Περιεχόμενο
- Πώς λειτουργεί ένα θερμοκήπιο;
- Τι είναι τα αέρια θερμοκηπίου;
- Η επίδραση του θερμοκηπίου στην πάροδο του χρόνου
- Ένα θερμοκήπιο Backyard
Χάρη στις αυξανόμενες ανησυχίες για την αλλαγή του κλίματος (συχνά αποκαλούμενη «υπερθέρμανση του πλανήτη») και τη γλώσσα που προέκυψε γύρω από αυτή την ανησυχία, είναι πιθανό ότι πολλοί νέοι άνθρωποι έχουν ακούσει όρους όπως «το φαινόμενο του θερμοκηπίου» και «αέρια θερμοκηπίου» μέσα σε ένα πραγματικό θερμοκήπιο ή γνωρίζετε ποια είναι η δομή αυτή.
Ένα καλά διατηρημένο θερμοκήπιο είναι ένα ειρηνικό και οπτικά ευχάριστο μέρος για να επισκεφθείτε ή να εργαστείτε, αν και το περιβάλλον είναι ίσως υπερβολικά ζεστό και υγρό για μερικά λαού γούστα. Οι ανησυχίες σχετικά με τα αέρια του θερμοκηπίου και τις επιπτώσεις τους στο κλίμα της Γης, ωστόσο, είναι ολότελα γοητευτικά και οι ανησυχίες για την υπερθέρμανση του πλανήτη αυξάνουν με ανησυχία το έτος. Ενώ τα πραγματικά θερμοκήπια δεν είναι υπεύθυνα για την επίδραση που φέρει το όνομά τους, οι βασικές αρχές καθιστούν μια ενδιαφέρουσα μελέτη μερικών βασικών φυσικών αρχών.
Πώς λειτουργεί ένα θερμοκήπιο;
Ένα θερμοκήπιο ονομάζεται έτσι επειδή είναι μια δομή που προορίζεται για την καλλιέργεια φυτών, και τα περισσότερα φυτά είναι πράσινα, τουλάχιστον εν μέρει. Προφανώς, μπορείτε να έχετε και φυτά στο σπίτι σας, αλλά θερμοκήπια είναι κατασκευασμένα για να μεγιστοποιήσουν την "άνεση" των φυτών. Με αναλογία, μπορείτε να παίξετε μπάσκετ σε μια άσφαλτο δρόμο χρησιμοποιώντας ένα ενιαίο αυτοσχέδιο στεφάνι, αλλά λίγοι θα υποστήριζαν ότι αυτό είναι τόσο χρήσιμο για τη βελτίωση του παιχνιδιού σας ως ένα εσωτερικό, δύο-καλάθι γήπεδο σε επίπεδο όροφο.
Τι κάνει ένα θερμοκήπιο ειδικό; Κατά κύριο λόγο, είναι η ποσότητα φωτός, η ελεγχόμενη θερμοκρασία και η ποσότητα των φυτών υγρασίας που χειρίζονται εύκολα. Ορισμένα θερμοκήπια είναι αφιερωμένα σε "καλλιέργειες" που δεν τρώγονται και χρησιμοποιούνται μόνο διακοσμητικά ή για ειδικές περιπτώσεις, όπως λουλούδια. Άλλοι διαθέτουν εγκαταστάσεις που δημιουργούν εδώδιμα προϊόντα, όπως ντομάτες. Τα θερμοκήπια έχουν γυάλινες οροφές, οι οποίες χρησιμεύουν και για να δέχονται υψηλή ποσότητα φωτός και θερμότητα παγίδευσης μέσα στη δομή. Όταν ο ήλιος πέφτει κάτω, η θερμότητα doesnt διαχέεται τόσο γρήγορα όσο κάνει έξω, επιτρέποντας σε φυτά που δεν ανέχονται δροσερές νύχτες καλά για να ανθίσει.
Από τη σκοπιά της φυσικής, αυτό που θερμαίνει ένα θερμοκήπιο είναι το ίδιο πράγμα που θερμαίνει το εσωτερικό ενός αυτοκινήτου σε μια ηλιόλουστη μέρα. Ένα μικρότερο μήκος κύματος υπέρυθρου φωτός εισέρχεται στη δομή μέσω του γυαλιού και μετά από αυτές τις αόρατες αλλά θερμές ακτίνες αναπήδηση γύρω, γίνονται ηλεκτρομαγνητική ενέργεια μεγαλύτερης διάρκειας κύματος και τείνουν να παραμείνουν στο εσωτερικό, να απορροφηθούν από το περιβάλλον τους. Αυτά τα περιβάλλοντα, σε ένα θερμοκήπιο, περιλαμβάνουν τις φυλλώδεις επιφάνειες των φυτών, οι οποίες χρησιμοποιούν το φως του ήλιου για να οδηγήσουν τη φωτοσύνθεση, ή τη δημιουργία γλυκόζης (τροφής) για ενέργεια.
