2) прохождением через слой парниковых газов коротковолнового инфракрасного излучения
3) поглощением парниковыми газами инфракрасного излучения, напрямую испускаемого Солнцем
4) поглощением парниковыми газами инфракрасного излучения, отраженного от Земли (+)
Парниковый эффект связан с поглощением атмосферными парниковыми газами теплового длинноволнового инфракрасного излучения, исходящего от нагретой земной поверхности. Солнечная радиация преимущественно относится к коротковолновому диапазону и относительно свободно проходит через атмосферу, нагревая почву, водоёмы и растительный покров. Земля затем преобразует полученную энергию и излучает её в виде длинноволнового инфракрасного излучения; именно это излучение поглощается молекулами углекислого газа, метана, закиси азота, водяного пара и другими парниковыми компонентами.
Поглощённая энергия вызывает колебательно-вращательное возбуждение молекул, после чего инфракрасное излучение переиспускается во всех направлениях. Часть энергии возвращается к земной поверхности и в нижние слои тропосферы, а часть уходит в космическое пространство. Поэтому формулировка об отражённом от Земли излучении в тесте отражает правильный общий смысл, хотя физически точнее говорить о тепловом излучении, испускаемом земной поверхностью. Усиление концентрации парниковых газов уменьшает эффективную отдачу тепла в космос и приводит к повышению средней температуры приземного слоя атмосферы до установления нового радиационного равновесия.
| Компонент или процесс | Основной диапазон | Источник | Роль в формировании парникового эффекта |
|---|---|---|---|
| Солнечная коротковолновая радиация | Ультрафиолетовая, видимая, ближняя инфракрасная | Солнце | В основном проходит через атмосферу и нагревает земную поверхность |
| Земное тепловое излучение | Длинноволновое инфракрасное, преимущественно 4–100 мкм | Нагретая поверхность Земли | Поглощается парниковыми газами; является ключевым объектом их действия |
| Углекислый газ, метан, закись азота, водяной пар | Специфические полосы поглощения в ИК-диапазоне | Атмосфера | Поглощают исходящее тепловое излучение и переиспускают его во всех направлениях |
| Обратное атмосферное излучение | Длинноволновое инфракрасное | Возбуждённые молекулы парниковых газов и облака | Возвращает часть тепловой энергии к поверхности и повышает температуру нижней атмосферы |
| Атмосферное окно | Ориентировочно 8–13 мкм | Земная поверхность | Диапазон относительно слабого поглощения, через который часть тепла уходит в космос |
| Облака и аэрозоли | Коротко- и длинноволновое излучение | Гидрометеоры и взвешенные частицы | Могут отражать солнечный свет и одновременно поглощать и переизлучать тепловую радиацию; их эффект зависит от типа и высоты |
Таким образом, принципиальным диагностическим признаком механизма является селективное поглощение именно исходящего от Земли длинноволнового инфракрасного излучения. Парниковый эффект следует отличать от прямого нагревания атмосферы солнечной радиацией: основное поглощение солнечной энергии происходит у поверхности, а не в результате поглощения инфракрасного излучения, непосредственно испускаемого Солнцем. Повышение концентрации парниковых газов нарушает радиационный баланс системы Земля—атмосфера и лежит в основе антропогенного усиления глобального потепления.