2009 01 01 5727

G. W wwlttMi. S. I. nulły. nww i>wlvn*U Wmriwi 2007 ISBN 07MJ-0I.I5524-J. C by WN PWN Ml

8.2. Bilans energetyczny    201

Tabela 8.2. Temperatury przy powierzchni trzech planet (A = T_inxi}VM —

^Mnnu)

Planela	Obliczona TIK	Aktualna TtK	A/K
Ziemia	2S4	290	+ 36
Mars	217	223	+ 6
Wenus	227	732	+505

Podstawiając odpowiednie wartości do równania, otrzymujemy

/ (1 -0.31)-1368 W -m"² \^1/4 Te ~ \ 4 • 5.67 • 10~^x W • m~² • K ⁴/    -^2:>4K-"¹⁹

Z obliczenia wynika zatem, że średnia globalna temperatura powierzchni jest równa —19 C. W rzeczywistości zmierzona średnia temperatura powierzchni Ziemi wynosi + 17 C. a zatem jest o 36 C wyższa niż obliczona (warstwa atmosfery tuż powyżej powierzchni Ziemi ma średnią temperaturę ok. 3°C niższą niż ta wartość). Ten sam rodzaj obliczeń można przeprowadzić dla innych planet należących do układu słonecznego. Pouczające jest porównanie tych obliczonych i aktualnych temperatur, wraz z danymi dla Ziemi (tab. 8.2).

Dlaczego rzeczywiste temperatury' na tych planetach są wyższe od temperatur przewidywanych w ten prosty sposób? W każdym z łych trzech przypadków dodatnia wartość A (= Tnec/ynirta — T₀wi„ona) może być przypisana „efektowi cieplarnianemu". Przypomnijmy sobie, ze nasze proste obliczenie zawierało założenie, że całe promieniowanie wyemitowane przez Ziemię uciekło w przestrzeń kosmiczną. Założenie to nic jest właściwe i prowadzi do błędu w naszych obliczeniach. W rzeczywistości znaczna część promieniowania emitowanego z powierzchni planety nie ucieka natychmiast do przestrzeni kosmicznej. Zazwyczaj jest ono absorbowane przez gazy występujące w atmosferze planetarnej, szczególnie w niższych warstwach troposfery, i w ten sposób przyczynia się do intensyfikacji ocieplenia. Życie, jakie znamy na Ziemi, jest związane z klimatem, który wynika z tych warunków. Wzmagające się ocieplenie nazywamy efektem cieplarnianym.

Zarówno na Wenus, jak i na Marsie, głównym gazem odpowiedzialnym za ten efekt jest ditlenek węgla, ale ilość lego gazu w atmosferach tych dwóch planet jest zupełnie różna. Na Marsie całkowite ciśnienie ditlenku węgla wynosi jedynie 0.6 kPa: dlatego też efekt cieplarniany jest lam mały i wynosi ok. 6 C. W przeciwieństwie do tego atmosfera Wenus zawiera ok. 95% ditlenku węgla, a jego ciśnienie cząstkowe jest wyższe niż 9<XM) kPa. niezwykle silny jest więc efekt cieplarniany ok. 505 C.

Wracając do Ziemi, przy przesuwaniu się w kierunku wyższych warstw troposfery osiągamy wysokość, powyżej której wyemitowane promieniowanie IR jest absorbowane jedynie w niewielkim stopniu i wychodzi bezpośrednio do przestrzeni kosmicznej. Wysokość ta wynosi ok. 5,5 km. gdzie rzeczywista temperatura jest bliska wartości przewidywanej 254 K (patrz rys. 2.1). Obserwowana z przestrzeni kosmicznej Ziemia zachow u je się jak ciało doskonale czarne o tej temperaturze.