ПАРНИКО́ВЫЙ ЭФФЕ́КТ
-
Рубрика: Физика
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ПАРНИКО́ВЫЙ ЭФФЕ́КТ, способность атмосферы задерживать часть теплового излучения поверхности планеты, что приводит к аккумуляции тепла климатич. системой планеты. П. э. характерен для планет, атмосферы которых имеют достаточную оптич. плотность (напр., для Земли, Венеры, Юпитера). На Земле П. э. приводит к повышению темп-ры тропосферы, уменьшению перепада температур в годовом и суточном ходе, а также между экватором и полюсами. В то же время П. э. понижает темп-ру стратосферы и мезосферы.
Предположение о существовании П. э. в атмосфере Земли впервые высказано в 1824 Ж. Фурье и экспериментально подтверждено Дж. Тиндалем в 1859.
Тепловое излучение в атмосфере Земли поглощается молекулами парниковых газов. К последним относятся в осн. многоатомные газы (водяной пар, диоксид углерода, озон, метан и др.), в меньшей степени – двухатомные газы, состоящие из атомов разных химич. элементов (напр., оксид углерода). Поглощение молекулами этих газов части квантов теплового излучения приводит к возбуждению атомов с последующим переизлучением. При этом часть переизлучённой радиации направлена вниз, что приводит к уменьшению потери энергии планетой за счёт теплового излучения – наблюдается П. э. Двухатомные газы, молекулы которых состоят из одинаковых атомов (в т. ч. осн. газы воздуха – азот и кислород), прозрачны для теплового излучения. Облака (расположенные преим. в верхней и средней тропосфере) усиливают П. э. на Земле.
Для оценки величины П. э. можно выбрать разные характеристики. Напр., сравнить ср. приповерхностную темп-ру атмосферы планеты с её эффективной радиац. темп-рой (темп-рой чёрного тела, при которой оно излучало бы в космос энергию, равную солнечной энергии, поглощённой системой «атмосфера – поверхность планеты»). Эта разница для Земли составляет 33 К, для Венеры – ок. 500 К. Возможна также оценка величины П. э. через изменение полного радиац. баланса на верхней границе атмосферы: для Земли при совр. состоянии климата величины радиац. балансов, рассчитанных с учётом и без учёта П. э., различаются примерно на 150 Вт/м2.
Начиная с 19 в. антропогенное воздействие на атмосферу Земли приводит к заметному повышению содержания в ней диоксида углерода и др. парниковых газов. В результате этого величина П. э. возрастает, что, по мнению ряда учёных, считается наиболее значимой причиной глобального потепления климата Земли, наблюдавшегося на протяжении 20 в. При интенсификации антропогенного воздействия на климатич. систему Земли возможно дальнейшее усиление парникового эффекта.