గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం

కుడి|thumb| సూర్యుని ద్వారా వెలువడే కాంతి శక్తిని (తెల్ల బాణాలు) చూపించే రేఖాచిత్రం. అది భూ ఉపరితలాన్ని వేడెక్కించగా, భూమి ఆ శక్తిని తిరిగి వేడి (నారింజ బాణాలు) గా విడుదల చేస్తుంది. ఇది వాతావరణాన్ని వేడెక్కిస్తుంది. మూడు గ్రీన్‌హౌస్ వాయు మోలిక్యూళ్ళు (నీరు, కార్బన్ డయాక్సైడ్, మీథేన్) దీన్ని వేడిగా విడుదల చేస్తాయి 
ఒక గ్రహంపై ఉన్న వాతావరణం వెలువరచే రేడియేషన్ కారణంగా గ్రహ ఉపరితలంపై పెరిగే ఉష్ణోగ్రత, ఈ వాతావరణం లేనప్పుడు పెరిగే ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువగా ఉంటే దాన్ని గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం అంటారు. 

గ్రహపు వాతావరణంలో రేడియేటివ్‌గా క్రియాశీలంగా ఉండే వాయువులు (అనగా గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులు ) అన్ని దిశలలోనూ శక్తిని ప్రసరిస్తాయి. ఈ రేడియేషన్‌లో కొంత భాగం గ్రహ ఉపరితలం పైకి వచ్చి, దాన్ని వేడెక్కిస్తుంది.  క్రిందికి వచ్చే రేడియేషన్ యొక్క తీవ్రత - అనగా, గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం యొక్క బలం - వాతావరణ ఉష్ణోగ్రతపైన, వాతావరణంలో ఉన్న గ్రీన్‌హౌస్ వాయువుల పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. 

భూమిపై సహజంగా ఉన్న గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం, జీవం విలసిల్లడానికి కీలకమైనది. ప్రారంభంలో జీవం సముద్రం నుండి భూమిపైకి వెళ్ళడానికి తోడ్పడింది. అయితే, ప్రధానంగా శిలాజ ఇంధనాలను మండించడం, అడవులను నిర్మూలించడం వంటి మానవ కార్యకలాపాల వలన గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం వేగం పుంజుకుంది. ఇవి గ్లోబల్ వార్మింగుకు కారణమయ్యాయి.  

శుక్ర గ్రహం అడ్డూ ఆపూ లేని నిర్నిరోధ గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావానికి (రన్‌అవే గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం) లోనైంది. దీని ఫలితంగా అక్కడి వాతావరణంలో 96% కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉంటుంది. ఉపరితల వాతావరణ పీడనం, 90 బార్‌లు (నీటిలో 900 మీ. లోతున ఉన్నంత) ఉంటుంది. ఒకప్పుడు శుక్రగ్రహంపై నీటి మహాసముద్రాలు ఉండి ఉండవచ్చు. కాని సగటు ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత  కి పెరగడంతో అవి ఆవిరైపోయి ఉంటాయి.      

 చరిత్ర 
గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం భావనను 1824 లో, ఈ పేరుతో కాకపోయినా, జోసెఫ్ ఫోరియర్ ప్రతిపాదించాడు.  1827, 1838 లలో క్లాడ్ పౌలెట్ ఈ వాదనను, దానికి సాక్ష్యాలనూ మరింత బలపరిచాడు. వివిధ వాయువులు, ఆవిరులూ ప్రదర్శించే పరారుణ శోషణను, ఉద్గారాలను జాన్ టిండాల్ మొట్ట మొదటగా కొలిచాడు. 1859 లో, ఈ ప్రభావం వాతావరణంలోని చాలా తక్కువ భాగం కారణంగా ఇది జరుగుతోందని, ప్రధాన వాయువులు దీనిపై ఏ ప్రభావమూ చూపడం లేదనీ, ఎక్కువగా నీటి ఆవిరి దీనికి కారణ భూతమౌతోందనీ అతడు చూపించాడు. అయితే, కొద్ది శాతంలో ఉన్న హైడ్రోకార్బన్లు, కార్బన్ డయాక్సైడ్‌లు గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతున్నాయి. John Tyndall, Heat considered as a Mode of Motion (500 pages; year 1863, 1873) వాతావరణంలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ పరిమాణం రెట్టింపైతే, గ్లోబల్ వార్మింగ్ ఎంత పెరుగుతుందనే విషయమై మొట్టమొదటిగా 1896 లో స్వాంటే అర్హేనియస్ పరిమాణంతో సహా అంచనా వేసాడు. అయితే, "గ్రీన్‌హౌస్" అనే పదాన్ని ఈ శాస్త్రవేత్తలలో ఎవరూ వాడలేదు. ఈ పదాన్ని మొట్టమొదటగా వాడింది, 1901 లో నీల్స్ గుస్టాఫ్ ఎక్‌హోల్మ్.  

