Skleníkový efekt
V článku Globální energetická bilance Země jsme narazili na termín zpětný odraz atmosféry, který je pro vznik skleníkového efektu podstatný. Bez atmosféry by byla Země chladným neobývatelným místem, protože veškeré teplo, které vyzařuje Země v podobě dlouhovlnného záření, by odcházelo do meziplanetárního prostoru. Díky zpětnému odrazu se podstatná část záření vrací zpět k Zemi a tím se planeta zase otepluje. Tato skutečnost se nám krásně projevuje v zimních nocích, kdy při zatažené obloze je teplota na povrchu větší, než v nocích jasných.
Skleníkový efekt se dnes již často označuje anglickým výrazem greenhouse effect. Jak název napovídá, můžeme si představit systém povrch Země – atmosféra jako obrovský skleník. Teplo unikající z povrchu je odraženo stěnami skleníku (atmosférou). Odraz se uskutečňuje hlavně v troposféře, což je nejnižší vrstva atmosféry (do 30 km od zemského povrchu). Troposféra obsahuje významné množství vodní páry, která je jeden z hlavních zadržovatelů tepla. Kvůli většímu odrazu a zadržení dlouhovlnného záření Země v atmosféře, se povrch planety výrazněji otepluje (větší příjem energie než výdej). Zvýšení teploty na Zemi má za následek i zvýšení teploty na hladině oceánů a moří. Vyšší teplota způsobuje vyšší výpar a vyšší výpar vede k větší koncentraci vodní páry v atmosféře. Čím více je vodní páry v atmosféře, tím více záření je zadržováno a Země se více otepluje.
Vodní pára není jediným „skleníkovým“ plynem. Další plyny zadržující teplo jsou oxid uhličitý CO2, metan CH4, oxid dusný N2O, ozon O3 a halogenované uhlovodíky. Tyto plyny zvyšují svou koncentraci kvůli antropogenní činnosti (spalování fosilních paliv – uhlí, výfukové plyny z automobilů…).
Skleníkový efekt má za následek „globální oteplování,“ zároveň je tento název ale velmi zavádějící. V prvotní fázi odraz zemského záření od atmosféry zpět k povrchu způsobuje oteplení a následně vyšší výpar. Ale postupně díky vyššímu výparu obsah vodní páry v troposféře roste, tvoří se více oblak a dochází k většímu odrazu slunečního záření od atmosféry do meziplanetárního prostoru. Více oblak přináší i více srážek, které jsou v polárních oblastech sněhové a způsobují větší albedo (odraz slunečního záření). Tyto faktory budou přispívat k menšímu ohřevu zemského povrchu. Podle tohoto modelu by měla být celková energetická bilance záporná a v konečné fázi by tak teplota na Zemi měla klesat.
V poslední době se proto začíná výraz „globální oteplování“ nahrazovat termínem globální změny klimatu. Ani samotné názvosloví skleníkový efekt není přesné, protože atmosférický skleník má „okna,“ která propouštějí část záření Slunce k povrchu i část záření Země do meziplanetárního prostoru, kdežto běžný skleník předáván teplo vedením (teplejší objekty předávají energii chladnějším).
O atmosférických oknech si řekneme v některém z dalších článků.
Obr. Skleníkový efekt teoreticky
Obr. Jak se chová záření v praxi
Autor: SG