온실 기체(溫室氣體)는 지구온난화의 원인으로 거론되는 물질로 온실가스고도 한다. 지구 대기권의 온도를 높이는 현상이 마치 온실과 같다고 하여 붙여진 이름이다.
주로 이산화탄소로 대표되며, 이외에 내부에 탄소를 포함하고 있는 기체들이 온실 기체에 속하는 경우가 많다.
원리[편집 | 원본 편집]
기본적으로 태양의 복사에너지 중 절반가량(약 44%)이 흡수되는데 지구는 이 에너지를 다시 적외선의 형태로 방출하게 된다(흑체복사[1]) 이 과정에서 온실 기체들은 이 적외선 파장 중 일부를 흡수하여 내부의 탄소 원자가 들뜬 상태가 되는데 이 들뜬 상태가 안정화되는 단계에서 다시 에너지 방출이 일어나게 된다.
즉 이 상태가 없을 경우엔 들어온 복사에너지를 지구가 그대로 적외선으로 방출하겠지만 온실 기체의 경우 이 에너지의 방출을 지연시키면서 지구 대기권의 온도를 상승시키게 되고, 이 온실 기체의 양이 늘어날수록 적외선 흡수 후 방출하는 에너지량의 증가가 누적되어 대기권내 열에너지 총량 자체가 증가하는 현상으로 나타나게 된다.
일단 기본적으로 대기권의 모든 물질들 자체가 어느 정도 적외선 파장을 흡수하기 때문에 지구 대기권의 온도가 일정 수준으로 유지되는 효과가 발생하며 지구가 생명이 살 수 있는 행성이 되는 조건 중 상당히 큰 부분을 차지한다. 만일 온실 기체가 없으면 지구가 받은 태양 에너지를 그대로 우주 공간으로 다시 방출하면서 수성과 같이 태양을 접한 면은 극단적인 온도 상승을, 반대쪽은 극단적인 온도 하강을 겪게 된다.[2] 즉 지구 대기가 어느 정도 온실 기체의 역할을 하면서 온도를 유지할 수 있는 것이다. 반대로 이 양이 과다하게 많을 경우 금성과 같이 에너지 방출이 극단적으로 적어지면서 내부 온도가 430℃에 이르는 상황도 벌어질 수 있다.(이런 이유로 외계행성의 거주가능구역 판단 여부에 대기권, 특히 온실기체의 유무가 중요하게 작용한다)
문제는 온실 기체로 알려진 물질들의 경우 그 흡수하는 정도가 다른 물질들에 비해서 큰 편이며, 현재 지속중인 온실 기체의 증가는 자연적인 현상이 아니라 인간 활동에 의한 급격한 변동이기 때문에 지구상 기후와 생태계 전반에 매우 심각한 변화를 초래하는 형태로 나타난다.
온실 기체의 종류[편집 | 원본 편집]
- 이산화탄소
- 프레온 가스
- 수증기 : 물(수증기) 자체가 비열이 상당한 물질이라 의외로 많은 잠열을 가질 수 있다. 수증기 자체의 발생은 대부분 자연현상에 의한 것이 일반적이다. 문제는 지구 온난화로 대기 온도가 상승하면서 해수면의 증발량도 그만큼 늘어나게 되고, 이로 인해 대기 내 수증량이 증가하며, 여기서 다시 대기 내 잠열이 증가하는 양의 되먹임 현상이 발생하는 점이다.
- 메탄 - 방귀에 들어있는 그 기체 맞다. 인체에서 생성되는 온실 기체가 방귀를 통해 밖으로 배출된다. 소나 돼지 등 가축의 방귀는 지구 온난화를 가속시키는 주요 요인이다.
- 여러 황화합물 같은 양의 이산화탄소의 수 만배의 온실효과를 일으킨다.