Simulador do efeito estufa
Equações desta simulação
| S₀ | Luz do Sol no topo da atmosfera S₀ (W/m²) | a constante solar, 1.361 W/m²; dividida por 4 porque uma esfera tem quatro vezes a área do disco que apresenta ao Sol | |
|---|---|---|---|
| α | Albedo α (fração da luz do Sol refletida) | 0,30 para a Terra como um todo: nuvens, gelo e desertos refletem, oceanos e florestas absorvem |
Com os valores atuais:
| T_e | temperatura que a Terra teria sem efeito estufa | cerca de 255 K (−18 °C); σ = 5,67 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴) |
|---|
Com os valores atuais:
| ε | fração do infravermelho do solo que a atmosfera absorve | cerca de 0,77 num modelo de uma camada, o que aquece a superfície até os 15 °C observados |
|---|
Com os valores atuais:
| C | Dióxido de carbono (ppm) | 280 ppm antes da indústria; cada duplicação acrescenta 3,7 W/m² de forçante | |
|---|---|---|---|
| M | Metano (ppb) | 722 ppb antes da indústria | |
| ΔF | forçante radiativa | a energia extra por metro quadrado que o planeta retém, em comparação com o ano de 1750 |
Com os valores atuais:
| λ | parâmetro de sensibilidade climática | K por W/m²: 0,32 só com a resposta de Planck, cerca de 0,8 com as retroalimentações do vapor d'água, do gelo e das nuvens | |
|---|---|---|---|
| C_h | capacidade térmica da camada de mistura do oceano | 8 W·ano/(m²·K), então a temperatura leva anos para acompanhar a forçante | |
| T | temperatura média global da superfície | começa nos 13,8 °C pré-industriais e caminha para o novo equilíbrio |
Com os valores atuais:
Como usar o simulador do efeito estufa
- Fótons amarelos de luz solar descem; uma parte, a que o albedo define, volta direto para o espaço e o resto aquece o chão. O chão manda fótons infravermelhos vermelhos para cima, e quando um deles bate numa molécula de dióxido de carbono ou de metano na atmosfera, é absorvido e reenviado numa direção aleatória, muitas vezes para baixo. Essa energia devolvida é o efeito estufa.
- Aumente o CO₂ e veja mais infravermelho ser capturado. A forçante radiativa salta na hora, mas a temperatura sobe ao longo de anos enquanto o oceano esquenta, até a energia que sai voltar a igualar a que entra. Os gráficos acompanham a temperatura, a forçante e a energia ainda sendo ganha; o gráfico principal mostra o aquecimento no equilíbrio contra o CO₂ para cada escolha de retroalimentações.
- Mude o albedo para ver o que mais gelo ou nuvens fazem, ou a potência do Sol para ver seu efeito menor, e escolha as retroalimentações para ver como a mesma forçante dá 1,2 °C ou 4,5 °C por duplicação do CO₂. O Simulador de radiação de corpo negro mostra por que o Sol brilha em luz visível e a Terra no infravermelho.
Perguntas frequentes
O que é o efeito estufa?
A luz do Sol, quase toda visível, atravessa a atmosfera e aquece a superfície. A superfície quente emite infravermelho, e gases como vapor d'água, dióxido de carbono e metano absorvem boa parte dele e o reemitem em todas as direções, inclusive para baixo. A superfície fica assim cerca de 33 °C mais quente do que ficaria sem eles: 15 °C em média em vez de −18 °C.
O que é forçante radiativa?
A mudança no balanço de energia no topo da atmosfera causada por algo como CO₂ extra, em watts por metro quadrado. A forçante do CO₂ cresce com o logaritmo da concentração, ΔF = 5,35 ln(C ÷ 280): cada duplicação acrescenta cerca de 3,7 W/m². De 280 para 420 ppm são cerca de 2,2 W/m².
O que é sensibilidade climática?
O aquecimento depois que o clima se acomoda após o CO₂ dobrar. Sem retroalimentações seria cerca de 1,2 °C. O ar mais quente retém mais vapor d'água, que também é gás de efeito estufa, e o gelo que derrete escurece a superfície, o que mais ou menos dobra ou triplica esse valor; a faixa provável é de 2,5 a 4 °C, com 3 °C como melhor estimativa.
Por que a temperatura fica atrás do CO₂?
Os oceanos absorvem calor e esquentam devagar. A única camada oceânica misturada desta simulação alcança o equilíbrio em uma década, mais ou menos; o oceano profundo real leva séculos, e por isso a Terra aqueceu até agora cerca de 1,2 °C, embora a forçante atual acabe trazendo mais.
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