학문
수려한집게벌레191
대기 중 이산화탄소 농도가 증가하면 기후 변화가 발생한다고 하네요. 이산화탄소가 온실 효과를 일으키는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요~ 요즘 기후변화가 심각해서 걱정입니다.
대기 중 이산화탄소 농도가 증가하면 기후 변화가 발생한다고 하네요. 이산화탄소가 온실 효과를 일으키는 이유가 궁금합니다.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
태양에서 지구로 들어오는 에너지는 주로 가시광선 형태로 대기를 통과해 지표면에 도달합니다. 지표는 이 에너지를 흡수해 따뜻해지고, 다시 적외선 형태의 복사 에너지를 방출합니다. 그런데 대기 중에 존재하는 이산화탄소는 이러한 적외선을 잘 흡수하는 성질을 가지고 있습니다. 흡수된 에너지는 분자 운동을 통해 다시 여러 방향으로 방출되는데, 그중 일부는 지표로 되돌아가면서 지구 표면을 더 따뜻하게 만듭니다.
이 과정은 마치 지구를 덮고 있는 담요와 같아서, 적당한 농도의 이산화탄소는 지구가 너무 차갑지 않게 유지하는 데 꼭 필요합니다. 그러나 산업화 이후 화석 연료 사용과 삼림 파괴로 인해 이산화탄소 농도가 급격히 증가하면서, 지구가 방출해야 할 열이 대기 속에 갇히는 양이 많아졌습니다. 그 결과 평균 기온이 상승하고, 빙하가 녹으며, 해수면이 높아지고, 폭염·폭우 같은 극한 기상 현상이 잦아지는 등 기후 변화가 심화되고 있습니다.
즉, 이산화탄소는 본래 지구 생명 유지에 중요한 역할을 하지만, 지나치게 많아지면 지구의 에너지 균형을 깨뜨려 기후 위기를 불러오는 양날의 검 같은 존재라고 할 수 있습니다.
채택 보상으로 218베리 받았어요.
채택된 답변안녕하세요.
이산화탄소가 온실 효과를 일으키는 이유는 이 분자가 지구에서 방출되는 열에너지를 선택적으로 흡수하고 다시 방출하는 물리적 성질을 가지고 있기 때문입니다.
지구는 태양으로부터 주로 가시광선 형태의 에너지를 받는데요, 이 빛은 대기를 비교적 쉽게 통과하여 지표면을 가열합니다. 따뜻해진 지표는 에너지를 다시 방출하는데, 이때는 가시광선이 아니라 더 긴 파장의 적외선 형태로 방출됩니다. 문제는 이 적외선이 대기 중의 특정 기체들에 의해 흡수된다는 점입니다.
이산화탄소는 직선형 분자 구조를 가지고 있지만, 분자의 진동 모드가 적외선 파장과 잘 맞기 때문에 지표에서 방출된 적외선을 흡수하여 분자가 진동 에너지로 바꾸게 됩니다. 이때 흡수된 에너지는 곧바로 사라지지 않고, 이산화탄소 분자가 다시 모든 방향으로 재방출하게 되므로결과적으로 일부 에너지는 우주로 빠져나가지만, 일부는 다시 지표 방향으로 되돌아오게 됩니다. 따라서 지표와 대기가 추가적으로 따뜻해지는 효과가 나타납니다.
즉 이산화탄소는 열이 빠져나가는 것을 방해하는데요, 이는 마치 담요가 몸의 열을 가두는 것처럼, 대기가 열을 붙잡는 역할을 하게 됩니다. 이렇게 이산화탄소 농도가 증가하면 대기 중에서 적외선을 흡수할 수 있는 분자의 수가 많아지므로, 더 많은 열이 대기 내에 머무르게 됩니다. 이로 인해 지구의 평균 기온이 상승하게 되며, 이 현상이 장기적으로는 기후 변화로 이어지게 되는 것입니다. 또한 말씀해주신 것처럼 이산화탄소는 수증기와 함께 작용하여 온실 효과를 증폭시키는 역할도 하는데요 온도가 올라가면 대기 중 수증기가 증가하고, 수증기 역시 강력한 온실기체이기 때문에 추가적인 온난화를 유도하는 양의 되먹임이 발생합니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
이산화탄소가 왜 온실가스인지 알려드리겠습니다.
이산화탄소가 지표면서 반사되는 적외선을 흡수하는 성질이 있기 때문입니다.
태양으로 부터 지구로 들어오는 에너지는 파장이 짧은 가시광선 형태 입니다. 하지만 반대로 지구에서 지구 바깥으로 방출되는 에너지는 적외선 형태 입니다.
이 적외선이 열 에너지를 가지고 있는데 이것을 대기중의 이산화탄소가 흡수를 하게 되면서 다시 방출을 하게 되는데 이때 방출하는 방향이 지구 밖이 아닌 지구 안을 향하기 때문에 열에너지가 반사되어 다시 대기로 오는 효과를 내게 됩니다.
그래서 지구가 온실처럼 따뜻해지는 것 입니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)