Efectul de Seră și Impactul asupra Climei

Ce este efectul de seră?

Efectul de seră este un fenomen natural prin care o parte a radiației terestre în infraroșu este reținută de atmosfera terestră. Efectul se datorează gazelor cu efect de seră care reflectă înapoi această radiație.

În figura de mai jos sunt prezentate fluxurile termice în atmosferă, în regim stabilizat. Din radiația solară incidentă, de 342 W/m2 cota de 107 W/m2 este reflectată de atmosferă și sol. Restul este reținut în atmosferă sau ajunge pe sol. Din totalul de 559 W/m2 (67 + 24 + 78 + 390) din atmosferă, 235 W/m2 sunt radiați în afara atmosferei, iar restul de 324 W/m2 se reîntorc pe Pământ datorită efectului de seră. În acest fel se închide bilanțul energetic (342 = 107 + 235).

Efectul actual al existenței gazelor cu efect de seră este că temperatura medie a Pământului este cu cca. 33 °C mai mare decât ar fi în lipsa lor, adică este de cca. +15 °C în loc să fie de -18 °C. În acest sens, efectul de seră este benefic, el asigurând încălzirea suficientă a Pământului pentru a permite dezvoltarea plantelor așa cum le cunoaștem noi azi.

Dacă concentrația gazelor cu efect de seră crește, echilibrul prezentat este perturbat, cota de 235 W/m2 se micșorează iar cea de 324 W/m2 crește, diferența de flux termic se acumulează în atmosferă, care astfel se încălzește. De aceea, termenul de „efect de seră” este folosit cel mai adesea în vorbirea curentă pentru a evidenția contribuția unor anumite gaze, emise natural sau artificial, la încălzirea atmosferei terestre prin modificarea permeabilității atmosferei la radiațiile solare reflectate de suprafața terestră. Principalul element responsabil de producerea efectului de seră sunt vaporii de apă, cu o pondere de 36 - 70 % urmați de dioxidul de carbon, cu o pondere de 9 - 26 %, metanul, cu o pondere de 4 - 9 % și ozonul, cu o pondere de 3 - 7 %.Alte gaze care produc efect de seră, însă cu ponderi mici, sunt protoxidul de azot hidrofluorocarburile, perfluorocarburile și fluorura de sulf.

Vaporii de apă

Cantitatea de vapori de apă din atmosferă depinde exclusiv de termodinamica atmosferei.Cantitatea de vapori de apă pe care o poate conține aerul este în funcție de presiunea de saturație, care, la rândul ei, depinde de temperatură. Presiunea de saturație a vaporilor de apă în atmosferă se poate exprima prin formule teoretice simple sau, mai exact, prin formule semiempirice (formule ale căror constante au fost determinate pe baza observațiilor experimentale), cum sunt relațiile Wexler. Presiunea de saturație a vaporilor de apă crește repede cu temperatura, astfel că dacă la 10 °C 1 kg de aer uscat poate absorbi 7,73 g de apă, la temperatura de 30 °C poate absorbi 27,52 g.