эта энергия не возвращается из газовой атмосферы Земли. Вместо того, чтобы выбрасывать обратно в космос, инфракрасная энергия плотно облегает нашу планету и, следовательно, повышает общую температуру Земли. Это похоже на то, как работает стеклянная теплица, построенная человеком, которая улавливает солнечное тепло, чтобы согревать растения зимой.

Без атмосферы наш мир был бы таким же холодным, как безжизненная Луна, средняя температура которой на обратной стороне составляет минус 243 градуса по Фаренгейту (минус 153 градуса по Цельсию). Из-за парникового эффекта на Земле поддерживается общая средняя температура около 59 F (15 C).

Парниковые газы и изменение климата

По данным Департамента окружающей среды и энергетики Австралии, парниковые газы включают в себя несколько встречающихся в природе молекул, таких как водяной пар, диоксид углерода, метан, закись азота и озон, а также несколько искусственных, таких как хлорфторуглероды. За последнее столетие или около того деятельность человека, такая как сжигание ископаемого топлива, интенсивное сельское хозяйство, животноводство и расчистка земель, резко увеличила концентрацию парниковых газов в атмосфере Земли до такой степени, что это изменило климат нашей планеты.

(откроется в новой вкладке)

По данным Агентства по охране окружающей среды США, с середины 20-го века парниковые газы, производимые людьми, стали наиболее значительным фактором изменения климата. Уровни углекислого газа в атмосфере увеличились более чем на 40% с начала промышленной революции, с примерно 280 частей на миллион (частей на миллион) до более чем 400 частей на миллион сегодня.

По данным Океанографического института Скриппса в Сан-Диего, в последний раз атмосфера Земли имела подобные концентрации углекислого газа в эпоху плиоцена, между 3 и 5 миллионами лет назад. Это как минимум за 2,8 миллиона лет до того, как современные люди начали бродить по планете. Окаменелости показывают, что леса росли в канадской Арктике в плиоцене, а саванны и лесные массивы простирались на территории нынешней пустыни Сахара.

В то время как некоторые люди все еще сомневаются в реальности антропогенного изменения климата, доказательств тому огромное количество. С 1850-х годов средняя глобальная температура приземного воздуха выросла примерно на 1,4 F (0,8 C), а температура океана в настоящее время находится на самом высоком из когда-либо зарегистрированных уровней.

Ожидается, что увеличение выбросов парниковых газов в ближайшие десятилетия нанесет вред здоровью человека, усилит засухи, будет способствовать повышению уровня моря и снизит национальную безопасность и экономическое благополучие во всем мире.

Парниковый эффект на других планетах

Поскольку парниковый эффект является естественным процессом, он влияет и на другие тела Солнечной системы. А в некоторых случаях это предупреждает о том, что что-то может пойти не так. Прекрасным примером этого является Венера, которая примерно такого же размера, как Земля, и не намного ближе к Солнцу.

Миллиарды лет назад, когда солнце было более прохладным и тусклым, на Венере мог быть умеренный климат, который мог позволить на ее поверхности быть океанам с жидкой водой. Моделирование предполагает, что средняя температура планеты колебалась от минимума 68 F (20 C) до максимума 122 F (50 C) в течение примерно 3 миллиардов лет, потенциально даже позволяя Венере поддерживать жизнь.

Но по мере того, как солнце старело и становилось ярче, избыток водяного пара должен был попасть в атмосферу Венеры. Этот мощный парниковый газ улавливал тепло и повышал температуру поверхности планеты, что приводило к порочному циклу обратной связи, в котором более высокие температуры приводили к увеличению количества водяного пара в атмосфере, еще больше нагревая мир — процесс, известный как неуправляемый парниковый эффект.

Когда океаны Венеры испарились, тектоника ее планетарных плит остановилась бы, поскольку не осталось воды, которая могла бы смазать смещение геологических плит. Все более плотная атмосфера, возможно, затормозила период вращения Венеры, что привело к ее причудливо медленному вращению, при котором год проходит всего за два дня. Плотный облачный покров также привел к адским температурам на поверхности современной Венеры, в среднем 700 F (370 C) — достаточно жарко, чтобы расплавить свинец.

«Я думаю, что Венера является важным предупреждением: атмосфера парниковых газов не является теоретической», — ранее сказала Space.com Эллен Стофан, директор Смитсоновского национального музея авиации и космонавтики и бывший главный научный сотрудник НАСА.

На Марсе парниковые газы, такие как вода и углекислый газ, могли быть выброшены во время древних столкновений.Некоторые ученые предполагают, что такие удары могли поднять общую температуру Марса до такой степени, что планета могла иметь жидкую воду на своей поверхности в течение значительного периода времени. Однако, поскольку Марс меньше Земли, его гравитационное притяжение слабее. Поэтому эти газы уплыли, и в конце концов Красная планета вернулась к тому холодному и сухому миру, которым она является сегодня.

