تأثير الاحتباس الحراري والدفع الإشعاعي
كيف يؤدي الاحتباس الجوي للإشعاع طويل الموجة إلى تدفئة السطح، وكيف تؤثر التغيرات في التركيب على توازن الطاقة الكوكبي.
Definition
تأثير الاحتباس الحراري هو تدفئة سطح الكوكب بسبب امتصاص الغلاف الجوي وإعادة إصداره للإشعاع طويل الموجة؛ والدفع الإشعاعي هو التغير في صافي الإشعاع عند التروبوبوز الناتج عن اضطراب مثل التغير في تركيز غازات الدفيئة.
Scope
يغطي الأساس الفيزيائي لتأثير الاحتباس الحراري، ودور بخار الماء، وثاني أكسيد الكربون، والميثان، وغازات الدفيئة الأخرى، والتمييز بين تأثير الاحتباس الحراري الطبيعي والمعزز، ومفهوم الدفع الإشعاعي كمقياس موحد لاضطراب عامل ما في توازن الطاقة في الغلاف الجوي العلوي.
Core questions
- ما هي المكونات الجوية المسؤولة عن تأثير الاحتباس الحراري؟
- كيف يتم تعريف الدفع الإشعاعي وقياسه كمياً؟
- لماذا يؤدي إضافة ثاني أكسيد الكربون إلى تدفئة السطح حتى عندما تكون نطاقات امتصاصه مشبعة جزئياً؟
Key theories
- مفهوم الدفع الإشعاعي
- إطار عمل يحدد كمياً الاضطراب في توازن طاقة الأرض من عامل ما كتغير في التدفق بالواط لكل متر مربع، مما يتيح مقارنة محركات المناخ المختلفة.
- احترار ثاني أكسيد الكربون لأرينيوس
- أول تقدير كمي بأن التغيرات في ثاني أكسيد الكربون الجوي تغير درجة حرارة السطح من خلال امتصاص الموجات الطويلة، مما أرسى الصلة بين التركيب والمناخ.
Mechanisms
تكون غازات الدفيئة شفافة إلى حد كبير للإشعاع الشمسي الوارد ولكنها تمتص الأشعة تحت الحمراء الحرارية الصادرة، وتعيد إطلاقها في جميع الاتجاهات بما في ذلك الأسفل. هذا يرفع مستوى الانبعاث الفعال إلى ارتفاعات أعلى وأكثر برودة، لذلك يجب أن يسخن السطح لاستعادة التوازن في الغلاف الجوي العلوي. يؤدي زيادة تركيز الغاز إلى تعميق الامتصاص في أطراف نطاقاته، مما ينتج عنه دفع إضافي ينمو لثاني أكسيد الكربون بشكل لوغاريتمي تقريبًا مع التركيز.
Clinical relevance
الدفع الإشعاعي هو المقياس المركزي الذي يربط الانبعاثات بتغير المناخ في التقييمات العلمية ويشكل أساس مقاييس تكافؤ الانبعاثات وأهداف السياسة المناخية.
History
اقترح فورييه أن الغلاف الجوي يحتفظ بالحرارة في عشرينيات القرن التاسع عشر، وقاس تيندال امتصاص الغازات للأشعة تحت الحمراء في ستينيات القرن التاسع عشر، وقدم أرينيوس أول تقدير كمي لحساسية ثاني أكسيد الكربون في عام 1896. تم إضفاء الطابع الرسمي على مفهوم الدفع الإشعاعي في أواخر القرن العشرين وتم تدوينه في تقييمات الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) المتتالية.
Key figures
- Joseph Fourier
- John Tyndall
- Svante Arrhenius
Related topics
Seminal works
- arrhenius1896
- myhre2013
Frequently asked questions
- هل تأثير الاحتباس الحراري الطبيعي ضار؟
- لا. يحافظ تأثير الاحتباس الحراري الطبيعي على سطح الأرض أكثر دفئًا بنحو 33 درجة مئوية مما كان عليه لولا ذلك ويجعل الكوكب صالحًا للسكن؛ وينصب الاهتمام على الدفع الإضافي المعزز بفعل الإنسان.