اثرات امواج فروسرخ و گازهای گل‌خانه‌ای

زمین با جذب نور خورشید گرم‌ می‌شود. فرایند گرمایش منجر به تابش فروسرخ می‌شود که زمین در قبال این گرما از خود گسیل می‌کند. اثر گل‌خانه‌ای فرایندی است که گازهای کامل در جو این گرما را جذب کرده و زمین گرم می‌شود. این اثر برای نگه‌داشتن دمای قابل قبول برای محیط زیست لازم است، ولی جذب گاز در جو به وضوح می‌تواند باعث تغییر اقلیم و مسائل متعدد بعد از شود.

زمین چگونه گرم می‌شود؟

حاصل جذب بخشی از تابش خورشید گرم شدن زمین و دمای متوسط در زمین است. حدود %۳۰ نور خورشید بازتابیده شده، و %۷۰ باقی جذب می‌شود که منجر به گرمایش زمین می‌شود. اگرچه این تابشی که می‌بینیم از نور مرئی است، ولی گستره‌ی طول‌موج تابش تا نورهای فروسرخ و فرابنفش نیز می‌رود.

 

جو تابش را جذب می‌کند

اوزون (O3) در جو بسیاری از پرتوهای فرابنفش مضر خورشید را جذب می‌کند. اکسیژن (O2)، بخار آب (H2O) و دی‌اکسید کربن (CO2) در جو زمین، بخشی از تابش فروسرخ را جذب می‌کند. این جذب دو تابش مذکور به‌وسیله‌ی مولکول‌هایی که نام بردیم،‌ باعث بالا رفتن دمای جو می‌شود.

بخشی از پرتوهای بازتابیده و جذب شده

بخشی از تابش مرئی و فروسرخی که از جو میگذرد، به‌وسیله‌ی آب اقیانوس‌ها و دریاچه‌ها و پوشش‌های برفی به فضا بازتابیده می‌شود. بقیه‌ی تابش در زمین و آب جذب می‌شود. این مواد گرم شده و در طول‌موج‌های بلندتر فروسرخ که در جو نیز جذب می‌شود، بارتابیده می‌شود.

این جذب و بازتابش دوباره‌ی فروسرخ به‌وسیله‌ی گازهای موجود در جو (بخصوص دی‌اکسیدکربن) دمای‌ جو را بالا برده و اصطلاحاً آن را به «اثر گل‌خانه‌ای» می‌شناسیم.

اثر گل‌خانه‌ای

اثر گل‌خانه‌ای واقعاً یک غلط مصطلح است و توصیف درستی برای دلیل گرمایش زمین توسط خورشید محسوب نمی‌شود. در گل‌خانه‌ها از پنجره‌های شیشه‌ای استفاده می‌شود تا 

در ساختمان‌ها تابش فروسرخ وارد شده و آن را نگه‌دارد و دمای داخلی بالا برود. در اثر گل خانه‌ای گازها در جو زمین تابش را جذب و در نتیجه هوا گرم می‌شود. این اثر بسیار قوی‌تری است نسبت به پنجر‌های ساده‌ی شیشه‌‌ای.

اگرچه «اثر گل‌خانه‌ای» برای ثابت نگه‌داشتن دمای متوسط زمین لازم است، ولی گازهای کامل اضافی در جو به طور منظم دمیده می‌شود و منجر به «گرمایش زمین» (Global Warming) می‌شود.

دی‌اکسید کربن اضافی

دی‌اکسید کرین ظاهراً فعال‌‌ترین گاز در جذب تابش فروسرخ بوده و در نتیجه جو را گرم می‌کند. CO2 تاکنون با افزایش مقدار گاز ناشی از سوخت‌های فسیلی در جو درصد خاص و معینی دارد. اگزوز اتومیبل‌ها و دود صنعتی سهم عمده‌ای در این مسأله دارد.

 

مشکل متان

مشکل پس زمینه‌ این است که افزایش اخیر دما یخچال‌های سیبری را در روسیه ذوب می‌کند. این خود باعث افزایش گاز متان (CH4) یخ‌زده و محصور در خاک می‌شود. این گاز می‌تواند باعث جذب بیش‌تر تابش فروسرخ تا CO2 شود. وقتی نواحی قطبی شروع به ذوب شدن می‌کنند، حتی ممانعت از حرکت اتومبیل‌ها هم کاری از پیش نمی‌برد.

گرمایشی که تاکنون اتفاق افتاده

اگرچه متوسط دمای زمین در سال‌های طولانی نوسان دارد، به نظر می‌رسد که در سال‌های اخیر افزایش سریعی در حین صنعتی شدن جهان داشته‌ایم. این را از ذوب یخچال‌های طبیعی که هزاران سال عمر کرده‌اند،‌ متوجه می‌شویم. توجه داشته باشید که عدهای هستند که ادعا می‌کنند که گرمایش زمین مشکلی نیست و باعث اثر گل‌خانه‌ای نمی‌شود. ولی بیش‌تر دانشمندان براین عقیده هستند که گازها ناشی از فعالیت‌های بشر هستند.

عواقب گرمایش زمین

افزایش افسارگسیخته‌ی دمای زمین می‌تواند مشکلات متعددی ایجاد کند. یخ‌های دو قطب شروع به ذوب شدن می‌کنند و سطح اقیانوس ها بالا ‌رفته و شهرهای ساحلی را در بر می‌گیرد.

دمای بالا میزان زیرش برف را در کوهستان‌ها کاهش می‌دهد. بسیاری از کشورها از طریق همین برف کشاورزی می‌کنند. دمای بیش‌از حد بیش‌تر انرژی زمین را وارد هوا می‌کند و بنابراین طوفان‌های بزرگی شروع به وزیدن می‌کند. وجود گیاهان و غله بستگی به شرایط پایدار جوی دارد. این دمای زیاد می‌تواند در بسیاری از مناطق فرایند رشد را کاهش داده یا قطع کند.

 

(این مطلب پیشتر  در سال ۱۳۸۷ در سایت رشد در زمان دبیری بخش فیزیک فعالیت‌های علمی منتشر شده.)

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *