اثر گلخانه اي شامل به دام انداختن وبرگرداندن تابش گرمائي(مادون قرمز) به سطح زمين توسط گازهاي گلخانه اي است واگر اثر گلخانه اي نبود حدود 10 تا 15 درجه سانتيگراد از دماي كره زمين در طول شب كاسته مي شد و به اين ترتيب شبهاي بسيار سردي در انتظار ما بود. اما مكانيسم اين فرآيند چگونه است؟

درقسمت زير سعي ميشود قدري بيشتر راجع به برهمكنش نور خورشيد با سطح زمين بحث شود.

• تابش خورشيدي (Solar Radiation )

خورشيد مقدار زيادي انرژي تابشي كه شامل طيف وسيعي از امواج الكترو مغناطيس ميشود را آزاد مي كند اين تابش ميتواند برهمكنش وسيعي با گازهاي تشكيل دهنده اتمسفرزمين وتركيبات سطح آن داشته باشد.

مي دانيم كه جذب انرژي توسط ذرات كوانتيده است يعني اتمها تنها مقادير خاصي از انرژي را جذب كرده با آن بر همكنش نشان مي دهند در شكل زير تاثير قسمتهاي مختلف طيف الكترو مغناطيس روي اتمها يا مولكولها نشان داده شده است:

-----------------------------------------------------------------------------

اشعه x                                                    شكستن پيوندها

فرا بنفش ومرئي                                 انتقالات الكتروني

فرو سرخ                                          ارتعاشي(كششي وخمشي)

مايكروويو                                                  چرخشي

فركانسهاي راديو اي                             اسپين هسته ايnmr) )

واسپين الكتروني  (esr )

---------------------------------------------------------------------------- 

بيشترين منطقه تابش خورشيد در ناحيه نور مرئي ونزديك به آ ن مي باشد.حدود 43درصد ازاين تابش درناحيه طول موج 400 تا 700 نانومتررا شامل مي شود.وتنها 7تا 8درصد تابش در ناحيه طول موج كوتاه است اما همين مقدار

نيز تاثير بسيار مهمي دارد زيرا شامل فوتونهاي پر انرژي است 49 تا 50 درصد باقي مانده از تابش خورشيد نيزشامل منطقه وسيعي از طول موجهاي

بلندتر از نور مرئي مي شود:

تركيبات موجود در اتمسفر زمين قسمت وسيعي از طول موج فرا بنفش وهمچنين مادون قرمز را جذب كرده ومانع ورود آنها به سطح زمين مي شوند اما اتمسفر نسبت به نور مرئي شفاف است وآن را عبو ر داده به سطح زمين مي رسد.

اين تابش پس از رسيدن به سطح زمين مطابق شكل زير به قسمتهاي مختلفي تقسيم مي شود:

قسمتي از اين تابش كه توسط اقيانوسها – خشكي ها ونباتات جذب مي شود باعث گرم شدن انها شده وسپس بصورت تابش با طول موج بلندتر از ناحيه نور مرئي نزديك به ناحيه فرو سرخ باز تابيده ميشود.

·       گازهای گلخانه ای کدامند؟

مانند انواع دیگر جذب انرژی موقعی که مولکولها اشعه فرو سرخ را جذب می کنند به حالت انرژی بالاتر بر انگیخته می شوندجذب تابش فرو سرخ نیز مانند هر فرآیند دیگر یک فرآیند کوآنتایی می باشدبه این صورت که فقط فرکانسهای خاصی از تابش توسط مولکولها جذب می شونداین جذب انرژی باعث ارتعاشهای کششی وخمشی درپیوندهای کووالانسی مولکولها می شوند.

نکته مهم اینجاست که تمام پیوندهای موجود در یک مولکول قادر به جذب انرژی نیستندحتی اگر فرکانس اشعه کاملا با فرکانس حرکت تطبیق داشته باشد.فقط پیوندهایی که دارای گشتاور دو قطبی (Dipole Moment ( باشند قادر به جذب اشعه فرو سرخ هستند. بنا بر این مولکولهای N2و O2که حدود نود نه درصد حجم هوا را تشکیل می دهند جذب نداشته ودر نتیجه اثر گلخانه ای ندارد وتنها مولکولهایی مثل CO2و CH4و H2OوNO2 وبرخی گازهای دیگرمثل O3 وCFC ها قادر به جذب انرژی به صورت فرکانسهای ارتعاشی کششی وخمشی خواهند بود ودر نتیجه در ایجاد اثر گلخانه ای موثر هستند که از این میان سهم گاز CO2 بخاطر درصد زیاد تولید وپخش آن در هوا کره از بقیه بیشتر است.

برای دیدن یک فلش زیبا در مورد اثر گلخانه ای اینجا را کلیک کنید.

منابع:

سایت http://www.ucar.edu/learn/1_3_1.htm