 వివరణ 
thumb| భూమి వాతావరణం పైభాగాన, సముద్ర మట్టం వద్దా సూర్య కాంతి సౌర వికిరణ స్పెక్ట్రం 
భూమి సూర్యుడి నుండి అతినీలలోహిత, కనిపించే, పరారుణ వికిరణాల రూపంలో శక్తిని పొందుతుంది. వచ్చే సౌరశక్తిలో 26% వాతావరణం, మేఘాల ద్వారా తిరిగి అంతరిక్షంలోకి ప్రతిబింబిస్తుంది. 19% సూర్యరశ్మిని వాతావరణం, మేఘాలూ శోషిస్తాయి (పీల్చుకుంటాయి). మిగిలిన శక్తిలో చాలామొత్తాన్ని భూ ఉపరితలం గ్రహిస్తుంది. భూ ఉపరితలం సూర్యుడి కంటే చల్లగా ఉన్నందున, ఇది పీల్చుకున్న తరంగదైర్ఘ్యాల కంటే పొడవుగా ఉండే తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద ప్రసరిస్తుంది. ఈ థర్మల్ రేడియేషన్‌లో ఎక్కువ భాగాన్ని వాతావరణం గ్రహించి వేడెక్కుతుంది. ఉపరితలం నుండి సెన్సిబుల్, లేటెంట్ ఉష్ణాలను కూడా వాతావరణం గ్రహించి వేడెక్కుతుంది. వాతావరణం, ఈ శక్తిని పైకి, క్రిందికీ కూడా ప్రసరిస్తుంది; క్రిందికి ప్రసరించే భాగాన్ని భూ ఉపరితలం గ్రహిస్తుంది. వాతావరణం ఈ ఉష్ణాన్ని ప్రసరించకపోతే ఉండేదాని కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు ఇది దారితీస్తుంది. 

సూర్యుడి నుండి భూమి ఎంత దూరంలో ఉందో, అంతే దూరంలో ఉన్న ఒక ఆదర్శ ఉష్ణ వాహక బ్లాక్‌బాడీ ఉష్ణోగ్రత  ఉంటుంది. అయితే, తనలోకి వచ్చే సూర్యరశ్మిలో భూమి 30 శాతాన్ని వెనక్కి   ప్రతిబింబిస్తుంది కాబట్టి, ఈ గ్రహపు ఉష్ణోగ్రత (అదే మొత్తంలో రేడియేషన్‌ను విడుదల చేసే బ్లాక్‌బాడీ యొక్క ఉష్ణోగ్రత), వాతావరణం లేనట్లైతే, సుమారు  ఉండాలి.  Intergovernmental Panel on Climate Change Fourth Assessment Report. Chapter 1: Historical overview of climate change science  page 97 కానీ భూమి వాస్తవ ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత సుమారు  ఉంటుంది. The elusive "absolute surface air temperature," see GISS discussion వాతావరణం లోని గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావమే ఈ వ్యత్యాసానికి కారణం.   

 గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులు 
భూమిపై గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావాన్ని కలిగించే వాయువులు, అవి కలిగించే ప్రభావపు శాతం ప్రకారం:  
thumb| వాతావరణ వాయువులు కొన్ని తరంగదైర్ఘ్యాల్లోని శక్తిని మాత్రమే గ్రహిస్తాయి. మిగతావాటికి పారదర్శకంగా ఉంటాయి. నీటి ఆవిరి (పై చిత్రంలో నీలం రంగులో ఉన్న శిఖరాలు), కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ల (గులాబీ రంగు శిఖరాలు) శోషణ కొన్ని తరంగదైర్ఘ్యాలలో అతివ్యాప్తి చెందుతాయి. కార్బన్ డయాక్సైడ్ నీటి ఆవిరి లాగా బలమైన గ్రీన్‌హౌస్ వాయువు కాదు. కాని దీర్ఘ తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద (12–15 మైక్రోమీటర్లు) ఇది నీటిఆవిరి కంటే ఎక్కువగా శక్తిని గ్రహించి, ఉపరితలం నుండి వెలువడే వేడి అంతరిక్షంలోకి తప్పించుకు పోయే దారిని పాక్షికంగా మూసేస్తుంది. (బొమ్మ: నాసా, రాబర్ట్ రోహ్డే)  

 నీటి ఆవిరి, 36-70% 
 కార్బన్ డయాక్సైడ్, 9–26% 
 మీథేన్, 4–9% 
 ఓజోన్, 3–7% 

ప్రతి వాయువుకు ఒక నిర్దుష్టంగా ఒక శాతాన్ని కేటాయించడం సాధ్యం కాదు. ఎందుకంటే వాయువుల శోషణ, ఉద్గార బ్యాండ్లు ఒకదానిపై ఒకటి అతివ్యాప్తి (ఓవర్‌ల్యాప్) చెందుతాయి (అందుకే పైన ఇచ్చిన పరిధులు). మేఘాలు పరారుణ వికిరణాన్ని గ్రహిస్తాయి, విడుదల చేస్తాయి. తద్వారా వాతావరణపు రేడియేటివ్ లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తాయి.  

 శీతోష్ణస్థితి మార్పులో పాత్ర 
thumb| మౌనా లోవా అబ్జర్వేటరీ వద్ద కొలిచిన వాతావరణ CO 2 సాంద్రతల యొక్క కీలింగ్ కర్వ్ . 
మానవ కార్యకలాపాల ద్వారా గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావాన్ని బలోపేతం చేయడాన్ని వర్ధిత (లేదా ఆంత్రోపోజెనిక్ ) గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం అంటారు.  మానవ కార్యకలాపాల నుండి రేడియేటివ్ వత్తిడిలో ఈ పెరుగుదల ప్రధానంగా వాతావరణ కార్బన్ డయాక్సైడ్ స్థాయిలు పెరగడానికి కారణమని చెప్పవచ్చు.  వాతావరణ మార్పులపై ఇంటర్‌గవర్నమెంటల్ ప్యానెల్ వారి 2014 నివేదిక ప్రకారం, "కార్బన్ డయాక్సైడ్, మీథేన్, నైట్రస్ ఆక్సైడ్ ల వాతావరణ సాంద్రతలు గత 8,00,000 సంవత్సరాలలో ఎన్నడూ లేనంత స్థాయిలో ఉన్నాయి. ఇతర మానవజనిత ప్రభావాలతో సహా వాటి ప్రభావాలు వాతావరణ వ్యవస్థ అంతటా కనిపిస్తున్నాయి. 20 వ శతాబ్దపు మధ్యకాలం నుండి గమనించిన తాపనానికి ప్రధాన కారణం ఇదే అయి ఉండే అవాఅకాశం చాలా హెచ్చుగా ఉంది "  

