Skip Ribbon Commands
Skip to main content
Tác nhân biến đổi khí hậuThứ 5, Ngày 13/12/2012, 09:30

Khí nhà kính, cơ chế hiệu ứng nhà kính và các vấn đề liên quan

Khí nhà kính được xem như là nguyên nhân chính gây nên biến đổi khí hậu

Cơ chế của hiệu ứng nhà kính

Trái đất nhận được năng lượng từ Mặt trời trong tia UV hình thức, có thể nhìn thấy và gần IR bức xạ, hầu hết trong số đó đi qua không khí, không bị hấp thụ. Tổng giá trị của năng lượng có sẵn ở phía trên cùng của bầu khí quyển (TOA), khoảng 50% được hấp thụ tại bề mặt trái đất. Bởi vì nó là ấm áp, bề mặt phát ra bức xạ nhiệt xa IR bao gồm các bước sóng chủ yếu là dài hơn so với các bước sóng được hấp thụ (sự chồng chéo giữa phổ tới năng lượng mặt trời và nhiệt quang phổ trên mặt đất là đủ nhỏ để được bỏ qua đối với hầu hết các mục đích) . Hầu hết các bức xạ nhiệt này được hấp thụ bởi khí quyển và tái bức xạ cả hai trở lên và xuống, tỏa xuống được hấp thụ bởi bề mặt trái đất. Bẫy các bức xạ nhiệt có bước sóng dài này dẫn đến nhiệt độ cân bằng cao hơn hơn nếu không khí đã vắng mặt.

Hình này rất đơn giản của cơ chế cơ bản cần phải được đủ điều kiện trong một số cách khác nhau, trong đó không có ảnh hưởng đến quá trình cơ bản.

Phổ bức xạ năng lượng mặt trời cho ánh sáng trực tiếp ở trên cùng của bầu khí quyển của trái đất và mực nước biển.

Tổng hợp thanh hấp thụ quang phổ của một hỗn hợp khí đơn giản tương ứng với thành phần bầu khí quyển của trái đất dựa trên các dữ liệu HITRAN tạo ra sử dụng Hitran trên hệ thống Web. Màu xanh - hơi nước, màu đỏ - cacbon dioxide, WN - wavenumber (cảnh cáo: thấp hơn bước sóng trên bên phải, cao hơn trên trái).

• Bức xạ đến từ mặt trời chủ yếu là trong các hình thức và các bước sóng ánh sáng nhìn thấy gần đó, phần lớn trong khoảng 0,2-4 μm, tương ứng với nhiệt độ bức xạ của Mặt Trời là 6.000 K. Gần một nửa bức xạ trong các hình thức "nhìn thấy" ánh sáng, mắt của chúng ta được điều chỉnh để sử dụng.

• Khoảng 50% năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt Trái đất và phần còn lại được phản xạ hoặc hấp thụ bởi khí quyển. Sự phản chiếu của ánh sáng trở lại không gian phần lớn bởi những đám mây không có nhiều ảnh hưởng đến cơ chế cơ bản, hiệu quả, ánh sáng này, bị mất cho hệ thống.

• Năng lượng hấp thụ làm ấm bề ​​mặt. Trình bày đơn giản của hiệu ứng nhà kính, chẳng hạn như mô hình nhà kính lý tưởng hóa, hiển thị nhiệt này đang bị mất do bức xạ nhiệt. Thực tế là phức tạp hơn: bầu không khí gần bề mặt phần lớn là đục bức xạ nhiệt (với các trường hợp ngoại lệ quan trọng cho "cửa sổ" băng tần), và nhiệt mất từ ​​bề mặt là do nhiệt và vận chuyển nhiệt ẩn. Tổn thất năng lượng bức xạ ngày càng trở nên quan trọng cao hơn trong bầu không khí chủ yếu là do nồng độ giảm của hơi nước, một khí gây hiệu ứng nhà kính quan trọng. Đó là thực tế hơn để suy nghĩ của hiệu ứng nhà kính như áp dụng một "bề mặt" trong tầng đối lưu giữa, mà là hiệu quả cùng với bề mặt bằng một tỷ lệ trôi đi.

