همهی ما میدانیم که این خورشید است که زمین را گرم میکند. هریک از ما این موضوع را خیلی زود خودمان کشف میکنیم، آنوقتی که اولین بار گرمای نور خورشید را روی بدنمان احساس میکنیم. ما نور خورشید را با چشمانمان میبینیم که ما را گرم میکند، چرا که بخش زیادی از این نور در ناحیهی مرئیست. پس نور خورشید در ناحیهی مرئی وارد زمین میشود و ما و کرهی زمین را گرم میکند. وقتی که دمای ما و دیگر اجزای زمین بالا رفت، حالا ما از خودمان نور متصاعد میکنیم. اما انرژی ما مثل خورشید بالا نیست که از ما نور مرئی ساطع شود. نوری که ما و دیگر اجسام در محیط از خودمان ساطع میکنیم به صورت پرتوهای فروسرخ است.
شما میتوانید این پرتوها را با دوربینهای مخصوص و به شکل تصویر بالا مشاهده کنید. وقتی که زمین با نور خورشید گرم شد، کل زمین نیز شروع به ساطع کردن پرتوهای فروسرخ میکند و گرما را از طریق این پرتوها به سمت فضا پرتاب میکند. این اتفاق خیلی خوب است. یعنی ما انرژی را به صورت نور مرئی از خورشید دریافت میکنیم و بعد به صورت نور فروسرخ به سمت فضا میفرستیم. این مساله باعث میشود که ما در یک تعادل گرمایی باشیم و دمای زمین تغییر نکند و زیاد نشود. به همین خاطر میانگین دمای سطح زمین در حدود پانزده درجه باقی میماند که برای حیات ما و دیگر موجودات زنده عالیست.
حالا دوباره برگردیم به همان بحث نور مرئی و نور فروسرخ. چشمان ما در ناحیهی نور مرئی میبیند. هوای اطراف ما نیز به گونهایست که نور مرئی را جذب نمیکند. مثلا وقتی ما به داخل سونای بخار میرویم، همدیگر را نمیبینیم. علت این موضوع این است که ذرات بخار آب نور مرئی را به خود جذب میکند و ما دیگر قادر نیستیم همدیگر را ببینیم. وقتی هوا ابریست نیز همین اتفاق میافتد و ما خورشید را نمیبینیم. یا مثلا ذرات معلق در هوای آلودهی شهرهای صنعتی نور مرئی را جذب میکنند و ما باز نمیتوانیم خوب ببینیم. اما در روی زمین، هوا همیشه مه آلود و یا آلوده نیست و مولکولهای نیتروژن و اکسیژن و کربن دیاکسید داخل هوا، نمیتوانند نور مرئی را جذب کنند و در نتیجه ما خیلی راحت همدیگر را میبینیم.
اما اگر چشمان ما به جای نور مرئی، در ناحیهی فروسرخ عمل میکرد چطور؟ آنوقت ما از فاصلهی چند متری هم نمیتوانستیم همدیگر را ببینیم. علتش نیز این است که حدود چهار صدم درصد (حجمی) از هوای اطراف ما را کربن دی اکسید تشکیل میدهد و این کربن دی اکسید به شدت نور فروسرخ را به خودش جذب میکند. آنوقت همین کربن دی اکسید نمیگذارد که نور فروسرخ به چشمان ما برسد و دنیای ما تیره و تار میشد.
اما خوشبختانه چشمان ما در ناحیهی نور مرئی عمل میکند و کربن دی اکسید نیز نسبت به نور مرئی بیتفادت است. حالا این اطلاعات را با اطلاعات قبلیمان مقایسه کنیم. نور خورشید در ناحیهی مرئی به زمین میرسد و برای ما گرما و انرژی به ارمغان میآورد. زمین گرم میشود و میخواهد آن گرما را به صورت نور فروسرخ به فضا برگرداند تا محیط زمین گرمتر نشود. اما وقتی زمین نور فروسرخ را برمیگرداند، مولکول کربن دی اکسید که نور فروسرخ را خیلی زیاد جذب میکند، مانع برگشتن گرما به فضا میشود. اگر کربن دیاکسید خیلی زیاد مانع برگشتن این گرما به فضا شود، زمین پیوسته گرمتر خواهد شد. این همان اتفاقی است که به آن اثر گلخانهای میگویند.
فعالیتهای صنعتی ما باعث افزایش بیش از حد کربن دی اکسید و مولکولهای مشابه آن شده و این منجر به گرمایش زمین و تغییرات اقلیمی گردیده است.
– ابا اباد