Τι είναι τα αέρια θερμοκηπίου;
Τα κύρια αέρια θερμοκηπίου είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο, ο υδρατμός και το οξείδιο του αζώτου. Αυτά τα μόρια αερίου είναι πιο χαλαρά συνδεδεμένα από τα περισσότερα μόρια, έτσι ώστε όταν τα χτυπήσει θερμότητα, τείνουν να δονηθούν. Αυτά τα δονούμενα μόρια απελευθερώνουν θερμότητα, πολλά από τα οποία στη συνέχεια απορροφώνται από γειτονικά μόρια αερίων θερμοκηπίου. Αυτός ο κύκλος διατηρεί τον αέρα στον περιβάλλοντα χώρο ασυνήθιστα ζεστό.
Το μεγαλύτερο μέρος της ατμόσφαιρας αποτελείται από άζωτο, το οποίο αποτελεί πάνω από τα τρία τέταρτα της ατμόσφαιρας, και το οξυγόνο, το οποίο αντιπροσωπεύει περίπου το ένα πέμπτο. Και τα δύο αυτά αέρια περιλαμβάνουν δύο ταυτόσημα άτομα (Ν2 και Ο2). Οι δεσμοί που συγκρατούν αυτά τα μόρια μαζί είναι σφιχτά και επιτρέπουν τη μικρή δόνηση, έτσι ώστε να μην συγκρατούν θερμότητα και συνεπώς δεν συμβάλλουν σημαντικά στα φαινόμενα του θερμοκηπίου.
Διοξείδιο του άνθρακα (CO2): Τα μόρια του διοξειδίου του άνθρακα αποτελούν μόνο ένα μικρό κλάσμα της ατμόσφαιρας, αλλά παράγουν πολύ ισχυρή επίδραση στο κλίμα. Περίπου στα μέσα της δεκαετίας του 1850, πριν από την έναρξη της Βιομηχανικής Επανάστασης και την επακόλουθη καύση του άνθρακα, η ατμόσφαιρα κράτησε περίπου 270 μέρη ανά εκατομμύριο όγκου (ppmv) CO2. Το επίπεδο αυτό ανέβηκε σταθερά καθώς η καύση άνθρακα και άλλων ορυκτών καυσίμων, όπως η βενζίνη, απελευθέρωσαν περισσότερο αέριο στην ατμόσφαιρα. Η συνεργασία2 επίπεδο στην ατμόσφαιρα βρίσκεται σήμερα στα 400 (ppmv), αύξηση 50%.
Οι αντίπαλοι ολόκληρης της ιδέας της κλιματικής αλλαγής που προκαλείται από τον άνθρωπο μπορούν να επισημάνουν το γεγονός ότι η CO2 αποτελεί ένα τόσο μικρό κλάσμα της ατμόσφαιρας, ακόμη και σε αυτή την εποχή της βαριάς βιομηχανίας, ότι δεν μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στο κλίμα. Αυτή είναι μια εύκολα διαδεδομένη ιδέα, δεδομένου ότι κάνει ένα ορισμένο ποσό διαισθητικής λογικής. Αλλά επίσης «έχει νόημα» ότι ένα μικροσκοπικό επίπεδο μικροσκοπικών βακτηρίων στην κυκλοφορία του αίματος, που ζυγίζει πολύ λιγότερο από ένα χιλιοστόγραμμο συνολικά, δεν μπορεί να επαρκεί για να προκαλέσει σοβαρές ασθένειες και ότι τα μικροσκοπικά επίπεδα δηλητηρίου φιδιού δεν μπορούν να είναι επικίνδυνα ή θανατηφόρα.Αυτές οι ιδέες είναι απλά ανόητες, έτσι η διαίσθηση, στην επιστήμη, μπορεί να είναι ένας φημισμένος οδηγός.
