اثر گلخانه­ ای

اثر گلخانه ­اي فرآيندي است كه باعث گرم شدن سطح زمين و اتمسفر مي ­شود. برخي از گازهاي اتمسفري نظير دي اكسيد كربن، بخار آب و متان، با جذب طيف موج بلند منتشر شده از سطح زمين، قادرند تعادل انرژي كره زمين را تغيير داده و اثر  گلخانه ­ای به وجود آوردند. گازهاي گلخانه­ اي به طور مؤثر به عنوان یک صافی یک طرفه عمل می ­کنند، به نور مرئی (امواج کوتاه) اجازه ورود از یک جهت را می ­دهند، اما از عبور نورهایی با طول موج بلند در جهت مخالف جلوگیري می­ نمایند، و بدین صورت باعث اثر گلخانه ­اي و گرمایش جهانی می­ شوند. بدون اثر گلخانه ­ای احتمالا بر روی کره زمین حیاتی وجود نداشت، زیرا متوسط درجه حرارت زمین، به جای ۱۵ درجه سانتی­گراد به ۱۸- درجه سانتی­گراد می­ رسید. هنگامی كه انرژي حاصل از خورشيد از اتمسفر عبور مي ­كند، بخشي از انرژي توسط ابرها و ديگر ذرات اتمسفري به فضا بازتاب يا منعكس مي ­شود و حدود ۱۹ درصد انرژی موجود توسط ابرها، گازها (مانند ازن) و ذرات در اتمسفر جذب مي­ شود. حدود ۵۵ درصد انرژي خورشيدي از ميان اتمسفر زمين عبور مي­ كند و ۴ درصد، از سطح به فضا منعكس مي­ شود.  به طور متوسط، ۵۱ درصد تابش خورشيد به سطح زمين مي­ رسد. سپس، اين انرژي، منجر به گرم شدن سطح زمين، ذوب برف و يخ، تبخير آب و فتوسنتز گياهي مي­ گردد. گرم شدن زمين توسط نور خورشيد موجب مي­ شود كه سطح زمين به عنوان يك تابشگر انرژي در باند موج بلند (گاهي تابش مادون قرمز نامیده می­ شود)، عمل کند. با وجود اينكه انتشار انرژي معمولاً به سمت فضاست، ولي فقط بخش كوچكي از اين انرژي واقعا به فضا باز مي­گردد و بخش اعظم تابش مادون قرمز بيرون رونده، توسط گازهاي گلخانه ­اي جذب مي­ شود. جذب تابش موج بلند توسط اتمسفر باعث مي ­شود كه انرژي گرمايي اضافي به اتمسفر زمين اضافه شود. مولكول­هاي گاز گلخانه ­اي اتمسفر كه اكنون گرم­تر هستند، شروع به تابش انرژي موج بلند در همه جهات مي­ كنند. بيش از ۹۰ درصد انتشار اين انرژي موج بلند به سطح زمين مي رسد كه بار ديگر توسط سطح جذب مي­ شود. گرم شدن زمين توسط تابش موج بلند باعث مي­ شود، سطح زمين بار د يگر تابش كند و چرخه­ اي كه شرح داده شد، دوباره تكرار شود، تا زماني كه هيچ موج بلندي براي جذب، در دسترس نباشد. مقدار انرژي گرمايي كه با اثر گلخانه ­اي به اتمسفر اضافه مي­ شود، با غلظت گازهاي گلخانه ­اي در اتمسفر زمين كنترل می ­شود.