• Những hình ảnh đơn giản giả định một trạng thái ổn định. Trong thế giới thực, có chu kỳ ngày đêm cũng như chu kỳ theo mùa và thời tiết. Năng lượng mặt trời sưởi ấm chỉ áp dụng vào ban ngày. Trong đêm, không khí làm mát một chút, nhưng không đáng kể, bởi vì phát xạ của nó là thấp, và trong ngày bầu không khí ấm lên. Thay đổi nhiệt độ ban ngày giảm với chiều cao trong bầu khí quyển.

• Trong khu vực ảnh hưởng bức xạ quan trọng mô tả bởi các mô hình nhà kính lý tưởng hóa trở nên thực tế hơn: bề mặt của Trái đất, làm ấm đến nhiệt độ khoảng 255 K, bức xạ có bước sóng dài, nhiệt hồng ngoại trong khoảng 4-100 μm. Ở những bước sóng này, các loại khí gây hiệu ứng nhà kính chủ yếu là trong suốt đối với bức xạ mặt trời đến thấm hơn. Mỗi lớp của bầu khí quyển với các loại khí nhà kính hấp thụ nhiệt được bức xạ trở lên từ các lớp thấp hơn. Nó tái bức xạ trong tất cả các hướng, cả hai trở lên và xuống, ở trạng thái cân bằng (theo định nghĩa) cùng một giá trị như nó đã hấp thụ. Điều này dẫn đến sự ấm áp hơn dưới đây. Tăng nồng độ của các chất khí làm tăng lượng hấp thụ và bức xạ lại, và do đó làm ấm lên thêm các lớp và cuối cùng là bề mặt bên dưới.

• Khí, bao gồm cả nhà kính nhất hai nguyên khí với hai nguyên tử khác nhau (chẳng hạn như carbon monoxide, CO) và tất cả các khí với ba hoặc nhiều hơn nguyên tử có thể hấp thụ và phát ra bức xạ hồng ngoại. Mặc dù hơn 99% bầu khí quyển khô IR minh bạch (vì thành phần chính-N2, O2 và Ar-không thể trực tiếp hấp thụ hoặc phát ra bức xạ hồng ngoại), sự va chạm giữa các phân tử gây ra năng lượng hấp thụ và phát ra bởi các chất khí gây hiệu ứng nhà kính được chia sẻ với, không-IR hoạt động khác, khí.

Hiệu ứng nhà kính

Một đại diện của trao đổi năng lượng giữa nguồn phát (mặt trời), bề mặt của trái đất, bầu khí quyển của trái đất, và tản không gian cuối cùng bên ngoài. Khả năng của khí quyển để thu giữ và tái chế năng lượng phát ra từ bề mặt Trái đất là đặc tính của hiệu ứng nhà kính.

Hiệu ứng nhà kính là một quá trình mà nhiệt bức xạ từ một bề mặt hành tinh được hấp thụ bởi khí nhà kính trong khí quyển, và lại được bức xạ theo mọi hướng.

Bức xạ mặt trời tại các tần số của ánh sáng khả kiến phần lớn đi qua bầu khí quyển để sưởi ấm bề ​​mặt hành tinh, sau đó nó phát ra năng lượng tại các tần số thấp hơn bức xạ nhiệt hồng ngoại. Bức xạ hồng ngoại được hấp thụ bởi khí nhà kính, cái mà đến lượt nó lại tỏa nhiều năng lượng vào bề mặt và bầu khí quyển thấp hơn. Cơ chế này được đặt tên sau khi ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đi qua “kính” và làm ấm một “nhà kính”, nhưng cách mà nó giữ nhiệt về cơ bản là khác nhau, giống như là một công trình gây hiệu ứng nhà kính bằng cách giảm luồng không khí, cách ly không khí ấm áp bên trong cấu trúc để không bị mất nhiệt do đối lưu

