Земля закипает: какие газы и как именно заставляют планету рекордно нагреваться

Всем известно о парниковых газах и том, что они нагревают планету, но как на самом деле это работает.

Парниковые газы играют ключевую роль в глобальном потеплении Земли, и понимание их воздействия на климат требует знания того, как именно они действуют. В простых терминах, парниковый эффект — это процесс, напоминающий работу теплицы, но с некоторыми особенностями, связанными с химическими свойствами газов в атмосфере.

Когда солнечные лучи достигают Земли, около 48% энергии поглощается поверхностью планеты, а затем эта энергия излучается в виде инфракрасного излучения (тепла). Это излучение направляется обратно в атмосферу, где парниковые газы, такие как углекислый газ (CO₂) и водяной пар, поглощают его.

Почему именно эти газы могут поглощать инфракрасное излучение? Ответ заключается в их молекулярной структуре. В отличие от молекул кислорода или азота, состоящих всего из двух атомов одного элемента, молекулы парниковых газов имеют более сложную структуру, состоящую из нескольких элементов и атомов. Это позволяет им гибче менять свою форму и поглощать различные длины волн, включая инфракрасное излучение.

Поглощая энергию, молекулы парниковых газов начинают вибрировать, затем они излучают инфракрасное излучение обратно в атмосферу. Примерно половина этого излучения уходит в космос, но оставшаяся часть возвращается на Землю, оказывая дополнительное тепло на поверхности планеты.

Этот процесс, известный как парниковый эффект, необходим для поддержания жизни на Земле. Без него средняя температура планеты была бы около -20°C, что делает жизнь невозможной. Однако, если концентрация парниковых газов в атмосфере слишком высока, это вызывает усиление парникового эффекта, что приводит к глобальному потеплению и климатическим изменениям.

В последние десятилетия человеческая деятельность, особенно сжигание ископаемых топлив и вырубка лесов, значительно увеличила количество парниковых газов в атмосфере. Это усиливает парниковый эффект и способствует быстрому изменению климата, приводя к аномальным волнам жары, засухам и другим экстремальным погодным явлениям, что, в свою очередь, ухудшает условия для жизни на Земле.

Источник: IFLScience