¿Cuánto afecta la temperatura de un planeta al forzamiento radiativo de CO2 de un planeta?

Tienes toda la razón en que la temperatura de un planeta afecta la potencia de los diferentes gases de efecto invernadero. De hecho, como ha señalado, hay áreas donde no hay líneas de absorción importantes, por lo que el forzamiento radiativo de los gases de efecto invernadero sería mínimo. Hay algunas cosas a considerar:

  • La temperatura de la superficie depende en gran medida de la distancia y la intensidad de la estrella central de un planeta. Independientemente de la composición atmosférica, la temperatura de un planeta tiene límites.
  • Incluso cuando tiene un pico de emisión a una determinada frecuencia, la absorción del cuerpo negro es amplia, por lo que se excita una amplia gama de frecuencias. Esto normalmente se cuantifica en la emisividad de una atmósfera, que mide la eficacia con la que los gases absorben los espectros emitidos desde la superficie.
  • La cantidad de gas en un planeta altera significativamente no solo la cantidad de radiación que se puede absorber, sino también qué tan anchas son las bandas.

Todos estos hechos interactúan para estabilizar una temperatura de equilibrio. Ciertamente hay algunos “puntos dulces” para la absorción de IR, y estos podrían limitar la estabilidad de ciertos equilibrios, tal vez incluso causando que algunas temperaturas de la superficie sean inestables. Esto lleva a casa que, dado que nuestra temperatura planetaria emite justo en el medio de una banda de CO2, nuestra temperatura planetaria es más sensible a la concentración de CO2 de lo que sería de otra manera.

La imagen a continuación de Clive Best puede ayudar (con suerte, la imagen es precisa). El CO2 absorbe la radiación IR principalmente en el rango de 15 micrómetros (resaltado a continuación) y puede ver la radiación disponible en la banda de onda de absorción principal del CO2 como una proporción de todo el espectro de radiación. Cuanto mayor es la temperatura, menor es la banda de absorción de CO2 como porcentaje del espectro total de radiación emitida. Es por eso que el CO2 se comporta cuasi-logarítmicamente. Entonces, la intensidad de la absorción de radiación del CO2 en Venus a una temperatura de 740 ° K sería de aproximadamente 250 W / m2, la intensidad en la Tierra a una temperatura de 300 ° K sería de aproximadamente 25 W / m2, la intensidad en Marte a 200 ° K sería aproximadamente 5 W / m2, y la intensidad de absorción en un planeta en el medio de Venus y la Tierra a una temperatura de 500 ° K sería aproximadamente 100 W / m2. Sorprendentemente, el CO2 en Venus solo sería aproximadamente 10 veces más eficiente en la absorción de radiación que en la Tierra, que no es tanto. Pero esto ignora la ampliación de la presión. A medida que aumenta la concentración de CO2, su banda de onda de absorción se amplía y puede absorber la radiación en un espectro más amplio. ¡Venus tiene una asombrosa ~ 160,000 veces la masa de CO2 que la Tierra! Por lo tanto, la ampliación de la presión sobre Venus seguramente será considerable.

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