Cum funcționează o seră?

Datorită preocupărilor tot mai mari cu privire la schimbările climatice (denumite adesea „încălzirea globală”) și a limbajului care a apărut în jurul acestei preocupări, este probabil ca la fel de mulți persoanele mai tinere au auzit termeni precum „efectul de seră” și „gazele cu efect de seră” decât au fost în interiorul unei sere reale sau știu ce o astfel de structură chiar este.

O seră bine îngrijită este un loc liniștit și plăcut vizual de vizitat sau de lucru, deși mediul este probabil prea cald și umed pentru gusturile unora. Cu toate acestea, îngrijorările cu privire la gazele cu efect de seră și efectele acestora asupra climei Pământului sunt altceva decât atrăgătoare, iar îngrijorările legate de încălzirea globală devin mai îngrijorătoare până în an. În timp ce serele reale nu sunt responsabile pentru efectul care le poartă numele, principiile de bază fac un studiu interesant al unor principii fizice de bază.

O seră este numită astfel deoarece este o structură destinată creșterii plantelor, iar majoritatea plantelor sunt verzi, cel puțin parțial. Evident, puteți avea plante și în casa dvs., dar serele sunt construite pentru a maximiza „confortul” plantelor. Prin analogie, puteți juca baschet pe o cale de asfalt folosind un singur cerc improvizat, dar puține ar susține că acest lucru este la fel de util pentru a vă îmbunătăți jocul ca un teren interior cu două coșuri la un nivel podea.

Ce face o seră specială? În primul rând, este cantitatea de lumină, temperatura controlată și cantitatea ușor de manipulat de umiditate pe care o primesc plantele. Unele sere sunt dedicate „culturilor” care nu sunt consumate și sunt folosite doar decorativ sau pentru ocazii speciale, precum florile. Altele prezintă plante care dau naștere la produse comestibile, cum ar fi roșiile. Serele au tavan de sticlă, care servește atât pentru a admite o cantitate mare de lumină, cât și pentru a prinde căldura în interiorul structurii. Când soarele apune, căldura nu se disipează la fel de repede ca în aer liber, permițând înflorirea plantelor care nu tolerează bine nopțile reci.

Din punct de vedere fizic, ceea ce încălzește o seră este același lucru care încălzește interiorul unei mașini într-o zi însorită. Lumina infraroșie cu lungime de undă mai mică pătrunde în structură prin sticlă și, după aceste raze invizibile, dar calde, sar în jurul lor, devin energie electromagnetică cu lungime de undă mai mare și tind să rămână în interior, absorbindu-se de ei împrejurimi. Aceste împrejurimi, într-o seră, includ suprafețele cu frunze ale plantelor, care folosesc lumina soarelui pentru a conduce fotosinteza sau crearea de glucoză (hrană) pentru energie.

Principalele gaze cu efect de seră sunt dioxidul de carbon, metanul, vaporii de apă și oxidul de azot. Aceste molecule de gaz sunt mai slab conectate decât majoritatea moleculelor, astfel încât atunci când le lovește căldura, acestea tind să vibreze. Aceste molecule vibrante eliberează căldură, din care o mare parte este apoi absorbită de moleculele vecine de gaze cu efect de seră. Acest ciclu menține aerul din apropiere neobișnuit de cald.

Cea mai mare parte a atmosferei constă din azot, care reprezintă peste trei sferturi din atmosferă, și oxigen, care reprezintă aproximativ o cincime. Ambele gaze includ doi atomi identici (N₂ și O₂). Legăturile care țin aceste molecule împreună sunt strânse și permit puține vibrații, astfel încât acestea nu rețin bine căldura și, prin urmare, nu contribuie semnificativ la efectele de seră.

Dioxid de carbon (CO₂): Moleculele de dioxid de carbon alcătuiesc doar o mică parte din atmosferă, dar exercită totuși un efect foarte puternic asupra climei. În jurul mijlocului anilor 1850, înainte de începutul Revoluției Industriale și a arderii aferente de cărbune, atmosfera deținea aproximativ 270 de părți pe milion de volum (ppmv) de CO₂. Acest nivel a crescut constant, pe măsură ce arderea cărbunelui și a altor combustibili fosili, cum ar fi benzina, au eliberat mai mult gaz în atmosferă. CO₂ nivelul atmosferei se ridică acum la aproximativ 400 (ppmv), o creștere de 50%.

