明白为什么我们不能执行一个实验在实验室条件下验证温室效应,我们需要首先考虑(严重而命名)温室效应如何操作:
地球是在(实际上)真空,所以它只能获得或失去热量通过辐射。太阳发出的可见光和紫外线波长的辐射。地球的大气层是相当透明的在这些波长,所以太阳的辐射主要是通过它和表面。其中一些辐射(取决于地球的反照率)从表面反射回太空,但是其余吸收表面,使表面温暖。表面失去热红外辐射的波长。温室气体吸收红外辐射,导致大气中热身(热量的温室气体分子转移一些non-greenhouse气体的碰撞,但热量也向上转移通过对流)。温暖的大气辐射的能量向下和向上进入太空回到地表。向下辐射的一部分也被称为“反向辐射”(和直接观测到的)。重要因素不是出站的数量从表面红外辐射被吸收,但没有足够的高度上面温室气体吸收红外辐射向上从那层,以便它可以逃避进入太空。递减率意味着大气的温度随高度增加而减小。 This means that the more CO2我们将进入大气层,这个发射层越高,它是寒冷的。红外辐射的数量依赖于这一层的温度,如果这个高度增加然后从地球红外辐射的数量下降,导致能量不平衡,与地球吸收更多的太阳比它发出红外辐射,所以地球变暖。这个过程一直持续到辐射层温度升高到出站IR在与来自太阳的入射辐射平衡。所以更多的公司2,平均表面温度变暖,所有事情都是平等。
为了有一个实验,可以复制机制的温室效应,我们需要一个真空室大到足以包含一个包含一个列的空气足够高的可衡量的递减率。这显然是不切实际的。我们可以在实验室里进行实验调查的红外吸收温室气体,甚至廷德尔这样做在一个世纪以前,但是我们不能通过实验验证温室效应在实验室条件下,就像我们不能在实验室里实验证明引力透镜。
当然我们可以的居民委员会Magrathea构建一个复制的地球和实验,但是我们需要一个相当大的实验室。
这并不意味着我们没有证据的温室效应。当然,我们做的,就像我们做有引力透镜的证据。
更新- - -简要描述温室效应的机制从斯宾塞Weart @jamesqf提到的优秀作品:
发生在地球表面的红外辐射吗?随着这一层一层地穿过大气层,有些是在每一层停了下来。(具体:一个分子的二氧化碳,水蒸气或其他温室气体吸收辐射的能量。分子可能再次辐射出来的能量在一个随机的方向。或者它可能的能量转移到速度与其他空气分子碰撞,这层空气变暖。)层空气辐射的能量吸收回到地面,向上和一些更高的层次。当你走高,气氛变得更薄,冷。最终到达一层薄,辐射的能量能逃入空间。
如果我们添加更多的二氧化碳会发生什么呢?层那么高和瘦那么多的热量辐射降低通过,增加更多的温室气体意味着层将吸收更多的光线。所以大部分的热能的地方最后离开地球将转移到更高的层次。这些都是冷层,所以他们不辐射热量。地球作为一个整体正在采取更多的能量比辐射(实际上是我们当前的情况)。随着高水平辐射的一些多余的向下,所有的低水平表面热身。失衡必须持续到高水平的温暖和辐射更多的能量。在廷德尔的类比坝河,屏障扔在即将离任的辐射力量水平的温度都在上升,直到有足够的太阳辐射推出来平衡发送。
查理:一些额外的资源