Парниковый эффект

1. Запустите симуляцию. Вам доступны три режима: «Waves», «Photons» и «Layer Model». Выберите режим «Layer model». Нажмите кнопку «Start Sunlight», чтобы начать эксперимент.

2. Вы увидите поверхность Земли и непрерывный поток красных и желтых фотонов. Желтые фотоны испускаются солнцем, а красные — инфракрасные фотоны, которые излучает поверхность Земли в ответ на солнечное излучение. Вы можете увеличить количество фотонов, а также замедлить их скорость.

3. Слева находится термометр. Нажмите на стрелку, чтобы изменить единицу измерения температуры: градусы Цельсия (°C), градусы Фаренгейта (°F) или Кельвины (K). Вы также можете отобразить или убрать термометр с экрана.

4. Отобразите на экране индикатор энергетического баланса и измеритель потока фотонов, установив флажки в отделах «Energy balance» и «Flux Meter». Цвет стрелок соответствует цветам фотонов. Вы можете перемещать измеритель сверху вниз, чтобы измерять поток фотонов вблизи земной поверхности или атмосферы.

1. В правой части экрана, в разделе «Sunlight», вы можете регулировать следующие параметры:

• Интенсивность солнечного излучения (Solar intensity): Определяет силу солнечного света, попадающего на поверхность.
• Отражающая способность земной поверхности (Surface albedo): Определяет, насколько сильно поверхность отражает солнечный свет. Чем выше альбедо, тем больше света отражается.

6. Ниже в отделе Infrared Вы сможете добавить в атмосферу слои, поглощающие инфракрасные лучи (Absorbing layers), регулировать их количество , а также интенсивность поглощения (Infrared absorbance). 

Виртуальный эксперимент

7. Нажмите кнопку и перезапустите симуляцию. Установите альбедо на 0,3, чтобы приблизиться к среднему значению альбедо Земли. Включите Flux Meter (Измеритель потока). 

8. Перетащите Измеритель потока чуть выше поверхности. Нажмите на Start Sunlight (Запустить солнечный свет) и дайте симуляции работать, пока температура поверхности не стабилизируется. Земля поглощает фотоны солнечного света (желтые) и затем излучает фотоны инфракрасного излучения (красные).

9.   С помощью Измерителя потока запишите единицы измерения как поступающего, так и исходящего солнечного излучения в таблице ниже. Сделайте то же самое для инфракрасного излучения. Затем рассчитайте общее поступающее и исходящее излучение.

10. Добавьте один поглощающий слой и убедитесь, что Измеритель потока находится ниже поглощающего слоя. Дайте симуляции работать, пока температура поверхности не стабилизируется, и запишите данные в таблице ниже.

• Как фотоны солнечного света взаимодействуют с поглощающим слоем?
• Как фотоны инфракрасного излучения взаимодействуют с поглощающим слоем?

11. Добавьте еще один слой и запишите данные. Наконец, добавьте третий слой и запишите данные.

Таблица 1.

Кол-во слоев	Солнечные лучи In	Инфракрасные лучи In	Общее In	Солнечные лучи Out	Инфракрасные лучи Out	Общее Out	Т поверх- ности
0	4	0	4	1	3	4	-18°C
1
2
3

12. Как изменилась температура поверхности при добавлении поглощающих слоев? Объясните, почему это происходит.

Заключение

Запустив симуляцию, ученики увидели, что добавление слоев, поглощающих инфракрасное излучение (тепло), приводит к повышению температуры поверхности Земли. Это имитирует реальный парниковый эффект, при котором парниковые газы задерживают тепло в атмосфере, что приводит к глобальному потеплению. Чем больше парниковых газов в атмосфере, тем теплее становится на планете.