Беніто Фуентес, територіальна делегація Aemet у Валенсії

парниковий ефект

Простий спосіб зрозуміти парниковий ефект

Є явища, які апріорі дуже заплутані та заплутані, але їх легко зрозуміти, якщо знайти відповідний приклад. Парниковий ефект - один з них. Напевно, ті малюнки атмосфери, в якій промені потрапляють, відскакують, виходять, діляться, відскакують і ... який безлад приходить на розум. Хоча це може здатися не таким, простіше порівняти парниковий ефект із поїздкою на автобусі. Цей автобус особливий, оскільки базується на двох правилах:

  1. Лише шість людей сідають на кожну зупинку, не один більше і не один менше.
  2. Кожна людина, яка піднімається вгору, повинна залишатися на п’яти зупинках, не на одну більше і не на одну менше.

Припустимо, що спочатку автобус порожній. На першій зупинці він забирає шість мандрівників; у другій він підбирає ще шість, тож у автобусі дванадцять мандрівників. У третьому - 18 і так далі. Скільки їх на п’ятій зупинці? 30. А в шостому? Також 30, бо в'їжджають шість мандрівників, але шість, які сіли на першій зупинці, виходять. У сьомому також буде 30 при піднятті шести і опусканні шістки другого. А також 30 у восьмий, дев’ятий, десятий тощо. Тому з часом встановлюється баланс між пасажирами, які сідають, і тими, хто виходить, щоб кількість людей, що знаходяться в автобусі, була постійною.

Зображення: пасажири в автобусі після 1, 2, 3 та 5 або більше зупинок відповідно.

Що не важко зрозуміти? Жоден мандрівник не залишається назавжди; всі, хто потрапляє в кінцевому підсумку, виходять, але, не роблячи цього негайно, автобус наповнюється і балансує з 30 пасажирами всередині. Як ви можете бачити, кількість пасажирів всередині автобуса не залежить від кількості пасажирів, які входять і виходять, а це завжди шість. Це залежить від того, як довго вони залишаються всередині. У цьому є ключ.

Ну це в основному парниковий ефект. Система Земля-атмосфера - наш автобус, а енергія, яка надходить від сонця, - це мандрівники. Як і у випадку з прикладом, кількість, яка досягає вершини атмосфери, завжди однакова, зокрема близько 2 калорій на см 2 за одну хвилину. А кількість, яка виходить з атмосфери - це також 2 калорії на кожен см 2 за хвилину. Виходить стільки ж. Ключовим є те, що вихід не є негайним, але частина цієї енергії, приблизно 70%, залишається на Землі деякий час (протягом цього часу вона нагрівається). Тому, як це сталося в автобусі, баланс встановлюється. І хто диктує, скільки «зупинок» повинна залишатися ця енергія? Парникові гази.

Частина енергії, що надходить від Сонця, робить це у вигляді видимого світла і не дуже оцінюється парниковими газами, які в основному пропускають його. Коли енергія витісняється поверхнею Землі, вона перебуває у формі інфрачервоного випромінювання, що високо цінується газами, які поглинають і утримують її деякий час, перш ніж нарешті повернуть її у космічний простір. Ми могли б підвести підсумок парникового ефекту цією відомою піснею.

Не їдь ще,

Не їдьте, будь ласка,

поки не їдемо.

Чекаємо шостої зупинки

і поки ти даси мені тепло.

Очевидно, що парниковий ефект - це щось набагато складніше та складніше, коли в дію вступають різні системи, які взаємодіють між собою за допомогою численних фізичних процесів. Але приклад автобуса ілюструє основний механізм і пояснює, чому він залежить не від кількості тепла, яке доходить до нас, а від часу перебування на планеті.

Чи поганий парниковий ефект?

Повертаючись до справи автобуса, уявіть, що мандрівникам доведеться чекати десять зупинок замість шести. Продовжуючи попередні міркування, було б досягнуто нового балансу між тими, хто сідає, і тими, хто виходить, але в підсумку автобус набився б на 60 людей. Якщо ми збільшимо кількість парникових газів, енергія, яка потрапляє в систему Земля-атмосфера, довше залишається перед тим, як «спуститися», і довше нагрівається. Тому середня температура планети підвищується.

Що робити, якщо мандрівники не очікують зупинок? Автобус буде порожній. Якби не було парникових газів, енергія, яка надходить від Сонця, ледь нагріла б планету, а її середня температура становила б 18 ° С нижче нуля.!

Тому природний парниковий ефект хороший, оскільки він дозволяє планеті в цілому насолоджуватися середньою температурою близько 15 ° C, і всередині неї може розвиватися життя. Але погано, якщо дія людини значно збільшує кількість газів, оскільки планета буде шукати нову рівновагу при набагато вищій температурі, а умови будуть не найкомфортнішими для її мешканців.