Далекий спутник Сатурна Титан, который имеет плотную азотную атмосферу с примерно в тысячу раз большей концентрацией метана, чем Земля, также подвержен парниковому эффекту. Благодаря данным зонда Европейского космического агентства «Гюйгенс», который приземлился на Титане в 2005 году, исследователи лучше понимают, как метан поглощает коротковолновое инфракрасное излучение, и используют эту информацию для разработки моделей изменения климата на нашей планете.

Ожидается, что парниковый эффект также согреет миры других звездных систем. Многие астрономы говорят об узкой обитаемой зоне вокруг звезды — области, где планета находится на идеальном расстоянии, чтобы поддерживать жидкую воду на своей поверхности, от 0,95 до 1,4 расстояния от Земли до Солнца. Однако другие утверждали, что такие модели необходимо расширить. Плотная атмосфера молекулярного водорода, который является мощным парниковым газом, потенциально могла бы дать миру умеренные температуры, даже если бы он был в 15 раз дальше от Солнца, чем Земля.

Дополнительные ресурсы:

• Попробуйте сыграть в «Атаку парниковым газом» НАСА! игра, чтобы узнать больше об избытке парниковых газов в атмосфере Земли.
• Посмотрите это видео, чтобы узнать, как Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) измеряет парниковые газы из космоса.
• Узнайте больше о парниковом эффекте на других планетах из Университета Калгари.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space.com.

Участник Space.com

Адам Манн — журналист, специализирующийся на астрономии и физике. Его работы публиковались в New York Times, New Yorker, Wall Street Journal, Wired, Nature, Science и многих других изданиях. Он живет в Окленде, штат Калифорния, где любит кататься на велосипеде. Подпишитесь на него в Твиттере @adamspacemann или посетите его веб-сайт https://www.adamspacemann.com/ (откроется в новой вкладке).

Подробнее о научной астрономии

Картины из космоса! Наш образ дня

Рекордный космический бюджет Европы для спасения осажденного марсохода ExoMars

Последний

Полностью преобразить комнату менее чем за 20 долларов: идеальный подарок для любителей космоса

2 комментария Комментарий с форумов
Админ сказал:

Как планеты удерживают тепло, как парники.

Что такое парниковый эффект? : Читать далее

Интересно, что Венера была *обитаемой* миллиарды лет назад. Земля в докембрии находится в окне энергии Слабого Молодого Солнца и некоторые показывают *снежный ком* Землю в этот период 🙂

Ворзель

Цифра 280 ppm для CO2 в начале промышленной революции была основана на образцах из ледяных кернов. Лед не является непроницаемым материалом, поэтому газы могут выходить, и это происходит, так что эта цифра была слишком низкой. С тех пор он был обновлен и теперь оценивается примерно в 360 часов дня.
Следовательно, увеличение после промышленной революции составляет всего около 40 частей на миллион.
Это количество слишком мало, чтобы иметь какое-либо влияние на климат.
Также климат теплеет, океаны выделяют CO2.
Так ЕСЛИ CO2 вызвал потепление климата, что, в свою очередь, привело к выбросу в океаны большего количества CO2, что, в свою очередь, привело к еще большему потеплению и так далее.
Это процесс положительной обратной связи, который приведет к экспоненциальному росту глобальной температуры до тех пор, пока планета не запечется.
Этого не происходило в течение 600 миллионов лет, с тех пор как планета возникла в результате события «Земля-снежок», даже когда уровень CO2 составлял 7000 частей на миллион, или в 17 раз больше, чем нынешние крошечные 400 частей на миллион, из которых вклад человека составляет жалкие 40 частей на миллион.За это время СО2 и глобальная температура изменялись в противоположных направлениях в течение миллионов лет, вопреки теории.
Следовательно, поскольку наблюдаемые факты не подтверждают теорию о том, что CO2 вызывает глобальное потепление, эта теория НЕВЕРНА!
Кроме того, уровень CO2 и глобальная средняя температура в настоящее время и на протяжении всего этого межледникового периода являются самый низкий со времен пермского вымирания, 270 миллионов лет назад.
Кроме того, планета находится в постоянно углубляющемся ледниковом периоде уже около 40 миллионов лет, так что вероятность мифического «неконтролируемого парникового эффекта» равна НУЛЮ! Этот ледниковый период не следует путать с циклом Маленковича, состоящим примерно из 90 000 лет ледникового периода, за которым следует 10 000-летний межледниковый период, в котором планета находится сейчас и который должен закончиться в ближайшем будущем.

Подпишитесь на рассылку новостей по электронной почте