Hvað veldur gróðurhúsaáhrifum?

Svar

Hér er einnig svarað spurningunum:

• Hvað eru gróðurhúsaáhrif og hvernig virka þau?
• Af hverju eru loftslagsbreytingar nefndar gróðurhúsaáhrif ef þær eru ekki af völdum gróðurhúsa?

Fræðimenn eru nokkurn veginn sammála um að það sem veldur hækkun á hitastigi jarðar sé aukning á styrk svokallaðra gróðurhúsalofttegunda af mannavöldum. Sú lofttegund sem leikur hér lykilhlutverk er koltvíoxíð (CO₂). Meðal annarra gróðurhúsalofttegunda eru vatnsgufa, metan, tvínituroxíð (N₂O), óson (O₃) og ýmis halógen-kolefnissambönd sem framleidd eru í iðnaði.

Til þess að átta sig á verkan þessara efna og hvers vegna þau eru kennd við gróðurhús er mikilvægt að skoða hvernig geislar sólar hegða sér á jörðinni.

Þegar sólargeislar falla á lofthjúp jarðar endurkastast 26% þeirra strax aftur út í geiminn vegna frákasts frá skýjum og ýmsum ögnum í lofthjúpnum. Skýin og agnir í andrúmsloftinu gleypa svo í sig um 19% þeirra geisla sem berast frá sólu en afgangurinn, 55%, nær að yfirborði jarðar. Af þeim geislum er 4% varpað strax aftur út í geim. Hin 51% hafa margvísleg áhrif og valda meðal annars bráðnun jökla, uppgufun vatns og hitun yfirborðsins. Síðast en ekki síst nýtast þessir geislar til ljóstillífunar plantna.



Geislar sólar sem ná yfirborði jarðar eru ljós og önnur rafsegulgeislun með stuttri bylgjulengd. Orka þeirra vermir jörðina og sendir þá jörðin frá sér sem varmageislun með talsvert meiri bylgjulengd en upphaflega ljósið. Aðeins brot af síðarnefndu geislunum berst þó út fyrir lofthjúpinn; meirihluti þeirra er fangaður af sameindum í andrúmsloftinu sem við nefnum í daglegu tali gróðurhúsalofttegundir. Geislunin frá yfirborði jarðar hitar sameindir þessara efna í lofthjúpnum og þær endurkasta hitageislum í allar áttir. Allt að 90% þessara geisla berast aftur til jarðar, hita hana og kastast svo aftur út í loftið. Þannig gengur þetta fyrir sig aftur og aftur. Því má segja að lofttegundirnar virki eins og gróðurhús þar sem þær halda varmanum innan lofthjúpsins svipað og loft og gler í gróðurhúsi heldur varmanum inni þó að húsið sé ef til vill ekki hitað upp sérstaklega.



Aukning gróðurhúsalofttegunda í andrúmslofti hækkar hita lofthjúpsins þar sem fleiri agnir eru til þess að gleypa í sig geislana og endurkasta þeim. Þetta getur haft slæmar afleiðingar fyrir lífríki jarðar. Þó má ekki gleyma því að gróðurhúsaáhrif eru náttúrulegt fyrirbæri í lofthjúpi jarðar og ef þeirra nyti ekki við væri allt að 33 °C kaldara á jörðinni. Meðalhiti jarðar væri þá allt að -18 °C en ekki +15 °C eins og nú er. Því leika gróðurhúsalofttegundir lykilhlutverk í því hversu lífvænlegt er á jörðinni.

Aukning á nokkrum gróðurhúsalofttegundum í andrúmsloftinu síðan 1750:

Efni	1750	Í dag	Hlutfallsleg auking
Koltvíoxíð	280 ppm	360 ppm	29%
Metan	0,70 ppm	1,70 ppm	143%
Nituroxíð	280 ppt	310 ppt	11%
Halógen-kolefnasambönd	0 ppt	900 ppt	-
Óson	Óþekkt	Breytilegt eftir hæð og breiddar- gráðum	Óson hefur minnkað í efstu lögum andrúmsloftsins en aukist nær jörðu

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

• Hvaða áhrif hefur hnattræn hlýnun á lífríki sjávar? eftir Óskar Sindra Gíslason og Halldór Pálmar Halldórsson

Heimildir og myndir:

• Hocking, C., Sneider, C., Erickson, J. og Golden, R. 1992. Global Warming and the Greenhouse Effect. Great Explorations in Math and Science (GEMS) series. Berkeley, California: Lawrence Hall of Science.
• Living Landscapes
• Solar Energy Atmospheric Cascade á Living Landscapes
• Greenhouse Effect á Living Landscapes