Парниковият ефект – необходимост или зло

Защо дължим живота на Земята и глобалното затопляне на парниковия ефект

Парниковият ефект регулира температурата на нашата планета и благодарение на него животът на Земята в сегашния си вид е възможен. Ако го нямаше, средната температура на Земята би била около минус 15 °C или с 30 °C по-малко от сегашната. Увеличението на парниковите газове вследствие на антропогенната дейност обаче усилват естествения парников ефект. По този начин земната повърхност не може да се охлажда, а полученото количество повече енергия в голяма степен се изразходва за повишаване на температурите – затова и наблюдаваме глобално затопляне.

Протичането на повечето процеси и явления на нашата планета зависят от енергията на Слънцето. Интензивността на тази енергия достигнала до горната граница на атмосферата върху перпендикулярна на лъчите площ за една минута се нарича слънчева константа. Нейната стойност е около 1370 W/m². Ако земната атмосфера я нямаше, то такова количество слънчева енергия би достигало до земната повърхност, но реално  достига по-малко от половината от тази енергия. Като преминава през атмосферата, слънчевата радиация се поглъща, разсейва и отразява от молекулите на въздуха и различни частици, които се намират в атмосферата. Една част от нея (слънчевата радиация) достига до земната повърхност под формата на късовълнова радиация. Около 35% от нея се отразява и този отразен поток се нарича албедо. Останалата част от получената енергия на земната повърхност осъществява нейното затопляне. 

Всяко затоплено тяло на свой ред също излъчва топлина, под формата на инфрачервена дълговълнова радиация. Така и Земята, затоплена от слънчевата енергия, излъчва към космоса дълговълнова радиация. Около 90% от тази енергия обаче се поглъща от атмосферата и само 10% се пропускат обратно в космическото пространство. Поглъщайки земната топлина, атмосферата се нагрява и на свой ред започва да излъчва инфрачервена радиация насочена както към космоса, така и обратно към земната повърхност. Тази част, която е насочена обратно към земята се нарича атмосферно срещулъчение. По този начин, поради наличието на атмосфера, Земята получава повече енергия, защото освен късовълновата радиация директно от Слънцето, получава и инфрачервена дълговълнова радиация, заради нагрятата атмосфера. Това води до т.н. парников ефект (фиг.1)

Image result for greenhouse effect
Фиг. 1 Парников ефект (Изт: Wonder Works)

Според изчисления на различни автори, температурата на земната повърхност се оказва с около 30 °C по-висока отколкото при липса на атмосфера. Средната глобална температура се изчислява на около 15 °C. Отговорност за парниковия ефект имат водната пара, въглеродния двуокис, метана и различни аерозоли, които са основните поглъщатели на инфрачервената земна радиация. Те са се появили още преди появата на човека и затова описаният парников ефект се нарича още естествен парников ефект, а въпросните газове – естествени парникови газове. 

Какъв е проблемът, тогава с парниковия ефект през последните години? 

Проблемът идва от постоянно увеличаващата се концентрация на парникови газове, вследствие на антропогенната дейност и най-вече от изгарянето на изкопаеми горива – въглища, нефт, природен газ, както и от изсичането на големи горски масиви. По този начин се увеличава броят на молекулите на парниковите газове в атмосферата. Те от своя страна поглъщат повече дълговълнова радиация и така има повече на брой излъчватели на топлина към земната повърхност, която се затопля и допълнително и повишава температурата на приземния въздух. Наблюдаваме процес на глобално затопляне

Според различни сценарии, повишението на температурите при настоящия темп на увеличение на концентрацията парникови газове до 2100 г. ще достигне между 2.5 и 5 °C спрямо доиндустриалния период. Такава промяна буди безпокойство, защото би оказало или по-скоро вече оказва съществено въздействие върху цялата климатична система . Това налага вземането на спешни мерки за ограничаване на усиления парников ефект. Точно към това се стремят участниците в повечето политически конференции на тема климатични промени, каквато е например годишната Конференция на ООН по изменението на климата.


В публикацията са използвани материали от: 

  1. „Физика на атмосферата“, Ст. Панчев, 1988.
  2. „Метеорология за всеки“, М. Сиракова, Д. Сираков, К. Дончев, 1989.
  3. „Hothouse Earth“ J. Gribbin, 2018.