Jak to możliwe, że dwutlenek węgla ogrzewa atmosferę, skoro jest cięższy od powietrza? Przecież powinien gromadzić się przy powierzchni Ziemi, a nie unosić?
Jak to możliwe, że dwutlenek węgla ogrzewa atmosferę, skoro jest cięższy od powietrza? Przecież powinien gromadzić się przy powierzchni Ziemi, a nie unosić?
Cząsteczki dwutlenku węgla CO2 o masie cząsteczkowej 44 są cięższe od azotu N2 (28), tlenu O2 (32) czy argonu Ar (36). Gdyby dominującym mechanizmem był proces sortowania grawitacyjnego, atmosfera składałaby się z warstw: najbliżej powierzchni ozonowej, dalej warstwy dwutlenku węgla, potem argonu, tlenu, azotu, pary wodnej… Jednak procesy sortowania grawitacyjnego w atmosferze są znacznie słabsze od procesów mieszania makroskopowego przez unoszenie (konwekcję i turbulencję) oraz mikroskopowego (dyfuzja). Większość gazów atmosferycznych, tych które nie podlegają procesom kondensacji, produkcji i rozpadu w atmosferze, jest całkiem dobrze wymieszana w warstwie zwanej homosferą sięgającej 80 km. Wyżej, w bardzo już rzadkiej atmosferze, gdy czas od zderzenia do zderzenia cząsteczek jest długi, podobnie jak droga między zderzeniami, mamy warstwę zwaną heterosferą, w której obserwujemy zmianę koncentracji składników gazowych zależnie od ich masy cząsteczkowej. CO2, którego źródła i ścieki są blisko powierzchni Ziemi, ale żyje dosyć długo w atmosferze, nie jest tak dobrze wymieszany jak azot tlen i argon, ale zmiany względnej koncentracji tego gazu w homosferze są niewielkie, nie przekraczają 3%. Widać to na rysunkach 7-9 publikacji naukowej dostępnej tu. Znacznie większym zmianom koncentracji podlega para wodna, której najwięcej jest przy powierzchni Ziemi. Ale związane jest to z faktem, że jest ona parą: dostaje się do atmosfery z powierzchni wskutek parowania, a jeśli zostanie wyniesiona przez konwekcje i turbulencje, ulega skropleniu i w postaci opadu wraca na dół.