Efekt cieplarniany zwany jest także efektem szklarniowym. Szklarnia jest bardzo dobrym modelem, umożliwiającym wyjaśnienie podstaw zjawiska.
Każdy na pewno zauważył, że w słoneczny dzień w szklarni temperatura jest znacznie wyższa, niż na poza nią. Poniżej przedstawiamy proste wyjaśnienie tego zjawiska.
- Cała energia dochodząca do Ziemi pochodzi od Słońca. Energia ta dociera do Ziemi głównie w formie światła widzialnego, czyli promieniowania o długości fali od 400 do 700 nm. Niewielka część promieniowania emitowana jest w postaci krótszych fal ultrafioletowych i dłuższych podczerwonych. Około 28% promieniowania docierającego do naszej planety jest natychmiast odbijana od atmosfery, pozostała część nagrzewa powierzchnię Ziemi.
- Ziemia absorbuje energię światła widzialnego, po czym wypromieniowuje pochłoniętą energię pod postacią promieni podczerwonych, czyli energii cieplnej.
- Promieniowanie podczerwone nie może jednak wydostać się ze szklarni tak łatwo jak promieniowanie świetlne, ponieważ zatrzymywane jest przez szkło. Szkło pochłania promieniowanie podczerwone i nagrzewa się.
- Pod gorącym szkłem nagrzewa się powietrze i ziemia. Temperatura w szklarni, dzięki warstwie pochłaniającej promieniowanie podczerwone, jest znacznie wyższa, niż byłaby bez tej warstwy.
Efekt cieplarniany w atmosferze zachodzi nie dzięki warstwie szkła,
lecz obecności w atmosferze gazów cieplarnianych, które tak samo, jak
warstwa szkła, pochłaniają promieniowanie podczerwone. Wiemy już, że
gazy te, to w szczególności dwutlenek węgla (CO2), metan (CH4), tlenek
azotu (N2O), freony (CFC), oraz, będąca gazem wtórnym para wodna.
Analogię pomiędzy szklarnią, a atmosferą Ziemi najlepiej wyjaśnią poniższy rysunek i opis.
www.atmosphere.mpg.de