కార్బన్ డయాక్సైడ్ ప్రధానంగా శిలాజ ఇంధనాలను మండించడం వలన ఉత్పత్తి అవుతుంది. సిమెంటు ఉత్పత్తి లోను, ఉష్ణమండల అరణ్యాలను కొట్టెయ్యడం వలన కూడా ఇది ఉత్పత్తి అవుతుంది.IPCC Fourth Assessment Report, Working Group I Report "The Physical Science Basis"  Chapter 7 మౌనా లోవా అబ్సర్వేటరీలో చేసిన అధ్యయనాల ప్రకారం 1960 లో 313 పార్ట్స్ పర్ మిలియన్ గా ఉన్న కార్బన్ డయాక్సైడ్ (పిపిఎమ్), 2013 మే 9 నాటికి 400 పిపిఎమ్ స్థాయిని దాటింది. దహన క్రియలో ఉద్భవించే కార్బన్ డయాక్సైడ్ ప్రపంచవ్యాప్త శీతోష్ణస్థితిపై చూపే ప్రభావాన్ని కాలెండర్ ప్రభావం అని కూడా అంటారు. 

ఐస్ కోర్ డేటా ప్రకారం, గత 8,00,000 సంవత్సరాల్లో,  కార్బన్ డయాక్సైడ్ స్థాయి 180 పిపిఎమ్ కంటే తక్కువ నుండి పారిశ్రామిక పూర్వం ఉన్న 270 పిపిఎమ్ వరకు మారుతూ ఉండేదని తెలుస్తోంది.  కార్బన్ డయాక్సైడ్ గాఢత లోని హెచ్చుతగ్గులే శీతోష్ణస్థితిలో మార్పులను కలగజేసే మౌలిక కారణమని పాలియోక్లైమాటాలజిస్టులు భావిస్తారు.  Temperature change and carbon dioxide change , U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration 

 నిజమైన గ్రీన్‌హౌస్‌లు 
thumb| RHS విస్లీలో ఒక ఆధునిక గ్రీన్‌హౌస్ 
ఎండలో వేడెక్కే గ్రీన్‌హౌస్ పేరిట దీనికి "గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం" అనే పేరు పెట్టారు. అయితే, గ్రీన్‌హౌస్ వేడెక్కేది "గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం" వలన కాదు.  "గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం" అనేది వాస్తవానికి సరైన పేరు కాదు. ఎందుకంటే సాధారణంగా గ్రీన్‌హౌస్, ఉష్ణసంవహనం (కన్వెక్షన్) తగ్గడం వల్ల వేడెక్కుతుంది.  "గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం" రేడియేటివ్ బదిలీ ద్వారా వేడి గ్రహాన్ని వీడిపోకుండా నిరోధించి వేడెక్కిస్తుంది. 

సూర్యరశ్మిని తనగుండా పోనిచ్చే గాజు లేదా ప్లాస్టిక్ వంటి పదార్థంతో గ్రీన్‌హౌస్ ను నిర్మిస్తారు. సూర్యకాంతి బయటి మాదిరిగానే భూమిని, ఈ గ్రీన్‌హౌస్ లోపలి వస్తువులనూ వేడెక్కిస్తుంది. ఇవి అందులోని గాలిని వేడెక్కిస్తాయి. బయటైతే, ఉపరితలానికి దగ్గరగా ఉన్న గాలి వేడెక్కి పైకి లేచి, చల్లటి గాలితో కలుస్తుంది. తద్వారా ఉష్ణోగ్రత లోపలి కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. గ్రీన్‌హౌస్ లోపల, గాలి అక్కడే ఉంటుంది కాబట్టి, వేడెక్కుతూ ఉంటుంది. గ్రీన్‌హౌస్ పైకప్పు దగ్గర ఒక చిన్న కిటికీని తెరిస్తే, ఉష్ణోగ్రత గణనీయంగా పడిపోవడం చూడవచ్చు. "గ్రీన్‌హౌస్" పైకప్పుగా రాతి ఉప్పును ఉంచితే (ఇది పరారుణానికి పారదర్శకంగా ఉంటుంది) గాజు పైకప్పుతో సమానమైన స్థాయిలో గ్రీన్‌హౌస్ వేడెక్కడాన్ని ప్రయోగాత్మకంగా గమనించారు (R.W వుడ్, 1909).  అందువల్ల గ్రీన్‌హౌస్‌లు ప్రధానంగా ఉష్ణసంవహనం వలన వేడి కోల్పోవడాన్ని నివారించడం ద్వారా పనిచేస్తాయి.  

