복사에너지와 지구 온난화의 관계에 대하여

이번 글에서는 지구 복사에너지, 복사 평형의 정의에 대하여 말씀드리며 지구 온난화와의 관계에 대하여 다루겠습니다.

 

1. 복사 에너지

• 물체가 복사의 형태로 방출하는 에너지
• 복사 : 열이 물질의 도움 없이 직접전달되는 현상
• 표면 온도가 높은 물체일수록 많은 양의 에너지가 방출된다.

(1) 태양 복사 에너지

• 정의 : 태양이 방출하는 복사 에너지
• 방출 파장 : 가시광선 (가장 많음), 적외선, 자외선 등

(2) 지구 복사 에너지

• 정의 : 지구가 방출하는 복사 에너지
• 방출 파장 : 주로 적외선

 

2. 지구의 복사평형

(1) 복사평형

• 복사 평형 : 물체가 흡수하는 복사 에너지의 양과 방출하는 복사 에너지의 양이 같아 물체의 온도가 일정하게 유지되는 상태
• 지구의 복사 평형 : 지구가 흡수하는 태양 복사 에너지양과 지구가 방출하는 지구 복사 에너지 양이 같다.

(2) 지구의 연평균 기온이 일정하게 유지되는 까닭

• 지구는 태양으로부터 끊임없이 에너지를 받고 있으나 복사 평형을 이루고 있기 때문에 기온이 일정하게 유지된다.

(3) 지구의 복사평형

• 지구로 들어오는 태양 복사 에너지 : 대기와 지표면에 의한 반사(30%) + 대기와 구름에 흡수 (20%) + 지표면에 흡수 (50%)
• 우주로 방출되는 지구 복사 에너지 : 지표면에서 우주로 방출 (6%) + 대기에서 우주로 방출 (64%)
• 복사 평형 : 지구가 흡수하는 태양 복사 에너지양 (70%) = 지구가 방출하는 지구 복사 에너지양 (70%)

 

3. 지구 온난화

(1) 온실효과

• 지구는 온실효과 때문에 대기가 없을 때 보다 높은 온도에서 복사 평형을 이룬다
• 정의 : 지구 복사 에너지의 일부가 지구 대기에 흡수되었다가 지표로 재방출되어 지구의 평균 온도를 높이는 현상
• 온실 기체 : 온실효과를 일으키는 기체 (수증기, 이산화 탄소, 메테인, 오존, 프레온 가스 등)

(2) 지구 온난화

• 정의 : 대기 중 온실 기체의 양이 증가함에 따라 온실효과가 증가하여 지구의 평균 기온이 높아지는 현상
• 원인 : 석탄, 석유와 같은 화석 연료의 사용령 증가, 무분별한 개발로 인한 숲의 면적 감소 등 가장 큰 원인은 이산화탄소이다.
• 원인 : 석탄, 석유와 같은 화석 연료의 사용령 증가, 무분별한 개발로 인한 숲의 면적 감소 등 가장 큰 원인은 이산화탄소이다.
• 해결 방안 : 온실 기체의 배출량 줄이기, 친환경 에너지 개발, 삼림 보존, 국제 협력 등

(3) 지구 온실효과와 복사 평형

• 대기가 없는 경우 : 흡수한 태양 복사 에너지를 그대로 지구 복사 에너지로 방출한다. 지구의 퍙균 기온은 약 –18도가 될 것이다.
• 대기가 있는 경우 : 지구 복사 에너지의 일부를 대기 중의 온실 기체가 흡수한 후 지표로 재방출하여 지구의 평균 기온을 높게 유지시킨다. 지구의 평균 기온은 약 15도이다.

 

여기까지 중학교 3학년 과학 과정중 하나인 복사에너지에 대하여 다루었습니다.