Nếu một vật đen dẫn nhiệt lý tưởng có cùng khoảng cách từ Mặt Trời giống như Trái Đất , nó sẽ có một nhiệt độ khoảng 5,3 ° C.Tuy nhiên, kể từ khi Trái đất phản ánh khoảng 30%  ánh sáng mặt trời đến, thì nhiệt độ hiệu quả của hành tinh (nhiệt độ của vật đen sẽ phát ra cùng một lượng bức xạ) là khoảng -18 ° C, khoảng 33 ° C dưới nhiệt độ bề mặt thực tế là khoảng 15 °C. Cơ chế tạo ra sự khác biệt này giữa nhiệt độ bề mặt và nhiệt độ thực tế hiệu quả là do bầu khí quyển và được biết đến như hiệu ứng nhà kính

Hiệu ứng nhà kính tự nhiên của trái đất đã tạo nên sự sống. Tuy nhiên, hoạt động của con người, chủ yếu là việc đốt các nhiên liệu hóa thạch và đốn rừng,.. đã làm  tăng hiệu ứng nhà kính tự nhiên, góp phần gây ra sự nóng lên toàn cầu.

Khí nhà kính

 Tỷ lệ phần trăm hiệu ứng nhà kính trên Trái đất được đóng góp bởi bốn loại khí chủ yếu là: [18] [19]

• Hơi nước, 36-70%

• Carbon dioxide, 9-26%

• Methane, 4-9%

• Ozone, 3-7%

Không đóng góp lớn khí hiệu ứng nhà kính của trái đất, những đám mây, cũng hấp thụ và phát ra bức xạ hồng ngoại và do đó có ảnh hưởng đến tính chất bức xạ của khí quyển. [19]

Vai trò trong sự thay đổi khí hậu

Đường cong Keeling nồng độ CO2 trong khí quyển đo tại Mauna Loa Observatory.

Tăng cường hiệu ứng nhà kính thông qua các hoạt động của con người được gọi là hiệu ứng nâng cao hiệu ứng nhà kính (hoặc con người gây ra). [20] Sự gia tăng bức xạ  từ hoạt động của con người chủ yếu là để tăng nồng độ carbon dioxide trong khí quyển [21] Theo Báo cáo đánh giá mới nhất từ ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu, "hầu hết của sự gia tăng quan sát được  trên toàn cầu nhiệt độ trung bình kể từ giữa thế kỷ 20 rất có khả năng gia tăng về nồng độ khí nhà kính là do con người gây ra". [22]

CO2 được sản xuất bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch và các hoạt động khác như sản xuất xi măng và phá rừng nhiệt đới. [23] đo CO2 từ các đài quan sát Mauna Loa cho thấy nồng độ đã tăng từ khoảng 313 ppm [24] năm 1960 lên khoảng 389 ppm vào năm 2010. Số lượng quan sát hiện tại của CO2 vượt quá cực đại ghi chép địa chất (~ 300 ppm) từ dữ liệu lõi băng. [25] Hiệu quả của quá trình đốt sản xuất khí carbon dioxide vào khí hậu toàn cầu, một trường hợp đặc biệt của hiệu ứng nhà kính mô tả lần đầu tiên vào năm 1896 bởi Svante Arrhenius, cũng đã được gọi là hiệu quả Callendar.

Trong 800.000 năm qua, [26] băng dữ liệu cốt lõi cho thấy rằng CO2 đã thay đổi từ giá trị thấp như 180 phần triệu (ppm) với mức tiền công nghiệp 270ppm. [27 Paleoclimatologists xem xét sự thay đổi nồng độ khí CO2 là một yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến sự thay đổi khí hậu trên quy mô thời gian này [28]. [29]

