Який мінімальний просторовий обсяг, в якому можна спостерігати парниковий ефект?

Парниковий ефект визначається так званої оптичною товщиноюτ, яка визначається як відношення геометричної товщини (висоти) z розглянутій області до довжини вільного пробігу теплових фотонів l, τ = z / l. Довжина вільного пробігу фотонів l = 1 / nσ, де n – концентрація парникових речовин (число молекул в кубічному метрі), σ – площа поперечного перерізу поглинання (в м2) теплового фотона молекулою.

В атмосфері оптична товщина CO2 порядку одиниці, τ ~ 1. При товщині равномерноплотной атмосфери порядку 10 км, отримуємо довжину вільного пробігу також 10 км (теплові фотони проходять в середньому 10 км до їх поглинання молекулами CO2). Щільність повітря 2 x +1025 молекул / м3, відносна кількість CO2 300 ppm = 3 x 10-4, тобто концентрація CO2 дорівнює 6 x тисячі двадцять-один молекул / м3 і, отже, σCO2 ~ 2 x 10-26 м2. Щоб зробити τ ~ 1 при z = 1 м, необхідно збільшити концентрацію CO2 в 104 разів до 6 x тисячі двадцять п’ять молекул / м3, це в три рази більше щільності повітря і цілком досяжно. Перетин молекул Флюорокарбон приблизно на четиер порядки перевершує перетин молекул CO2. Тому для того, щоб отримати τ ~ 1 при z = 1 м, достатньо мати щільність цих молекул порядку 6 x тисяча двадцять три молекул / м3, тобто концентрацію, рівну атмосферної концентрації CO2. Це технічно можливо. У загальному випадку, чим вище концентрація парникового речовини, тим менший просторовий обсяг знадобиться для спостереження заданої величини парникового ефекту

Посилання на основну публікацію