Зверніть увагу, що посилений парниковий ефект не залежить від енергії, що надходить від сонця, яка завжди однакова (шість чоловік сідають в автобус). Це залежить від того, скільки часу ви пробудете на планеті перед тим, як «вийти» і залишити його. І цей час продиктований кількістю парникових газів.

Приклад надмірної інтенсифікації парникового ефекту

Який основний парниковий газ?

Як ми вже вказували, якби не було парникових газів, планета мала б середню температуру -18⁰С, і все ж поточне значення становить 15⁰С. Ця різниця в 33 деК обумовлена ​​наявністю цих газів. Бронзова медаль дістається озону, який сприяє 2⁰C; Він захищає нас від ультрафіолетового випромінювання, але він токсичний і забруднює поверхню, тому краще залишити його в своєму шарі, де і має бути. Срібна медаль дістається CO2 при 7⁰C: вона найвідоміша. Золота медаль дістається газу, про який ви, мабуть, не маєте на увазі: водяна пара, яка сприяє 21⁰C! Він має колосальну здатність поглинати інфрачервоне випромінювання і змушує його "чекати багато зупинок", перш ніж покинути планету.

То чому так багато говорять про CO2, а не про водяну пару? Оскільки вода знаходиться в постійному процесі випаровування, конденсації та опадів. Величина вологості настільки змінюється в часі та просторі, що стає некерованою. СО2 легше освоїти, оскільки ми знаємо, що викидаємо щороку, і як ми можемо його зменшити. Це також дозволяє нам опосередковано керувати іншими газами, включаючи водяну пару. Тому це так важливо.

Скільки буде прогріватися планета в найближчі кілька десятиліть?

Це залежить від кількості парникових газів, які ми викидаємо в атмосферу. Підвищення температури відбувається не відразу, швидше, вам доведеться почекати деякий час після викиду газів. З урахуванням того, що ми вже випустили в атмосферу, майже неминуче, що середня глобальна температура підніметься на 2⁰С у найближчі кілька десятиліть, навіть якщо ми перестанемо викидати сьогодні. Чи не схоже це на багато? Ну уявіть собі ще один приклад: середня температура вашого тіла становить 36,5⁰С. Якщо воно піднімається лише на два помірні градуси, досить утримати вас у ліжку з високою температурою. Отримайте уявлення про те, що могло б статися з вами, якщо воно підніметься на три-чотири градуси. Деякі сценарії зміни клімату вказують на те, що зростання може бути ще більшим, якщо ми продовжуватимемо викидати ці типи газів в атмосферу. Баланс вашого тіла і планети настільки делікатний, що будь-який дисбаланс має жахливі наслідки.

Далеко не зменшуючи кількість парникових газів, ми з кожним роком виділяємо все більше і більше.

Зміна загальної середньої температури поверхні для різних сценаріїв зміни клімату. Джерело: IPCC

Чи однакова вся планета?

Підвищення температури буде більшим у певних районах, наприклад у полярних.

Часто трапляється так, що коли їдеш на автобусі, не їдеш до кінця, поки не настане час їхати. Коли є значна кількість людей, вони, як правило, натовпуються більше в передній зоні, ніж в тильній, де їхати відносно зручно. Але настає момент, коли більше людей мусять сідати, а ті, хто спереду, відштовхуються назад, роблячи раптове заповнення задньої зони, яке також закінчується переповненістю (дивіться на останній автобус на малюнку 1).

Щось подібне відбувається на Землі. Значна частина енергії, що надходить, відбувається в міжтропічній зоні, і в ній часто багатолюдно. Якщо кількість збільшується, логічно, що їх транспорт до більш холодних широт (більш «порожніх») також збільшиться, і вони будуть зігріватися пропорційно набагато більше, ніж інші райони.

Спостерігалася зміна температури поверхні з 1910 по 2012 рік. Збільшення парникового ефекту стосується не тільки майбутнього, але було частиною нашого минулого, а також частиною нашого сьогодення. Джерело: IPCC.

Чи такий самий парниковий ефект, як зміна клімату?

Чи не те саме. Зміна клімату є одним із багатьох наслідків збільшення парникового ефекту. Як уже зазначалося раніше, тепло передається повітряними масами з екваторіальних зон у полярні зони. Цей процес, разом із обертанням і сферичністю Землі, є тим, що складає погоду. Якщо ми змінюємо кількість тепла, ми змінюємо погоду; так просто. Як? Це є більш складним і тривалим для пояснення та ухиляється від наміру цього допису, але ви можете знайти більше інформації у 5-му звіті, підготовленому Міжурядовою групою з питань зміни клімату (IPCC).