اثر گلخانه‌ای
نور خورشید میاد تو، گرما می‌ره بیرون، و چندتا گاز راه بیرون رفتن رو کند می‌کنن. ببین این چطور زمین رو قابل زندگی نگه می‌داره و چرا اضافه کردنشون گرمش می‌کنه.
ترازِ انرژی
انرژی میاد، انرژی می‌ره
خورشید به زمین انرژی می‌فرسته، بیشترش به شکل نور مرئی. زمین فقط یه راه داره که از انرژی خلاص بشه: اینکه گرما رو به فضا تابش کنه، به شکل پرتوی نامرئی فروسرخ (Infrared). دمای سیاره جایی ثابت می‌شه که انرژیِ خروجی با انرژیِ ورودی برابر بشه. هر طرف رو عوض کنی، دما جابه‌جا می‌شه تا دوباره برابر بشن.
یه قابلمه روی شعله‌ی کم وقتی دیگه داغ‌تر نمی‌شه که همون‌قدر که شعله گرما می‌ده، گرما از دست بده. درش رو بذاری، گرما رو آروم‌تر از دست می‌ده، پس تا یه دمای جدید و بالاتر گرم می‌شه تا دوباره به تعادل برسه.
اثر گلخانه‌ای چطور کار می‌کنه
- ۱ · نور خورشید می‌رسه
حدود ۳۰٪ش رو ابر و یخ و سطح‌های روشن مستقیم به فضا برمی‌گردونن. بقیه‌ش از هوا رد می‌شه و جذب می‌شه و خشکی و دریا رو گرم می‌کنه.
- ۲ · زمین فروسرخ می‌تابونه
هر چیز گرمی فروسرخ پس می‌ده. نمی‌بینیش، ولی حسش می‌کنی؛ مثل گرمایی که غروب از یه دیوار آفتاب‌خورده بیرون میاد.
- ۳ · چندتا گاز می‌گیرنش
چندتا گاز تو هوا، یعنی گازهای گلخانه‌ای، بخش زیادی از این فروسرخ رو جذب می‌کنن و دوباره به همه طرف پس می‌دن، از جمله رو به پایین. پس سطح زمین هم از خورشید گرم می‌شه هم از جو.
- ۴ · یه تعادل جدید
از این گازها بیشتر اضافه کنی، یه مدت گرمای کمتری بیرون می‌ره. سیاره گرم می‌شه تا دوباره همون‌قدر انرژی که می‌گیره بیرون بفرسته.
خودت رو امتحان کن
هم‌کلاسی پریسا می‌گه: «CO₂ فقط حدود ۰٫۰۴٪ هواست و نیتروژن ۷۸٪. گازی که این‌قدر کمه نمی‌تونه اقلیم رو عوض کنه.» ایراد حرفش کجاست؟
- ایرادی نداره: گازهایی که بیشتر هوا رو تشکیل می‌دن همونایی‌ان که دما رو کنترل می‌کنن
- CO₂ از هوا سنگین‌تره، پس ته‌نشین می‌شه و نزدیک زمین یه لایه‌ی کلفت و گرم می‌سازه
- CO₂ داغ از اگزوز بیرون میاد و این گرما تو کل سیاره جمع می‌شه
- مهم جذب فروسرخه: CO₂ جذبش می‌کنه، نیتروژن و اکسیژن تقریباً نه
جواب رو ببین
مهم جذب فروسرخه: CO₂ جذبش می‌کنه، نیتروژن و اکسیژن تقریباً نه
درسته. مهم اینه که یه گاز چقدر فروسرخ جذب می‌کنه، نه اینکه چقدر فراوونه. نیتروژن و اکسیژن تقریباً براش شفافن؛ CO₂ نه.
گاز گلخانه‌ای (Greenhouse Gas)
گازی که پرتوی فروسرخ رو جذب می‌کنه و دوباره پس می‌ده و این‌طوری بیرون رفتن گرما به فضا رو کند می‌کنه. مهم‌ترین‌هاش بخار آب، دی‌اکسید کربن (CO₂)، متان (CH₄)، اکسید نیتروس (N₂O) و ازن‌ان. نیتروژن و اکسیژن، که حدود ۹۹٪ هوای خشک رو تشکیل می‌دن، گاز گلخانه‌ای نیستن.
CO₂ از سوزوندن زغال‌سنگ و نفت و گاز؛ متان از دام، زباله‌های دفن‌شده و نشت گاز؛ اکسید نیتروس بیشتر از زمین‌های کشاورزی کودداده‌شده.
خودت رو امتحان کن
بخار آب بزرگ‌ترین سهم رو تو اثر گلخانه‌ای طبیعی داره، پس CO₂ای که ما اضافه می‌کنیم واقعاً مهم نیست.
جواب رو ببین
نادرست
غلطه. بخار آب واقعاً بزرگ‌ترین سهم رو داره، ولی خودش دما رو تعیین نمی‌کنه: ظرف حدود یکی دو هفته به شکل بارون برمی‌گرده، و اینکه هوا چقدر بخار نگه داره به گرمیش بستگی داره. CO₂ قرن‌ها می‌مونه، پس اون دما رو تعیین می‌کنه و بخار آب دنبالش میاد و گرما رو تشدید می‌کنه. به این می‌گن بازخورد، که تو درس ۸ دوباره می‌بینیش.
