Вопрос № 24

Говорят, что углекислый газ создаёт парниковый эффект, и чем больше его, тем сильнее он выражается. Так вот у меня такой вопрос. Почему на Марсе содержание углекислого газа составляет 95%, и там нет никакого парникового эффекта, а на Земле всего лишь 0.036%, и уже подняли панику?
Ответ опубликован 28 июля 2009.
Автор вопроса: Андрей Н.
Вопрос задан 22 мая 2009.

К приведенным Вами цифрам нужно добавить, что плотность атмосферного столба на Марсе более чем в сто раз меньше, чем на Земле. Несмотря на это, как следует из приведенных цифр, абсолютная плотность углекислого газа в атмосфере Марсе более чем в двадцать раз выше, чем в атмосфере Земли. Парниковый эффект на Марсе (доля теплового излучения, отраженного атмосферой обратно к поверхности планеты) в 6 раз меньше, чем на Земле. Отсюда однозначно можно заключить, что парниковый эффект на Земле определяется, в основном, не углекислым газом. И действительно, главным парниковым веществом атмосферы Земли является, как хорошо известно, вода, присутствующая в атмосфере в виде водяного пара и облачности.

Полоса поглощения CO2 перекрывает только 19% теплового излучения Земли. Поэтому если бы вся атмосфера Земли современной плотности состояла только из CO2 как на Марсе (при такой абсолютной концентрации CO2 — в три тысячи раз больше наблюдаемой сейчас — практически все тепловое излучение в этой полосе заворачивалось бы обратно к поверхности, не выходя в космос), то парниковый эффект не превышал бы 19%. Температура на Марсе ниже, чем на Земле, поэтому полоса поглощения CO2 на Марсе сдвинута к левому краю спектра теплового излучения и перекрывает еще меньшую долю этого спектра, чем на Земле, заворачивая к поверхности Марса лишь малую часть теплового излучения этой полосы в силу низкой плотности атмосферы Марса (малости абсолютной концентрации CO2). Поэтому парниковый эффект на Марсе равен всего 7%. Наблюдаемый парниковый эффект на Земле равен 40%. Эта величина более чем на девяносто процентов определяется парами воды и облачностью. Рост концентрации атмосферного CO2 на 30% по сравнению с доиндустриальным периодом не может привести к изменению температуры Земли за счет увеличения парникового эффекта.

Современная паника вокруг роста концентрации атмосферного CO2 в действительности обусловлена тем, что развитые страны осознали свою катастрофическую экономическую зависимость от поставщиков углеводородов, подробнее см. здесь и здесь. На волне народного беспокойства о судьбах планеты руководства этих стран надеются как-то уменьшить эту зависимость, развивая за счет налогоплательщиков экономически нерентабельные, но "свои" альтернативные источники энергии.