Μεθάνιο (CH4): Το μεθάνιο είναι ένα ισχυρό αέριο θερμοκηπίου, ικανό να απορροφά σημαντικά περισσότερη θερμότητα, μόριο για μόριο, από το διοξείδιο του άνθρακα. Αποτελείται από ένα μόνο άτομο άνθρακα συνδεδεμένο σε τέσσερα άτομα υδρογόνου, CH4, όπως το CO2, βρίσκεται σε μικρές ποσότητες στην ατμόσφαιρα, αλλά μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Το μεθάνιο εκπέμπεται από τα ζώα και, ως το απλούστερο μόριο που χαρακτηρίζεται ως υδρογονάνθρακας, χρησιμοποιείται επίσης ως καύσιμο. Όταν το μεθάνιο καίγεται, διοχετεύεται διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ως υποπροϊόν, καθιστώντας το μεθάνιο τόσο άμεσο όσο και έμμεσο παράγοντα στο φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Η επίδραση του θερμοκηπίου στην πάροδο του χρόνου
Όπως σημειώνεται, παρόλο που μόνο τα μικροσκοπικά κλάσματα των αερίων στην ατμόσφαιρα της Γης χαρακτηρίζονται ως αέρια θερμοκηπίου, αυτά έχουν ουσιαστική επίδραση στο κλίμα, είτε έχουν φτάσει εκεί ως αποτέλεσμα φυσικών διεργασιών είτε λόγω ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Κάποια στιγμή κατά τον 21ο αιώνα, η ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα είναι πιθανόν να είναι διπλάσια από ό, τι στις αρχές του αιώνα. Τα επίπεδα άλλων αερίων του θερμοκηπίου, κυρίως το μεθάνιο και το οξείδιο του αζώτου, επίσης αυξάνονται. Η ποσότητα των αερίων θερμοκηπίου αυξάνεται αναλόγως της ποσότητας των ορυκτών καυσίμων που καίγονται, γεγονός που αποβάλλει όχι μόνο τα αέρια θερμοκηπίου αλλά και την ατμοσφαιρική ρύπανση. Τα αέρια του θερμοκηπίου βρίσκονται επίσης στην ατμόσφαιρα και από άλλες πηγές. Το ζωικό κεφάλαιο απελευθερώνει μεθάνιο κατά τη διάρκεια της πέψης των τροφίμων. Επιπλέον, φαινομενικά καλοήθεις μέθοδοι μπορούν να συμβάλλουν σε μη τετριμμένες ποσότητες CO2 στο μείγμα. Για παράδειγμα, καθώς το τσιμέντο κατασκευάζεται από ασβεστόλιθο, απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα.
Με περισσότερα αέρια θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, δημιουργώντας κάτι σαν ένα αόρατο ανώτατο όριο (όχι σε αντίθεση με ένα πραγματικό θερμοκήπιο), η θερμότητα που διέρχεται προς τα πάνω είναι πιο πιθανό να σταματήσει παρά να περάσει από την ατμόσφαιρα εντελώς, επειδή τα επιπλέον αέρια θερμοκηπίου απορροφούν , αυτή η θερμότητα ως υπέρυθρη ακτινοβολία. Κάποια από τη θερμότητα θα απομακρυνθούν από τη Γη, αλλά μερικά από αυτά θα απορροφηθούν από τα κοντινά μόρια αερίων θερμοκηπίου και μερικά θα επιστρέψουν στην επιφάνεια της Γης. Έτσι, μέσα από διάφορους μηχανισμούς, καθώς συσσωρεύονται αέρια θερμοκηπίου, ο πλανήτης συνεχίζει να ζεσταίνεται. Οι παγετώνες υποχωρούν, ο πάγος και στους δύο πόλους της Γης λιώνει, οι ωκεανοί ζεστοί και γίνονται πιο όξινοι, η κάλυψη χιόνι παγκοσμίως μειώνεται και τα καταστροφικά καιρικά φαινόμενα, όπως οι τυφώνες, γίνονται πιο συνηθισμένα.
Ένα θερμοκήπιο Backyard
Η δημιουργία του δικού σας θερμοκηπίου δεν είναι καθόλου κοινό έργο, αλλά με αρκετή φιλοδοξία, δεν είναι πέρα από τα μέσα ενός παθιασμένου ατόμου ή ομάδας. Είτε επιθυμείτε να προστατεύετε τα καλοκαιρινά φυτά κατά τη διάρκεια του χειμώνα, να ξεκινήσετε την εκκίνηση σε φυτά εξωραϊσμού ή απλώς να μάθετε λίγα πράγματα για την εσωτερική κηπουρική, μπορείτε να πάρετε ένα set-up που πηγαίνει για οπουδήποτε από μερικές εκατοντάδες δολάρια ΗΠΑ σε μερικές χιλιάδες.