Парниковый эффект в атмосферах планет - повышение температуры внутр. слоев атмосферы и поверхности планеты, обусловленное тем, что атмосфера белее прозрачна для падающего солнечного излучения, чем для уходящего теплового излучения поверхности (и своего собственного). Энергия, получаемая планетой от Солнца за единицу времени, равна энергии, излучаемой в космич. пространство (если пренебречь тепловым потоком из недр планеты). Последняя характеризуется ср. эффективной температурой планеты, Те. Т. о., ур-ние энергетич. баланса планеты может быть представлено в виде
.где r - радиус планеты,
- постоянная Стефана - Больцмана, Е0 - солнечная постоянная,
R - расстояние от Солнца, выраженное в а. е., А - сферич. альбедо планеты.
Слева в (1) - энергия, излучаемая планетой в космич. пространство, справа
- энергия, получаемая от Солнца. При наличии атмосферы ср. темп-pa поверхности
Ts не равна Те. Как правило,
Ts
> Те, и это объясняется П. э. РазностьТ
= Ts - Tt является мерой П. э.
Солнечное излучение сконцентрировано в
более КВ-части спектра, чем тепловое излучение планеты: 75% энергии солнечного
излучения приходится на диапазон длин волн от 0,4 до 1,5 мкм, а 75% энергии
теплового излучения при Т = 300° (что прибл. соответствует земным
условиям) на диапазон 8 - 28 мкм, т. е. переизлучение поглощённой солнечной
энергии происходит в ИК-диапазоне.
Полуколичеств, описание П. э. можно провести
при помощи след. простой модели оптич. свойств планетной атмосферы: 1)
оптич. толщина
для солнечного излучения (коротковолнового) не зависит от длины волны;
2) оптич. толщинадля
планетного излучения (длинноволнового) тоже не зависит от длины волны,
причём
3) передача солнечной энергии вниз осуществляется лучистым переносом (переносом
излучения)с участием только процессов чистого (консервативного) рассеяния;
4) передача энергии вверх осуществляется лучистым переносом, но с участием
только процессов истинного поглощения. Приближённое решение ур-ния переноса
для такой модели даёт
где а и b - константы порядка
1. Величина
на это отношение не влияет, однако от него зависят абс. значения обеих
температур, т. к. Те зависит от альбедо [см. ур-ние (1)],
а оно, в свою очередь, зависит от
(при
, А1).
В реальных атмосферах всё обстоит намного сложнее, но гл. факторы, определяющие
природу П. э., отражены данной моделью правильно. В самом деле сильные
полосы поглощения атм. газов (СО2, Н20, SO2,
NH3 и др.) находятся в ИК-диапазоне, здесь доминируют процессы
истинного поглощения, а в КВ-диапазоне преобладает рассеяние (газовое и
аэрозольное) (см. Атмосферная оптика).
Среди трёх планет земной группы, имеющих
достаточно плотную атмосферу, П. э. наиб. сильно выражен на Венере (Ts735
К, Те230
К), наиб, слабо - на Марсе (Т5
К). Это объясняется разл. кол-вом атм. газа (полное давление 90 бар и 6 мбар соответственно). В обоих случаях СО2 является основной
составляющей и наиб. эфф. поглотителем. Содержание Н20 в атмосфере Венеры всего ~10-4 по объёму, однако водяной пар вносит значит.
вклад в П. э. на этой планете, т. к. его коэф. поглощения в ИК-диапазоне очень велик. Промежуточное положение по величине П. э. занимает Земля (Ts=
288 К, Те = 249 К). Важнейшие поглощающие газы здесь также С02 (~3 х 10-4) и Н20 (~10-4).
П. э. повышает температуру поверхности Земли примерно на 40 К и играет первостепенную роль в формировании её климата.
Содержание СО2 в атмосфере
Земли постепенно возрастает вследствие развития индустриальной активности
человечества. В атмосферу выбрасываются также др. газы, поглощающие в ИК-диапазоне,
и если этот процесс будет продолжаться, то не исключено, что он может привести
к изменениям климата катастрофич. характера. Необходимы детальные точные
и длит. измерения изменений содержания малых составляющих земной атмосферы,
и, возможно, в недалёком будущем придётся принимать глобальные меры для
её охраны как важнейшего элемента окружающей среды.
В случае Юпитера и Сатурна влияние П.
э. на тепловой режим атмосферы также возможно, но там оно менее существенно,
т. к. у этих планет имеется большой поток тепла из недр (сравнимый с солнечным).
Вероятно, П. э. играет нек-рую роль в атмосфере Титана.
Влияние П. э. на климатич. характеристики
Земли и др. планет могло изменяться в ходе их прошлой эволюции. Не исключено,
напр., что резкое отличие атмосферы Венеры от земной объясняется тем, что
на этой планете на ранних этапах её эволюции возникли условия для "необратимо
развивающегося" П. э., когда рост температуры приводил к поступлению в атмосферу
всё большего кол-ва поглощающих газов, а это, в свою очередь, вело к росту
температуры и т. д.
В. И. Мороз
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.