온실가스가 대기에 미치는 영향

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온실가스는 지구의 온도를 일정하게 유지하는데 중요한 역할을 합니다. 대기 중의 아주 작은 비율을 차지하고 있지만, 온실가스 덕인해 지구에서 생명체들의 존재가 가능하게 됩니다. 다음과 같이 요약할 수 있습니다.

온실가스는 대기 중에서 약 0.04%의 비율로 존재합니다.
온실가스가 아예 없다면, 지구의 평균 기온은 영하 19도로 추정되어 생명체들의 환경으로는 적합하지 않을 것입니다. 이는 적외선 에너지가 지구 대기를 빠져나가기 때문입니다.
온실가스 덕분에 지구는 평균 기온 15도를 유지하며 인간들이 생존할 수 있는 환경을 만들어줍니다.
주요 온실가스 종류로는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황 등이 있습니다.
그러나 과도한 온실가스의 농도 증가는 지구 온난화 현상을 야기하여 환경 문제로 이어질 수 있습니다. 따라서 온실가스 배출을 줄이는 노력이 필요합니다.

온실효과는 지구의 온도를 유지하는 중요한 역할을 합니다. 온실효과는 프랑스 수학자 조제프 푸리에가 1824년에 처음으로 발견한 이론입니다. 요약하면 다음과 같습니다.

온실효과 이론: 지구가 계속 뜨거워지지 않는 이유는 지구가 받은 태양 에너지만큼 에너지를 방출하기 때문이라고 조제프 푸리에가 제안했습니다.
지구의 이론적 평균 기온: 온실효과가 없다면 지구의 기온은 영하 15도가 되어야 하지만, 실제로는 온실효과 덕분에 평균 기온이 더 높습니다.
지구 대기의 온실 역할: 대기 중의 온실가스는 지구를 따뜻하게 유지하고, 온실 안이 따뜻해지는 것처럼 지구가 더 따뜻해진다는 것을 알아냈습니다.

 

온실효과는 적절한 수준에서는 지구의 생명체들이 생존할 수 있는 환경을 제공하지만, 과도한 온실가스 농도가 지구 온난화를 초래해 환경 문제를 야기할 수 있습니다. 따라서 온실가스 배출을 줄이는 노력들이 필요합니다.

온실가스가 온도를 올리는 원리는 적외선 복사 에너지를 흡수하고 대기 중 인접한 다른 분자들과 에너지를 공유하는 과정입니다. 간략하게 요약하면 다음과 같습니다.

공기 분자의 흡수 능력: 이원자 분자(질소와 산소)와 단원자 분자(아르곤)는 대기의 대부분을 차지하지만, 적외선을 흡수하지 않습니다.
온실가스의 적외선 복사 에너지 흡수: 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 프레온 등 이핵분자가 적외선 복사 에너지를 흡수합니다.
에너지 공유 과정: 에너지를 흡수한 이핵분자는 공기 중에서 움직이며 주변 질소와 산소와 같은 분자와 에너지를 공유해 공기의 운동 에너지를 증가시키고 기온을 상승시킵니다.
이산화탄소의 영향력: 비록 대기 중 이산화탄소의 비율이 0.04% 정도지만, 적외선 흡수 능력이 높아 1%로 농도가 증가하면 지구 평균 기온이 100도에 이를 수 있을정도입니다.

 

이와 같은 원리로 인해, 온실가스의 농도가 증가하면 지구 온난화 현상이 더욱 가속화될 수 있으므로, 온실가스 배출량을 줄이는 노력이 필요합니다.

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