Oponenții întregii idei de schimbări climatice provocate de om pot indica faptul că CO₂ reprezintă o fracțiune atât de mică din atmosferă, chiar și în această epocă a industriei grele, încât nu poate avea efecte semnificative asupra climei. Aceasta este o idee ușor de popularizat, deoarece are un anumit sens intuitiv. Dar, de asemenea, „are sens” faptul că un nivel mic de bacterii microscopice din sânge, cântărind mult mai puțin de un miligram în total, nu poate fi suficient pentru a provoca boli grave și că nivelurile mici de venin de șarpe nu pot fi periculoase sau mortal. Aceste idei sunt în mod clar o prostie, așa că intuiția, în știință, poate fi un ghid notoriu sărac.

Metan (CH₄): Metanul este un puternic gaz cu efect de seră, cu capacitatea de a absorbi mult mai multă căldură, moleculă pentru moleculă, decât poate bioxidul de carbon. Constând dintr-un singur atom de carbon unit cu patru atomi de hidrogen, CH₄, ca și CO₂, se găsește în cantități mici în atmosferă, dar poate avea un impact considerabil asupra încălzirii globale. Gazul metan este emis de animale și, ca cea mai simplă moleculă care se califică drept hidrocarbură, este folosit și ca combustibil. Când metanul este ars, dioxidul de carbon este eliberat în atmosferă ca produs secundar, făcând metanul atât un contribuitor direct, cât și indirect, la efectul de seră.

După cum sa menționat, chiar dacă doar o mică parte din gazele din atmosfera Pământului se califică drept gaze cu efect de seră, acestea au un efect substanțial asupra climei, indiferent dacă au ajuns acolo ca urmare a proceselor naturale sau datorită omului Activități. La un moment dat în secolul 21, cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă va fi probabil de două ori mai mare decât era la începutul secolului. Nivelurile altor gaze cu efect de seră, în principal metan și oxid de azot, sunt de asemenea în creștere. Cantitatea de gaze cu efect de seră crește proporțional cu cantitatea de combustibili fosili care sunt arși, ceea ce elimină nu numai gazele cu efect de seră, ci și poluarea aerului în atmosferă. Gazele cu efect de seră își găsesc drumul în atmosferă și din alte surse. Animalele eliberează gaz metan în timpul digestiei alimentelor. În plus, procesele aparent benigne pot contribui cu cantități non-banale de CO₂ la mix. De exemplu, deoarece cimentul este fabricat din calcar, se eliberează dioxid de carbon.

Cu mai multe gaze cu efect de seră în atmosferă, creând ceva de genul unui tavan invizibil (nu spre deosebire de o seră reală), căldura care trece în sus este mai probabilă să fie oprit decât să iasă complet din atmosferă, deoarece gazele cu efect de seră suplimentare absorb, apoi radiază, această căldură ca infraroșu radiații. O parte din căldură se va îndepărta de Pământ, dar o parte din aceasta va fi absorbită de moleculele de gaze cu efect de seră din apropiere, iar altele se vor întoarce din nou la suprafața Pământului. Astfel, printr-o varietate de mecanisme, pe măsură ce se acumulează gaze cu efect de seră, planeta continuă să se încălzească. Ghețarii se retrag, gheața de la ambii poli ai Pământului se topește, oceanele se încălzesc și devin mai acide, zăpada acoperirea la nivel mondial este diminuată și evenimentele meteorologice catastrofale, cum ar fi uraganele, devin tot mai mari banal.

A-ți crea propria seră nu este un proiect banal, dar cu suficientă ambiție, nu depășește mijloacele unei persoane sau unui grup pasionat. Indiferent dacă doriți să protejați plantele de vară în timpul iernii, începeți în primăvară pe plantele de amenajare a primăverii sau pur și simplu învățați un pic despre horticultura interioară, puteți obține o amenajare de oriunde, de la câteva sute de dolari SUA la câțiva mie.