Tài liệu tham khảo

  1. "Annex II Glossary". Intergovernmental Panel on Climate Change. Retrieved 15 October 2010.
  2. a b A concise description of the greenhouse effect is given in the Intergovernmental Panel on Climate Change Fourth Assessment Report, "What is the Greenhouse Effect?" FAQ 1.3 - AR4 WGI Chapter 1: Historical Overview of Climate Change Science, IIPCC Fourth Assessment Report, Chapter 1, page 115: "To balance the absorbed incoming [solar] energy, the Earth must, on average, radiate the same amount of energy back to space. Because the Earth is much colder than the Sun, it radiates at much longer wavelengths, primarily in the infrared part of the spectrum (see Figure 1). Much of this thermal radiation emitted by the land and ocean is absorbed by the atmosphere, including clouds, and reradiated back to Earth. This is called the greenhouse effect."
    Stephen H. Schneider, in Geosphere-biosphere Interactions and Climate, Lennart O. Bengtsson and Claus U. Hammer, eds., Cambridge University Press, 2001, ISBN 0-521-78238-4, pp. 90-91.
    E. Claussen, V. A. Cochran, and D. P. Davis, Climate Change: Science, Strategies, & Solutions, University of Michigan, 2001. p. 373.
    A. Allaby and M. Allaby, A Dictionary of Earth Sciences, Oxford University Press, 1999, ISBN 0-19-280079-5, p. 244.
  3. a b Wood, R.W. (1909). "Note on the Theory of the Greenhouse". Philosophical Magazine 17: 319–320. "When exposed to sunlight the temperature rose gradually to 65 °C., the enclosure covered with the salt plate keeping a little ahead of the other because it transmitted the longer waves from the Sun, which were stopped by the glass. In order to eliminate this action the sunlight was first passed through a glass plate." "it is clear that the rock-salt plate is capable of transmitting practically all of it, while the glass plate stops it entirely. This shows us that the loss of temperature of the ground by radiation is very small in comparison to the loss by convection, in other words that we gain very little from the circumstance that the radiation is trapped."
  4.  a b Schroeder, Daniel V. (2000). An introduction to thermal physics. San Francisco, California: Addison-Wesley. pp. 305–7. ISBN 0-321-27779-1. "... this mechanism is called the greenhouse effect, even though most greenhouses depend primarily on a different mechanism (namely, limiting convective cooling)."
  5.  "NASA Earth Fact Sheet". Nssdc.gsfc.nasa.gov. Retrieved 2010-10-15.
  6.  "Introduction to Atmospheric Chemistry, by Daniel J. Jacob, Princeton University Press, 1999. Chapter 7, "The Greenhouse Effect"". Acmg.seas.harvard.edu. Retrieved 2010-10-15.
  7.  "Solar Radiation and the Earth's Energy Balance". Eesc.columbia.edu. Retrieved 2010-10-15.
  8. a b Intergovernmental Panel on Climate Change Fourth Assessment Report. Chapter 1: Historical overview of climate change science page 97
  9.  The elusive "absolute surface air temperature," see GISS discussion
  10. Vaclav Smil (2003). The Earth's Biosphere: Evolution, Dynamics, and Change. MIT Press. p. 107. ISBN 978-0-262-69298-4.
  11. PCC AR4 WG1 (2007), Solomon, S.; Qin, D.; Manning, M.; Chen, Z.; Marquis, M.; Averyt, K.B.; Tignor, M.; and Miller, H.L., ed., Climate Change 2007: The Physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-88009-1 (pb: 978-0-521-70596-7)
  12. Isaac M. Held and Brian J. Soden (Nov. 2000). "Water Vapor Feedback and Global Warming". Annual Review of Energy and the Environment (Annual Reviews) 25: 441–475. doi:10.1146/annurev.energy.25.1.44
  13. John Tyndall, Heat considered as a Mode of Motion (500 pages; year 1863, 1873).

   14. [http://www.cfa.harvard.edu/hitran/ "The HITRAN Database"]. Atomic and Molecular Physics Division, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Retrieved August 8, 2012. "HITRAN is a compilation of spectroscopic parameters that a variety of computer codes use to predict and simulate the transmission and emission of light in the atmosphere.

15.  "Hitran on the Web Information System". Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CFA), Cambridge, MA, USA; V.E. Zuev Insitute of Atmosperic Optics (IAO), Tomsk, Russia. Retrieved August 11, 2012.

16.  a b c Mitchell, John F. B. (1989). "THE "GREENHOUSE" EFFECT AND CLIMATE CHANGE". Reviews of Geophysics (American Geophysical Union) 27 (1): 115–139. Bibcode 1989RvGeo..27..115M. doi:10.1029/RG027i001p00115. Retrieved 2008-03-23

17.  "Solar Radiation and Climate Experiment (SOURCE)". NASA.Gov. Retrieved 15 October 2010

18.  "Water vapour: feedback or forcing?". RealClimate. 6 April 2005. Retrieved 2006-05-01.

