Парниковые газы вызывают глобальное потепление – это факт, о котором мы все слышали или читали, возможно, даже чаще обычного в последнее время, в связи с климатическими конференциями и выборами. Но каким образом они оказывают это воздействие?
Парниковый эффект
Один из самых простых способов ответить на вопрос о том, как парниковые газы вызывают глобальное потепление, — это представить, как работает теплица. Стекло теплицы пропускает часть солнечной энергии, нагревая её внутреннее пространство, но не позволяет теплу выйти наружу.
Земля обладает своим собственным «парниковым эффектом», который работает схожим, но чуть более сложным образом: парниковые газы, такие как углекислый газ и водяной пар, действуют подобно стеклу в теплице.
Около 48 процентов солнечной энергии, достигающей Земли, поглощается её поверхностью, которая затем переизлучает её в виде инфракрасного излучения. Подобно спелым томатам из теплицы, мы ощущаем это инфракрасное излучение как тепло.
Инфракрасные волны поднимаются в атмосферу, но парниковые газы могут их поглощать. Это связано с их «геометрией и составом», пояснил климатолог Джейсон Смердонс (Jason Smerdon).
Для понимания парниковых газов полезно сравнить их с другими молекулами, присутствующими в атмосфере. Молекулы кислорода и азота, например, также находятся там, но они состоят всего из двух атомов одного и того же элемента, что делает их недостаточно гибкими для поглощения большого числа разных длин волн.
Парниковые газы, такие как углекислый газ, содержат более одного элемента и более двух атомов, что позволяет им изменять форму и, как следствие, поглощать гораздо больше длин волн, включая инфракрасное излучение.
Поглощение всей этой энергии вызывает вибрацию молекул, которые затем вновь излучают инфракрасное излучение обратно в атмосферу; около половины его уходит в космос, но оставшаяся часть остаётся на Земле, согревая её.
Когда парниковый эффект выходит из-под контроля
Парниковый эффект — одна из причин, по которой вы сейчас читаете эту статью, ведь он помогает поддерживать Землю достаточно тёплой для существования жизни. Без парникового эффекта температура на планете составляла бы некомфортные -20 °C.
Тем не менее, всё хорошо в меру. Концентрация парниковых газов в атмосфере Земли сейчас значительно превышает естественный уровень, что усиливает парниковый эффект. В результате климат планеты изменился, и мы стали свидетелями множества новых температурных рекордов.
Значительные выбросы парниковых газов влияют не только на потепление; например, углекислый газ, попадая из атмосферы в океан, растворяется в морской воде, вызывая её закисление, что создаёт дополнительные проблемы.