కృత్రిమంగా వేడిచేసే గ్రీన్‌హౌస్‌ల సంగతి వేరే: వాటిని వేడి చేసేందుకు అంతర్గతంగా ఏర్పాటు ఉంటుంది. వాటిని వేడిగా ఉంచాలంటే, రేడియేటివ్ శీతలీకరణ ద్వారా వేడి బయటకు పోవడాన్ని తగ్గించడం అవసరం. తగినంత గ్లేజింగ్ వాడడం ద్వారా ఇది చేయవచ్చు.  

 సంబంధిత ప్రభావాలు 

 వ్యతిరేక గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం 
వ్యతిరేక గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావానికి సమానమైన, సౌష్టవమైన విధానం: గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావంలో, వాతావరణం రేడియేషన్ను లోపలికి అనుమతిస్తూనే, ఉష్ణ వికిరణాన్ని బయటకు పోనీయకుండా ఉంచుతుంది. తద్వారా గ్రహ ఉపరితలం వేడెక్కుతుంది. వ్యతిరేక గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావంలో, ఉష్ణ వికిరణాన్ని బయటకు పోనిస్తుంది, కానీ రేడియేషన్‌ను లోపలికి రానీయదు. దీని వలన ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది. శని గ్రహ చంద్రుడు టైటాన్ పై ఇటువంటి ప్రభావం ఉందని ప్రతిపాదించారు.  

 అడ్డూ ఆపూ లేని నిర్నిరోధ గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం 
సానుకూల స్పందనల కారణంగా అన్ని గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులన్నీ వాతావరణంలోకి ఆవిరైపోతే, అడ్డూ ఆపూ లేని నిర్నిరోధ గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం (రన్‌అవే గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం) ఏర్పడుతుంది. కార్బన్ డయాక్సైడ్, నీటి ఆవిరితో కూడిన నిర్నిరోధ గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం చాలా కాలం క్రితం శుక్రుడిపై సంభవించిందని పరికల్పన చేసారు.  t 

 భూమి కాకుండా ఇతర వస్తువులు 
శుక్ర గ్రహంపై 'గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం' అనేక కారణాల వల్ల చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది: 

 ఇది భూమి కంటే సూర్యుడికి 30% దగ్గరగా ఉంటుంది. 
 దీని దట్టమైన వాతావరణంలో ప్రధానంగా కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉంటుంది.  

"శుక్ర గ్రహం గతంలో నిర్నిరోధ గ్రీన్‌హౌస్‌ ప్రభావానికి లోనైంది. సుమారు 200 కోట్ల సంవత్సరాలలో భూమి కూడా దీనికి లోనౌతుందని మేము భావిస్తున్నాము".  

టైటాన్‌పై గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం, వ్యతిరేక గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం రెండూ ఉన్నాయి. వాతావరణంలో N2, CH4, H2 వాయువులు గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావానికి దోహదం చేస్తాయి. ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతను 21K పెంచుతుంది. అధిక ఎత్తుల్లోఉండే పొగమంచు సౌర వికిరణాన్ని శోషిస్తుంది, గ్రహం నుండి వెలువడే వేడిని బయటికి పోనిస్తుంది. దీంతో వ్యతిరేక గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం ఏర్పడి సుమారు 9K ఉష్ణోగ్రత తగ్గుదలకు దోహదం చేస్తుంది. ఈ రెండింటి నికర ప్రభావం 21K- 9K = 12K వేడెక్కడం. కాబట్టి, గీన్‌హౌస్ ప్రభావం వలన, టైటాన్‌లో వాతావరణం లేకపోయినట్లైతే ఎంత వేడెక్కేదో దాని కంటే 12 K వేడిగా ఉంటుంది. 

 ఇవి కూడా చూడండి 
ఓజోన్ క్షీణత

 మూలాలు 

వర్గం:వాతావరణ మార్పు