Toolyard

Simulator Efek Rumah Kaca

Persamaan dalam simulasi ini

sinar matahari yang diserap = S₀ (1 − α) ÷ 4
S₀Sinar matahari di puncak atmosfer S₀ (W/m²)konstanta matahari, 1.361 W/m²; dibagi 4 karena bola memiliki luas empat kali piringan yang dihadapkannya ke Matahari
αAlbedo α (bagian sinar matahari yang dipantulkan)0,30 untuk Bumi secara keseluruhan: awan, es, dan gurun memantulkan, lautan dan hutan menyerap

Dengan nilai saat ini:

T_e = (S₀ (1 − α) ÷ 4σ)^(1/4)
T_esuhu Bumi seandainya tanpa efek rumah kacasekitar 255 K (−18 °C); σ = 5,67 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴)

Dengan nilai saat ini:

T_s = T_e × (2 ÷ (2 − ε))^(1/4)
εbagian inframerah dari permukaan tanah yang diserap atmosfersekitar 0,77 dalam model satu lapis, yang menghangatkan permukaan sampai 15 °C yang teramati

Dengan nilai saat ini:

ΔF = 5.35 ln(C ÷ 280) + 0.036 (√M − √722) − (S₀ ÷ 4) Δα + (1 − α) ΔS₀ ÷ 4
CKarbon dioksida (ppm)280 ppm sebelum era industri; setiap penggandaan menambah gaya radiatif 3,7 W/m²
MMetana (ppb)722 ppb sebelum era industri
ΔFgaya radiatifenergi tambahan per meter persegi yang ditahan planet, dibandingkan dengan tahun 1750

Dengan nilai saat ini:

ΔT_eq = λ ΔF, C_h dT ÷ dt = ΔF − (T − T₀) ÷ λ
λparameter sensitivitas iklimK per W/m²: 0,32 hanya dengan respons Planck, sekitar 0,8 dengan umpan balik uap air, es, dan awan
C_hkapasitas panas lapisan campuran lautan8 W·tahun/(m²·K), jadi suhu butuh bertahun-tahun untuk mengejar gaya radiatif
Tsuhu permukaan rata-rata globalmulai dari 13,8 °C pra-industri dan bergerak menuju kesetimbangan baru

Dengan nilai saat ini:

Cara memakai simulator efek rumah kaca

  1. Foton kuning sinar matahari turun; sebagian, sebesar albedo, langsung terpantul kembali ke angkasa dan sisanya menghangatkan tanah. Tanah memancarkan foton inframerah merah ke atas, dan ketika satu foton mengenai molekul karbon dioksida atau metana di atmosfer, foton itu diserap lalu dipancarkan ke arah acak, sering kali kembali ke bawah. Energi yang kembali itulah efek rumah kaca.
  2. Naikkan CO₂ dan lihat lebih banyak inframerah tertangkap. Gaya radiatif langsung melonjak, tetapi suhu naik selama bertahun-tahun sementara lautan menghangat, sampai energi yang keluar kembali seimbang dengan yang masuk. Grafik mengikuti suhu, gaya radiatif, dan energi yang masih bertambah; grafik utama menampilkan pemanasan saat setimbang terhadap CO₂ untuk setiap pilihan umpan balik.
  3. Ubah albedo untuk melihat pengaruh lebih banyak es atau awan, atau daya Matahari untuk efeknya yang lebih kecil, dan pilih umpan balik iklim untuk melihat bagaimana gaya radiatif yang sama menghasilkan 1,2 °C atau 4,5 °C per penggandaan CO₂. Simulator Radiasi Benda Hitam menunjukkan mengapa Matahari bersinar dalam cahaya tampak dan Bumi dalam inframerah.

Pertanyaan umum

Apa itu efek rumah kaca?

Sinar matahari, sebagian besar cahaya tampak, menembus atmosfer dan menghangatkan permukaan. Permukaan yang hangat memancarkan inframerah, dan gas seperti uap air, karbon dioksida, dan metana menyerap sebagian besarnya lalu memancarkannya lagi ke segala arah, termasuk ke bawah. Akibatnya permukaan sekitar 33 °C lebih hangat daripada tanpa gas itu: rata-rata 15 °C, bukan −18 °C.

Apa itu gaya radiatif?

Perubahan keseimbangan energi di puncak atmosfer yang disebabkan oleh sesuatu seperti CO₂ tambahan, dalam watt per meter persegi. Gaya radiatif CO₂ bertambah dengan logaritma konsentrasinya, ΔF = 5,35 ln(C ÷ 280): setiap penggandaan menambah sekitar 3,7 W/m². Dari 280 ke 420 ppm nilainya sekitar 2,2 W/m².

Apa itu sensitivitas iklim?

Pemanasan setelah iklim menetap kembali sesudah CO₂ berlipat dua. Tanpa umpan balik nilainya sekitar 1,2 °C. Udara yang lebih hangat menahan lebih banyak uap air, yang juga gas rumah kaca, dan es yang mencair menggelapkan permukaan, sehingga nilai itu kira-kira berlipat dua atau tiga; rentang yang mungkin adalah 2,5 sampai 4 °C, dengan 3 °C sebagai perkiraan terbaik.

Mengapa suhu tertinggal dari CO₂?

Lautan menyerap panas dan menghangat perlahan. Satu lapisan laut tercampur dalam simulasi ini menyusul dalam sekitar satu dekade; lautan dalam yang sebenarnya butuh berabad-abad, karena itu Bumi sejauh ini baru menghangat sekitar 1,2 °C walaupun gaya radiatif saat ini pada akhirnya akan membawa lebih banyak.

Katanya WebGL dimatikan.

Tampilan 3D memerlukan WebGL, yang dimiliki semua browser terkini. WebGL bisa nonaktif jika akselerasi perangkat keras dimatikan di pengaturan browser, atau karena driver grafis yang sangat lama. Nyalakan akselerasi perangkat keras, atau coba browser lain.

Apakah ada yang diunggah?

Tidak. Simulasi digambar oleh browser Anda sendiri dengan WebGL; tidak ada yang dikirim ke mana pun, dan simulasi tetap berjalan offline setelah halaman dimuat.

Simulasi sains lainnya

Kalkulator dan alat terkait

Panduan