Jak fungují skleníkové plyny?MinuteEarth

Země a Měsíc jsou od Slunce v podstatě stejně daleko a přitom teploty na Měsíci průměrně dosahují neobyvatelných -18 °C. Ještě více smrtící je, že se pohybují mezi -170 °C v noci a 100 °C během měsíčního poledne, čímž pravidelně překonávají největší teplotní rekordy, které jsme kdy zaznamenali na Zemi. Zatímco měsíční dny a noci jsou asi 14krát delší než ty pozemské, relativně rychlá rotace naší planety nás od těchto bláznivých teplot nechrání.

Chrání nás naše atmosféra. Přes den slouží jako štít, který blokuje ty nejškodlivější sluneční paprsky s největší energií a asi třetinu méně intenzivního, ale viditelného světla. Zároveň zabraňuje úniku infračerveného záření neboli tepla, které sálá ze Sluncem vyhřátého povrchu Země, což brání tomu, abychom v noci promrzli na kost. Aby naše atmosféra mohla pohltit jakoukoli radiaci, potřebuje částice s elektrickým nábojem, do kterých by elektromagnetické vlny narážely.

Většinu atmosféry tvoří molekuly plynu, které elektrický náboj nemají. Všechny mají vyrovnaný počet kladných protonů a záporných elektronů. Jisté molekuly ale drží většinu elektronů se záporným nábojem na jedné straně, což jim dává nesouměrnost, díky které se můžou pohupovat a pohlcovat energii infračervených paprsků. Například voda, ozon a oxid dusný jsou elektricky nesouměrné. Všechny tak pohlcují infračervené záření.

Pak máme plyny jako oxid uhličitý a metan. Na papíře ani jedna z molekul nevypadá nesouměrně, takže se nezdá, že by byly schopné pohlcovat jakékoli teplo. Molekuly plynu ale ve skutečnosti nestojí nehybně. Miliardkrát za vteřinu do sebe narážejí, díky čemuž se odrážejí do jiných směrů a způsobů rotace a vibrace. Ukázalo se, že oxid uhličitý i metan sebou většinu života elektricky lomcují, což jim umožňuje pohlcovat infračervené paprsky a tepelně izolovat Zemi.

I když infračervené záření umí pohlcovat spousta různých druhů molekul, naprostá většina naší atmosféry to neumí, protože ji tvoří dusík a kyslík, které zůstávají souměrné, i když vibrují. Jsou příliš symetrické. Nesouměrné 1 % nicméně infračervené záření pohlcuje tak dobře, že se mu daří zadržet asi 90 % tepla unikajícího ze Země. Každý polapený paprsek se odráží v atmosféře a většinou se alespoň jednou vrátí na povrch, než unikne do vesmíru. Nemusíme Měsíc navštívit během mrazivé měsíční noci, abychom věděli, jak důležitá je pro Zemi hra infračerveného pinballu.

Vzorky ledu z našeho nejchladnějšího klimatu ukazují, že malé přirozené variace v atmosférickém oxidu uhličitém vedou k relativně velkým změnám teploty. Ukazují také, že ve srovnání s posledními 800 000 lety je dnes tato hra mnohem, mnohem těžší. Překlad: qetu www.videacesky.cz