Arguments
Skąd wiemy, że nadmiar dwutlenku węgla powoduje ocieplenie?
Co mówi nauka...
Mamy wiele empirycznych dowodów pokazujących nasilenie efektu cieplarnianego wskutek wzrostu koncentracji CO2 w atmosferze. Satelitarne pomiary promieniowania podczerwonego emitowanego przez Ziemię wskazują, że w ciągu ostatnich 40 lat spada strumień energii emitowanej w kosmos w tym przedziale widmowym. Jednocześnie pomiary na powierzchni Ziemi wykazują rosnący strumień energii promieniowania podczerwonego, ogrzewającego tę powierzchnię. To bezpośrednie dowody na to, że wzrost koncentracji CO2 w atmosferze skutkuje globalnym ociepleniem.
„Rosnąca koncentracja dwutlenku węgla ma małe znaczenie, lub wręcz nie ma go wcale.” „W porównaniu z parą wodną, pozostałe gazy cieplarniane, takie jak CO2, mają małe znaczenie. Sześciokrotny wzrost zużycia węglowodorów od 1940 roku nie miał zauważalnego wpływu na temperaturę atmosfery.” (Environmental Effects of Increased Atmospheric Carbon Dioxide)
O tym, jak dwutlenek węgla pochłaniania i emituje promieniowanie podczerwone, wiemy już od ponad stu pięćdziesięciu lat. Pierwszym, który zmierzył te własności w warunkach laboratoryjnych był John Tyndall, który w 1861 roku opublikował podstawową pracę na ten temat. Zjawisko badano dokładnie w licznych eksperymentach, zajmowali się tym między innymi Herzberg 1953, Burch 1962, Burch 1970, etc. Liczne doświadczenia w tym zakresie prowadzono w czasie Zimnej Wojny w laboratorium Sił Powietrznych w USA (motywowane m.in. budową rakiet, samonaprowadzających się na źródła emisji podczerwieni). Na podstawie tych badań powstała dostępna dziś dla wszystkich, zarządzana przez Uniwersytet Harvarda, baza danych HITRAN, zawierająca informacje o własnościach radiacyjnych gazów atmosferycznych, wykorzystywana przez inżynierów, fizyków i astronomów. Istnieje nawet specjalne czasopismo naukowe „Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer”, publikujące najnowsze wyniki szczegółowych badań w tym obszarze.
Efekt cieplarniany polega na tym, że atmosfera, w tym gazy cieplarniane, jest przeźroczysta dla promieniowania słonecznego (zwanego w języku fizyków promieniowaniem krótkofalowym). Dzięki temu dociera ono do powierzchni Ziemi, która je absorbuje. Pochłaniana energia promieniowania krótkofalowego powoduje ogrzanie powierzchni. Dzięki temu, że wzrasta temperatura powierzchni, rośnie emisja (z tej powierzchni w górę) promieniowania podczerwonego (zwanego przez geofizyków długofalowym). Promieniowanie to jest absorbowane selektywnie (w pewnych obszarach długości fal) przez obecne w powietrzu gazy cieplarniane, dzięki czemu atmosfera się ogrzewa. Cieplejsza atmosfera sama emituje promieniowanie długofalowe (podczerwone) – częściowo w kosmos, a częściowo w stronę Ziemi. W efekcie do powierzchni Ziemi dociera dodatkowe promieniowanie podczerwone, które jest przez nią pochłaniane, co podnosi jej temperaturę. Właśnie to nazywamy efektem cieplarnianym. Wzrost koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze powoduje silniejsze pochłanianie podczerwieni emitowanej z powierzchni Ziemi w długościach fal, które gaz ten absorbuje, a w efekcie spadek ilości tego promieniowania uciekającego w przestrzeń kosmiczną. Jednocześnie ogrzanie dolnych warstw atmosfery powoduje wzrost strumienia promieniowania podczerwonego emitowanego w kierunku Ziemi.
Rysunek 1: Zasada działania efektu cieplarnianego: promieniowanie słoneczne przechodzi przez atmosferę i jest absorbowane przez powierzchnię Ziemi. Powierzchnia Ziemi wypromieniowuje zgromadzoną energię pod postacią promieniowania podczerwonego. Promieniowanie podczerwone Ziemi jest absorbowane przez gazy cieplarniane, które emitują je we wszystkich kierunkach (także z powrotem w stronę Ziemi).
Więcej informacji na temat tego mitu jest na stronie Nauka o Klimacie:
Translation by Irek Zawadzki, . View original English version.
Argument sceptyków...