یه پتوی کلفت‌تر تو شب زمستون
بدنت با یه سرعت ثابت گرما تولید می‌کنه. زیر یه پتوی نازک زود گرما از دست می‌دی و خنکت می‌شه. عوضش کنی با یه پتوی کلفت‌تر، گرمای بیشتری تولید نمی‌کنی، فقط آروم‌تر از دستش می‌دی، پس گرم‌تر می‌شی. اضافه کردن گاز گلخانه‌ای پتوی زمین رو کلفت‌تر می‌کنه. جایی که این تشبیه جواب نمی‌ده: پتو با گیر انداختن هوای گرم کار می‌کنه، ولی گازهای گلخانه‌ای پرتو رو جذب می‌کنن و دوباره پس می‌دن. (راستی، گلخونه‌های واقعی بیشتر مثل همون پتو کار می‌کنن: شیشه نمی‌ذاره هوای گرم در بره.)
دو تا گاز اصلی: CO₂ و متان
دی‌اکسید کربن (CO₂)
به ازای هر تن ضعیف‌تره، ولی به مقدار خیلی زیاد منتشر می‌شه. بخش بزرگیش قرن‌ها تو هوا می‌مونه و یه بخشش هزاران سال. تا حالا بزرگ‌ترین عامل گرم شدن بوده.
متان (CH₄)
به ازای هر تن خیلی قوی‌تره: تو ۲۰ سال حدوداً ۸۰ برابر CO₂ و تو ۱۰۰ سال حدوداً ۳۰ برابر. ولی ظرف حدود یه دهه تجزیه می‌شه. تا حالا دومین عامل گرم شدن بوده.
خودت رو امتحان کن
گاز گلخانه‌ای به هوا اضافه می‌کنه یا نه؟
- یه ماشین بنزینی که تو شهر می‌ره
- یه پنل خورشیدی که تو یه روز آفتابی کار می‌کنه
- نشتی تو یه لوله‌ی گاز طبیعی
- یه توربین بادی که داره می‌چرخه
- مزرعه‌های گندمی که کلی کود گرفتن
- یه قایق بادبانی که از دریاچه رد می‌شه
جواب رو ببین
گاز گلخانه‌ای اضافه می‌کنه: یه ماشین بنزینی که تو شهر می‌ره, نشتی تو یه لوله‌ی گاز طبیعی, مزرعه‌های گندمی که کلی کود گرفتن
موقع کار چیزی اضافه نمی‌کنه: یه پنل خورشیدی که تو یه روز آفتابی کار می‌کنه, یه توربین بادی که داره می‌چرخه, یه قایق بادبانی که از دریاچه رد می‌شه
خودت رو امتحان کن
حمید می‌گه سیاره داره گرم می‌شه چون سوراخ لایه‌ی ازن می‌ذاره آفتاب بیشتری بیاد تو. کدوم جواب بهتر اشتباهش رو درست می‌کنه؟
- راست می‌گه، و دقیقاً برای همینه که ضدآفتاب و عینک آفتابی هر سال مهم‌تر می‌شه
- گرم شدن از سخت بیرون رفتن گرماست؛ سوراخ ازن به فرابنفش مربوطه
- سوراخ ازن رو CO₂ درست کرده، پس آخرش یه مشکله با دو تا اسم
- سوراخ ازنی وجود نداره؛ یه اشتباه اندازه‌گیری بود
جواب رو ببین
گرم شدن از سخت بیرون رفتن گرماست؛ سوراخ ازن به فرابنفش مربوطه
آره. دو طرف تراز انرژی رو در نظر بگیر. گرم شدن مال طرف خروجیه: گازهای گلخانه‌ای بیرون رفتن فروسرخ رو سخت‌تر می‌کنن.
خودت رو امتحان کن
هر گاز رو به چیزی که فرقش رو می‌سازه وصل کن
جواب رو ببین
- نیتروژن → بیشتر هوا رو تشکیل می‌ده ولی فروسرخ رو رد می‌کنه
- دی‌اکسید کربن → تا حالا بزرگ‌ترین عامل؛ قرن‌ها می‌مونه
- متان → به ازای هر تن خیلی قوی‌تر؛ حدود یه دهه‌ای از بین می‌ره
- بخار آب → مقدارش دنبال دماست؛ ظرف چند روز می‌باره
مرور درس
- دمای زمین جایی ثابت می‌شه که گرمای خروجی به شکل فروسرخ با نور ورودی خورشید برابر بشه.
- گازهای گلخانه‌ای این فروسرخ رو جذب می‌کنن و یه بخشش رو برمی‌گردونن پایین؛ به طور طبیعی زمین رو حدود ۳۳ درجه گرم‌تر نگه می‌دارن.
- مهم اینه که یه گاز با فروسرخ چی کار می‌کنه، نه اینکه چقدر فراوونه: CO₂ مهمه، نیتروژن نه.
- CO₂ قرن‌ها می‌مونه؛ متان قوی‌تره ولی عمرش کوتاهه؛ بخار آب دنبال دما میاد و تشدیدش می‌کنه.
- سوراخ ازن یه مشکل جداست که به نور فرابنفش مربوطه.