32. Парниковий ефект (фізична суть).

Парниковий эфект – питання не нове. Ще в 1827 році французький учений Фур'є дав його теоретичне обґрунтування: атмосфера пропускає короткохвильове сонячне випромінювання, але затримує відбите Землею довгохвильове теплове випромінювання. Наприкінці XIX століття шведський вчений Арреніус прийшов до висновку, що через спалювання вугілля змінюється концентрація СО2 в атмосфері, і це повинно привести до потепління клімату. У 1957 р. – Міжнародний Геофізичний Рік - спостереження вже показували, що йде значний ріст концентрації СО2 в атмосфері. Російський учений Михайло Будыко зробив перші чисельні розрахунки і пророчив сильні зміни клімату. Парниковий ефект викликається водяною парою, вуглекислим газом, метаном, закисом азоту і рештою інших газів, концентрація, яких в атмосфері незначна. Звичайно парникових ефект існував з тих пір, як у Землі з'явилася атмосфера. Інша справа - посилення парникового ефекту через те, що людство стало спалювати копалини вуглеводневого палива і викидати СО2 , що мільйони років вилучався з атмосфери рослинами і “зберігався” у виді вугілля, нафти і газу. Але справа навіть не стільки власне в потеплінні, скільки в розбалансуванні кліматичної системи. Різкий викид СО2 – свого роду хімічний поштовх кліматичній системі. Середня температура по планеті від цього змінюється не сильно, а от її коливання стають набагато сильнішими. Що ми і бачимо на практиці - різке посилення частоти і сили екстремальних погодних явищ: повеней, посух, сильної жари, різких перепадів погоди, тайфунів і т.п.

Парниковий ефект атмосфер обумовлений їхньою різною прозорістю у видимому і далекому інфрачервоному діапазонах. На діапазон довжин хвиль 400—1500 нм (видиме світло і ближній інфрачервоний діапазон) приходиться 75 % енергії сонячного випромінювання, більшість газів не поглинають у цьому діапазоні; релеєвське розсіяння в газах і розсіяння на атмосферних аерозолях не перешкоджають проникати випромінюванню цих довжин хвиль у глибини атмосфер і досягати поверхні планет. Сонячне світло поглинається поверхнею планети і її атмосферою (особливі випромінювання в ближній УФ- і ІЧ-областях) і розігріває їх. Нагріта поверхня планети й атмосфера випромінюють у далекому інфрачервоному діапазоні: так, у випадку Землі (~300°K) 75 % теплового випромінювання приходиться на діапазон 7,8—28 мкм, для Венери (~700°K) — 3,3—12 мкм. Атмосфера, що містить гази, які поглинають у цій області спектру (т.зв. парникові гази — — H2O, CO2, CH4 і ін.) істотно непрозора для такого випромінювання, спрямованого від її поверхні в космічний простір, тобто має в ІЧ-диапазоні велику оптичну товщину. Унаслідок такої непрозорості атмосфера стає гарним теплоізолятором, що, у свою чергу, приводить до того, що перевипромінювання поглиненої сонячної енергії в космічний простір відбувається у верхніх холодних шарах атмосфери. У результаті ефективна температура Землі як випромінювача виявляється більш низькою, ніж температура її поверхні.

Парнико́вий ефе́кт — явище в атмосфері Землі та інших планет, при якому енергія сонячних променів, відбиваючись від поверхні, не може повернутися в космос, оскільки затримується молекулами різних газів, що призводить до підвищення температури поверхні. Без парникового ефекту температура поверхні Землі за оцінками була б приблизно на 33° нижчою, ніж є насправді, і складала б -18 °C[1][2][Джерело?]. Парниковий ефект суттєвий також на Марсі та, особливо, на Венері. Парниковий ефект відкрив у 1829 Жозеф Фур'є.