Парниковый эффект в атмосферах планет - повышение температуры внутр. слоев атмосферы и поверхности планеты, обусловленное тем, что атмосфера белее прозрачна для падающего солнечного излучения, чем для уходящего теплового излучения поверхности (и своего собственного). Энергия, получаемая планетой от Солнца за единицу времени, равна энергии, излучаемой в космич. пространство (если пренебречь тепловым потоком из недр планеты). Последняя характеризуется ср. эффективной температурой планеты, Те. Т. о., ур-ние энергетич. баланса планеты может быть представлено в виде
.где r - радиус планеты,
- постоянная Стефана - Больцмана, Е0 - солнечная постоянная,
R - расстояние от Солнца, выраженное в а. е., А - сферич. альбедо планеты.
Слева в (1) - энергия, излучаемая планетой в космич. пространство, справа
- энергия, получаемая от Солнца. При наличии атмосферы ср. темп-pa поверхности
Ts не равна Те. Как правило,
Ts
> Те, и это объясняется П. э. РазностьТ
= Ts - Tt является мерой П. э.
Солнечное излучение сконцентрировано в
более КВ-части спектра, чем тепловое излучение планеты: 75% энергии солнечного
излучения приходится на диапазон длин волн от 0,4 до 1,5 мкм, а 75% энергии
теплового излучения при Т = 300° (что прибл. соответствует земным
условиям) на диапазон 8 - 28 мкм, т. е. переизлучение поглощённой солнечной
энергии происходит в ИК-диапазоне.
Полуколичеств, описание П. э. можно провести
при помощи след. простой модели оптич. свойств планетной атмосферы: 1)
оптич. толщина
для солнечного излучения (коротковолнового) не зависит от длины волны;
2) оптич. толщинадля
планетного излучения (длинноволнового) тоже не зависит от длины волны,
причём
3) передача солнечной энергии вниз осуществляется лучистым переносом (переносом
излучения)с участием только процессов чистого (консервативного) рассеяния;
4) передача энергии вверх осуществляется лучистым переносом, но с участием
только процессов истинного поглощения. Приближённое решение ур-ния переноса
для такой модели даёт
где а и b - константы порядка
1. Величина
на это отношение не влияет, однако от него зависят абс. значения обеих
температур, т. к. Те зависит от альбедо [см. ур-ние (1)],
а оно, в свою очередь, зависит от
(при
, А1).
В реальных атмосферах всё обстоит намного сложнее, но гл. факторы, определяющие
природу П. э., отражены данной моделью правильно. В самом деле сильные
полосы поглощения атм. газов (СО2, Н20, SO2,
NH3 и др.) находятся в ИК-диапазоне, здесь доминируют процессы
истинного поглощения, а в КВ-диапазоне преобладает рассеяние (газовое и
аэрозольное) (см. Атмосферная оптика).
Среди трёх планет земной группы, имеющих
достаточно плотную атмосферу, П. э. наиб. сильно выражен на Венере (Ts735
К, Те230
К), наиб, слабо - на Марсе (Т5
К). Это объясняется разл. кол-вом атм. газа (полное давление 90 бар и 6 мбар соответственно). В обоих случаях СО2 является основной
составляющей и наиб. эфф. поглотителем. Содержание Н20 в атмосфере Венеры всего ~10-4 по объёму, однако водяной пар вносит значит.
вклад в П. э. на этой планете, т. к. его коэф. поглощения в ИК-диапазоне очень велик. Промежуточное положение по величине П. э. занимает Земля (Ts=
288 К, Те = 249 К). Важнейшие поглощающие газы здесь также С02 (~3 х 10-4) и Н20 (~10-4).
П. э. повышает температуру поверхности Земли примерно на 40 К и играет первостепенную роль в формировании её климата.
Содержание СО2 в атмосфере
Земли постепенно возрастает вследствие развития индустриальной активности
человечества. В атмосферу выбрасываются также др. газы, поглощающие в ИК-диапазоне,
и если этот процесс будет продолжаться, то не исключено, что он может привести
к изменениям климата катастрофич. характера. Необходимы детальные точные
и длит. измерения изменений содержания малых составляющих земной атмосферы,
и, возможно, в недалёком будущем придётся принимать глобальные меры для
её охраны как важнейшего элемента окружающей среды.
В случае Юпитера и Сатурна влияние П.
э. на тепловой режим атмосферы также возможно, но там оно менее существенно,
т. к. у этих планет имеется большой поток тепла из недр (сравнимый с солнечным).
Вероятно, П. э. играет нек-рую роль в атмосфере Титана.
Влияние П. э. на климатич. характеристики
Земли и др. планет могло изменяться в ходе их прошлой эволюции. Не исключено,
напр., что резкое отличие атмосферы Венеры от земной объясняется тем, что
на этой планете на ранних этапах её эволюции возникли условия для "необратимо
развивающегося" П. э., когда рост температуры приводил к поступлению в атмосферу
всё большего кол-ва поглощающих газов, а это, в свою очередь, вело к росту
температуры и т. д.
В. И. Мороз
1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")
2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.
3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.
4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.