Medan växthuseffekten håller vår planet varmare än omgivande utrymme, det slänger också temperaturbalansen. Foto med tillstånd av U.S. DOE Vi hör ofta om "växthuseffekten" i det negativa sammanhanget med global uppvärmning - det är därför glaciärerna smälter och klimatmönstren genomgår farliga förändringar. Men växthuseffekten är faktiskt inte en dålig sak i sig - det är en avgörande och positiv del av jordens energibalans. Det är det som gör att jorden kan hålla sig varm nog för att livet ska överleva. Utan det, Jorden skulle känna något som Mars.
Processen får sitt namn från växthusen som håller sig varma och varma för växter. Detta är i princip samma process som håller jorden varm och varm för att upprätthålla livet. Ett exempel på den växthuseffekt som de flesta av oss upplever i vardagen är uppvärmningen av bilens interiör när bilen lämnas ute i solen.
Du har säkert märkt att din bil alltid är mycket varmare inuti än utetemperaturen om den har suttit där ett tag. Solens strålar kommer in genom bilens fönster. En del av värmen från solen absorberas av sätena, instrumentbrädan och heltäckningsmattor och golvmattor. När dessa föremål släpper ut denna värme, allt kommer inte ut genom fönstren. En del reflekteras tillbaka - värmen som utstrålas av sätena har en annan våglängd än solens ljus som gjorde det genom fönstren i första hand, och fönsterglaset släpper inte igenom så mycket av den våglängden. Så en viss mängd energi kommer in, och mindre energi går ut. Resultatet är en gradvis höjning av temperaturen inne i din bil.
Jordens växthuseffekt håller planeten mycket varmare än omgivande rymd. I den här artikeln, vi kommer att ta reda på hur det händer och se vad som ingår i att upprätthålla jordens energibalans. Vi får också se vad som har hänt för att kasta den balansen ur spel.
Med bil-i-solen-exemplet, vi kan se på jordens atmosfär som en jätte, sfäriska bilruta.
Klimat är de genomsnittliga väderförhållandena för ett område under en lång tid. Foto med tillstånd av U.S. Global Change Research Program När solens strålar träffar jordens atmosfär och jordens yta, cirka 70 procent av energin stannar kvar på planeten, absorberas av land, hav, växter och annat. De andra 30 procenten reflekteras ut i rymden av moln, snöfält och andra reflekterande ytor [källa:NASA]. Men även de 70 procent som kommer igenom stannar inte på jorden för alltid (annars skulle jorden bli en flammande eldboll). De saker runt planeten som absorberar solens värme utstrålar så småningom en del av den värmen (strålning) tillbaka ut vid en annan våglängd, som dina bilbarnstolar och instrumentbräda gör.
Denna absorptionsstrålningsprocess håller jorden i strålande jämvikt:Solens strålning träffar hela tiden jorden, värmer det; den varma jorden avger en del av den strålningen tillbaka till rymden, kyler sig själv. Ju mer solstrålning jorden absorberar, ju mer strålning det släpper ut.
En del av den frigjorda strålningen gör det till rymden, och resten av det blir reflekterat tillbaka till jorden när det träffar vissa saker i atmosfären, som koldioxid, metangas och vattenånga - bilrutorna. Värmen som inte kommer ut genom jordens atmosfär håller planeten varmare än den är i yttre rymden, eftersom mer energi kommer in genom atmosfären än det går ut. Detta är växthuseffekten som håller jorden varm.
Om det inte fanns någon växthuseffekt på jorden, det skulle förmodligen likna Mars mycket. Mars har inte en tillräckligt tjock atmosfär för att reflektera mycket värme tillbaka till planeten, så det blir väldigt kallt där.
Så växthuseffekten är faktiskt en bra sak. Och som med det mesta bra, måttlighet är nyckeln. Anledningen till att vi ofta förknippar växthuseffekten med miljöskador är att sedan den industriella revolutionen har växthuseffekten har fallit ur balans:Jordens atmosfär fångar upp för mycket värme.
Greenhousing MarsVissa forskare har föreslagit att vi skulle kunna terraforma Mars yta genom att skicka "fabriker" som skulle spruta vattenånga och koldioxid upp i luften. Om tillräckligt med material kunde genereras, atmosfären kan börja tjockna nog för att behålla mer värme och tillåta växter att leva på ytan. När plantorna spred sig över Mars, de skulle börja producera syre. Efter några hundra eller tusen år, Mars kan faktiskt ha en miljö som människor helt enkelt kunde gå runt i - allt tack vare växthuseffekten.
Växthuseffekten kastas ur balans av för mycket konstgjord koldioxid. Bild med tillstånd av Washington State Department of Ecology Forskare uppskattar att utan atmosfär, jordens yta skulle vara cirka 54 grader Fahrenheit (30 grader Celsius) kallare än den är nu [källa:NASA]. Det skulle föra den till cirka 5 grader F (-15 grader C); för jämförelse, ytan på Mars kommer i cirka -9,4 grader F (-23 grader C) [källa:Elert].
Med andra ord, utan jordens atmosfär och den växthuseffekt den ger, vi skulle uppför en bäck. Men det visar sig att en överaktiv växthuseffekt kan leda till ett förödande resultat. Med för många värmeabsorberande växthusgaser i atmosfären, för mycket strålning fastnar, får jorden att värma utöver sin idealtemperatur.
I grund och botten, Jorden kan inte slänga ut tillräckligt med värme för att hålla sig sval, vilket resulterar i det som har blivit känt som "global uppvärmning". Det är växthuseffekten som blivit vild.
Problemet är mestadels den ökade koncentrationen av koldioxid (CO 2 ) i atmosfären. CO 2 (förutom vattenånga) är den mest betydande växthusgasen.
I jordens naturliga tillstånd, CO 2 nivåerna hålls i balans mestadels av växtlivets aktivitet. Men när människor började bränna mer och mer CO 2 -släppa ut fossila bränslen, nivåer har skiftat ur balans. Vi släpper ut för mycket koldioxid 2 för växterna att hantera (särskilt med de extra effekterna av avskogning). Före den industriella revolutionen i slutet av 1700 -talet koncentrationen av CO 2 i atmosfären var cirka 280 delar per miljon (ppm). I mitten av 1900-talet, det numret var 300 ppm, och i början av 2000 -talet, vi har nivåer runt 360 ppm [källa:NASA].
Denna ökning har lett till en 1,8 grader F (1 grad C) ökning av jordens temperatur - vilket kanske inte verkar mycket förrän du inser att forskare förutspår fruktansvärda, irreversibla globala effekter vid en temperaturökning på 2 grader C, inklusive smältande isark, stigande havsnivåer och åtföljande översvämningar, extrema klimatmönster och utbredd förstörelse av djurlivets livsmiljö [källa:Times].
I avtal som Kyotoprotokollet världen har börjat vidta åtgärder för att försöka dämpa denna ökade växthuseffekt. Det återstår att se om dessa ansträngningar kommer att lyckas avvärja katastrof eller kommer att visa sig vara för lite för sent.
För mer information om växthuseffekten, global uppvärmning och relaterade ämnen, titta på länkarna på nästa sida.