19. a b Kiehl, J. T.; Kevin E. Trenberth (February 1997). "Earth's Annual Global Mean Energy Budget" (PDF). Bulletin of the American Meteorological Society 78 (2): 197–208. Bibcode 1997BAMS...78..197K. doi:10.1175/1520-0477(1997)078<0197:EAGMEB>2.0.CO;2. ISSN 1520-0477. Archived from the original on 2006-03-30. Retrieved 2006-05-01.

20.  "Enhanced greenhouse effect — Glossary". Nova. Australian Academy of Scihuman impact on the environment. 2006.

21.  "Enhanced Greenhouse Effect". Ace.mmu.ac.uk. Retrieved 2010-10-15.

22.  IPCC Fourth Assessment Report Synthesis Report: Summary for Policymakers (p. 5)

23. IPCC Fourth Assessment Report, Working Group I Report "The Physical Science Basis" Chapter 7

24.  "Atmospheric Carbon Dioxide – Mauna Loa". NOAA.

25. Hansen J. (February 2005). "A slippery slope: How much global warming constitutes "dangerous anthropogenic interference"?". Climatic Change 68 (333): 269–279. doi:10.1007/s10584-005-4135-0.

26.  "Deep ice tells long climate story". BBC News. 2006-09-04. Retrieved 2010-05-04.

27. Hileman B (2005-11-28). "Ice Core Record Extended". Chemical & Engineering News 83 (48): 7.

28. Bowen, Mark; Thin Ice: Unlocking the Secrets of Climate in the World's Highest Mountains; Owl Books, 2005.

29. Temperature change and carbon dioxide change, U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration

30. Brian Shmaefsky (2004). Favorite demonstrations for college science: an NSTA Press journals collection. NSTA Press. p. 57. ISBN 978-0-87355-242-4.

31. Oort, Abraham H.; Peixoto, José Pinto (1992). Physics of climate. New York: American Institute of Physics. ISBN 0-88318-711-6. "...the name water vapor-greenhouse effect is actually a misnomer since heating in the usual greenhouse is due to the reduction of convection"

32. McKay, C.; Pollack, J.; Courtin, R. (1991). "The greenhouse and antigreenhouse effects on Titan". Science 253: 1118–21. doi:10.1126/science.11538492. PMID 11538492. edit

33. "Titan: Greenhouse and Anti-greenhouse :: Astrobiology Magazine - earth science - evolution distribution Origin of life universe - life beyond :: Astrobiology is study of earth". Astrobio.net. Retrieved 2010-10-15.

34. "Pluto Colder Than Expected". SPACE.com. 2006-01-03. Retrieved 2010-10-15.

35. Kasting, James F. (1991). "Runaway and moist greenhouse atmospheres and the evolution of Earth and Venus.". Planetary Sciences: American and Soviet Research/Proceedings from the U.S.-U.S.S.R. Workshop on Planetary Sciences. Commission on Engineering and Technical Systems (CETS). pp. 234–245. Retrieved 2009.

36. Rasool, I.; De Bergh, C.; De Bergh, C. (Jun 1970). "The Runaway Greenhouse and the Accumulation of CO2 in the Venus Atmosphere". Farts 226 (5250): 1037–1039. Bibcode 1970Natur.226.1037R. doi:10.1038/2261037a0. ISSN 0028-0836. PMID 16057644. Retrieved 02/25/2009. adam knows best about global warming. edit

Dịch từ:http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_effect

Tài liệu bản quyền thuộc về Cục QL PTTH và TTĐT


Số lượt người xem: 3601Bản in Quay lại
Danh sách ý kiến
Gửi ý kiến
Đánh giá:
Kết quả:
 
 
 
  • Nước biển dâng
  • Video Clip giàu ý nghĩa về bạn nhỏ -thích nhặt rác
  • Tập huấn CTPLCTRTN
  • Văn phòng Biến Đổi Khí Hậu
  • Bảo vệ môi trường

SỐ LƯỢT TRUY CẬP

0
2
5
7
6
2
0

SỐ LƯỢT ĐANG ONLINE

0
0
0
0
0
5
5