นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 182 พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

29 / 62

29 ปีที่ 41 ฉบับที่ 182 พฤษภาคม - มิถุนายน 2556
ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับ Greenhouse Effect
บรรยากาศของโลกนั้น ประกอบด้วยก๊าซหลายชนิด
ก๊าซที่เป็นองค์ประกอบหลัก ได้แก่ ออกซิเจน (21%) และ
ไนโตรเจน (78%) ซึ่งก๊าซเหล่านี้ มิใช่ก๊าซเรือนกระจก
ปรากฏการณ์เรือนกระจกซึ่งเกิดจากก๊าซเรือนกระจกหลัก
ได้แก่ ไอน้ำ� คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และไนตรัสออกไซด์
ซึ่งมีองค์ประกอบเพียงส่วนน้อยในก๊าซเหล่านี้ ซึ่งก๊าซเหล่านี้
ดูดกลืน (absorb) รังสีอินฟราเรดหรือพลังงานความร้อนที่
ปลดปล่อยจากพื้นโลกสู่บรรยากาศ และปลดปล่อย
โดยการแผ่รังสีกลับสู่พื้นโลก (back radiation) เป็นสาเหตุ
หนึ่งที่อาจทำ�ให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น
ภาพที่ 1 แสดงแผนภาพสมดุลพลังงานของโลก
รังสี (พลังงาน) จากดวงอาทิตย์ ประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก
ได้แก่ อัลตราไวโอเลต (UV) แสงสว่าง (visible light) และ
รังสีอินฟราเรด (พลังงานความร้อน) เมื่อรังสีดวงอาทิตย์ที่แผ่
มายังโลกในสภาพช่วงคลื่นสั้น (ลูกศรสีเหลือง) ตกกระทบกับ
ชั้นบรรยากาศ เมฆ ละอองลอย และพื้นผิวโลก จะสะท้อน
กลับออกไปสู่อวกาศ คิดเป็นปริมาณพลังงานรวม 29.8 %
โดยเฉพาะพื้นที่ที่มีความสว่าง เช่น บริเวณขั้วโลกที่ปกคลุม
ไปด้วยธารน้ำ�แข็ง เปอร์เซ็นต์ในการสะท้อนกลับนี้ เรียกว่า
albedo ส่วนที่เหลือจะถูกดูดกลืนไว้โดยชั้นบรรยากาศ และ
เมฆ 22.6 % พื้นแผ่นดินและมหาสมุทร 47.9 % รวมเป็น
70.5 %
จากนั้น พื้นแผ่นดิน และมหาสมุทรคายพลังงานที่ดูด
กลืนไว้ในสภาพรังสีความร้อน (สภาพคลื่นยาว) จากพื้นโลก
117 % ส่วนหนึ่งของพลังงานความร้อนแผ่รังสีกลับสู่อวกาศ
โดยตรง 11.8 % ส่วนพลังงานความร้อนที่เหลือ 58.8 % ถูก
ปลดปล่อย (emitted) จากชั้นบรรยากาศและเมฆ พลังงาน
ความร้อนถูกปลดปล่อยสู่อวกาศ โดยการแผ่รังสี รวมทั้งหมด
70 %
โดยเฉลี่ยในระยะยาว ปริมาณพลังงานที่โลกแผ่รังสี
กลับออกไปสู่อวกาศจะเท่า ๆ กับปริมาณรังสีดวงอาทิตย์
ที่พื้นแผ่นดิน มหาสมุทร และชั้นบรรยากาศของโลกดูด
กลืนไว้ ทำ�ให้เกิดความสมดุลของพลังงานในระบบโลก ดัง
จะเห็นได้จากพลังงานจากดวงอาทิตย์ที่โลกได้รับเข้ามา
100 % จะสะท้อนกลับไปสู่อวกาศทันที 30 % ที่เหลือจะ
ถูกดูดกลืนไว้โดยชั้นบรรยากาศและพื้นผิวโลกแล้วปล่อย
กลับไปสู่อวกาศอีกครั้ง โดยการแผ่รังสี คิดเป็น 70 %
รวมพลังงานทั้งสองส่วนเป็น 100 % หน่วยของพลังงาน
ดังกล่าววัดเป็น วัตต์ต่อตาราง เมตร (wat t s per
square meter หรือ W/m2)
การสมดุลพลังงานอีกทางหนึ่ง คือ การแผ่รังสีจากชั้น
บรรยากาศ (back radiation) กลับสู่พื้นผิวโลก 100 %
ซึ่งเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ปรากฏการณ์เรือนกระจก โดย
สาเหตุหลักเกิดจาก ไอน้ำ�ในบรรยากาศ ก๊าซเรือนกระจก
เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และก๊าซส่วนน้อยอื่น ๆ มี
ส่วนช่วยให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกเพิ่มสูงขึ้น
นอกจากนั้นบริเวณพื้นผิวโลก กระบวนการถ่ายเทความ
ร้อนยังเกิดจากกระบวนการนำ�และพาความร้อน (conduc-
tion and convection) 5.3 % และการระเหยของน้ำ �จาก
พืช (evapotranspiration)