Что такое парниковый эффект? Рассмотрим актуальную для Земли тему

Мы часто слышим о парниковом эффекте, когда имеют в виду явления, связанные с планетой в целом. Однако ощутить такой эффект можно и на примерах не столь масштабных. Например, в парнике — в том месте, благодаря которому и появилось название процесса.

Что такое парник?

Парник — это особый вид теплицы, температура в котором поддерживается естественным образом. Но, несмотря на то что у парника нет специальных батарей или других обогревателей, внутри него всегда намного теплее, чем снаружи на улице.

Попробуйте положить внутри прозрачной банки смоченную водой землю, закройте её крышкой и поставьте на солнце. Через некоторое время на стенках банки будут образовываться капельки воды (конденсат), да и в самой банке станет жарче.

Причина такого парникового эффекта состоит в излучении Солнцем части электромагнитного спектра — того света, который мы все видим. Излучение легко проходит сквозь атмосферные слои и достигает поверхности нашей планеты. Стекло банки или парника прозрачное, следовательно, лучи солнца преодолевают стекло и отдают энергию всему, что находится внутри: растениям, почве и другим объектам.

Но если находящиеся внутри парника объекты поглощают энергию, почему под стеклом становится жарко?

В чём суть парникового эффекта?

Закон Стефана-Больцмана разъясняет, что у любого объекта существует излучение энергии в какой-либо части электромагнитного спектра. Средняя температура около поверхности нашей планеты достигает пятнадцати градусов Цельсия. Объекты с подобной температурой в данных условиях излучают энергию в инфракрасном диапазоне. Следовательно, и огурцы в парнике, и почва в банке выделяют инфракрасное излучение. Но, в отличие от солнечных лучей, такое излучение не может с лёгкостью преодолевать стеклянный барьер, и температура в парниковом «помещении» начинает возрастать.

Но как же получается, что парниковый эффект действует и в планетарных масштабах? Ведь Земля — это не стеклянная банка?!

Почему температура поверхности Земли повышается?

Как бы странно это ни звучало, но в смысле парникового эффекта наша планета не сильно отличается от той же стеклянной банки. Для поддержания ровной температуры Земле приходится излучать и поглощать энергию излучаемого Солнцем света в равных количествах. При этом устойчивая атмосфера выполняет функцию стеклянных стенок банки: пропускает солнечный свет и удерживает инфракрасное излучение.

Однако не всё инфракрасное излучение стремится отправиться в космос. Вещества, содержащиеся в атмосфере, например вода и углекислый газ, поглощают его, при этом запуская действия, схожие с эффектом парниковых газов. После поглощения энергии молекулы веществ также начинают отдавать свою энергию, но при этом они способны излучать её как в космос, так и обратно к поверхности планеты.

Наличие подобных газов в атмосфере подобно колоссальному шлейфу, накрывающему весь земной шар. Газы удерживают тепло около поверхности планеты, тем самым делая её горячее, чем она была бы без них. По расчётам специалистов, если бы Земля осталась без атмосферы, то поверхность планеты упала бы, в среднем, до минус двадцати градусов по Цельсию.

Многие учебники и пособия для учащихся 10-11 классов подробно рассматривают данную актуальную для экологии нашей Земли тему. Например, УМК Н.М. Черновой. Экология (10-11) раскрывает вопросы общей и социальной экологии. Помимо теоретического материала в учебнике есть различные задания, темы для обсуждений и интересные факты. Кроме того, пособие снабжено прекрасными иллюстрациями, понятными схемами и наличием электронной формы.

Чем опасен парниковый эффект?

Разобравшись в сути описанных явлений, мы понимаем, что парниковый эффект всегда присутствовал на нашей планете. Более того, чтобы Земле быть такой, какая она есть сейчас, подобные процессы необходимы. Но почему же тогда ученые бьют тревогу?!

Опасения специалистов вызывает вовсе не парниковый эффект, а опасность глобального потепления. Человеческая деятельность неминуемо отражается на окружающей природе. И если десять брошенных пластиковых бутылок ухудшают экологию в небольшом радиусе, то небезопасная утилизация отходов фабрик и заводов наносит вред экологии целой планеты. Увеличение количества не только вредных и опасных веществ, но и углекислого газа в атмосфере изменяет привычное соотношение циркуляции энергии. Учёные полагают, что именно пагубная деятельность человека стала причиной изменения естественного парникового эффекта. Таким образом, именно человек «сделал» поверхность планеты на несколько градусов горячее.

Однако парниковый эффект существует не только на нашем земном шаре, например, есть он и на планете Венера. Причём на Венере парниковый эффект намного сильнее, чем наш «родной». Из-за того, что атмосфера второй планеты от Солнца практически полностью состоит из СО2, температура планетарной поверхности достигает 475 °С. Специалисты полагают, что поверхность и нашей планеты могла бы достичь такой отметки, однако такого не произошло благодаря океанам. Водоёмы поглощают СО2 из атмосферы, который, в свою очередь, аккумулируется в горных породах. Венера же не имеет столь крупных водных объектов, поэтому весь углекислый газ, выделяемый вулканами, остаётся в атмосфере.