ظاهرة الاحتباس الحراري وتوازن الطاقة للأرض

ماذا تعرض

تستقر درجة حرارة الأرض المتوسطة عند القيمة التي تتساوى فيها الطاقة الممتصة من ضوء الشمس مع الطاقة المنبعثة إلى الفضاء على شكل أشعة تحت حمراء. تستخدم المحاكاة نموذجًا بسيطًا لغلاف جوي من طبقة واحدة: تمتص الأرض (1 − a)·S/4 من الثابت الشمسي S، حيث a هو الألبيدو، ويحدد قانون ستيفان–بولتزمان σT⁴ مقدار ما تصدره. تمتص غازات الدفيئة جزءًا من الأشعة تحت الحمراء الصادرة وتعيد إشعاع جزء منه نحو السطح، لذلك يجب أن يكون السطح أدفأ من درجة الحرارة الفعالة ليبقى متوازنًا. وتخفض التغذية الراجعة الاختيارية للجليد والألبيدو قيمة الألبيدو كلما ازداد الكوكب دفئًا.

طريقة الاستخدام

اضغط «ما قبل الصناعة» ثم «المستوى الحالي» لمقارنة درجة حرارة السطح وأسهم تدفق الطاقة. حرّك منزلق «غازات الدفيئة» مع إبقاء «الألبيدو» ثابتًا، ثم عُد وغيّر انعكاسية السطح وحدها. أوقف «تغذية راجعة للجليد» ثم شغّلها عند إعداد غازات الدفيئة نفسه، وقارن درجتي الحرارة النهائيتين لترى كيف تضخّم حلقة التغذية الراجعة التغير الصغير. ويمكنك تحريك منزلق «الشمس» لتمثيل تغيّر نشاط الشمس.

المعاملات القابلة للتغيير

• مستوى غازات الدفيئة (× ما قبل الصناعة) 0.5–3 ×
• انعكاسية السطح (الألبيدو) 0.1–0.6
• الثابت الشمسي 1200–1500 W/m²
• تفعيل التغذية الراجعة لذوبان الجليد

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا تسمح غازات الدفيئة بمرور معظم ضوء الشمس لكنها تقلل الأشعة تحت الحمراء المتسربة إلى الفضاء؟
2. عند المستوى نفسه لغازات الدفيئة، كم تزداد درجة حرارة السطح عند تفعيل التغذية الراجعة لذوبان الجليد؟
3. أيهما يبرّد الأرض أكثر في هذا النموذج: رفع الألبيدو من 0.3 إلى 0.4، أم إعادة غازات الدفيئة إلى مستوى ما قبل الصناعة؟