Hvað eru gróðurhúsaáhrif og hvernig geta gróðurhúsalofttegundir hækkað hitastig á jörðinni?

Svar

Varmageislun frá sólinni hitar jörðina en ræður alls ekki öllu um yfirborðshitann. Jörðin geislar líka frá sér varma, rétt eins og sólin. Við sjáum vel geislunina frá sólinni, því mest af henni er sýnilegt ljós. Varmageislunin frá jörðinni liggur hins vegar langt utan sýnilega sviðsins.

Eðlisfræðingar hafa lengi vitað að styrkur varmageislunar vex með hita. Þeim mun heitari sem jörðin er þeim mun meira geislar hún frá sér. Jörðin getur hins vegar ekki geislað frá sér meiri varma en hún fær frá sólinni svo að jafnvægi næst við hita þar sem heildarútgeislun jarðar er jöfn þeirri varmageislun sem fæst frá sólinni.

Þótt styrkur varmageislunar vaxi með hitastigi þá er hann einnig háður öðrum þáttum. Þessir þættir draga úr því hversu mikil varmageislun fæst við gefið hitastig. Í lofthjúpi jarðar eru vissar lofttegundir sem hafa einmitt slík áhrif. Tilvist þeirra veldur því að við gefið hitastig geislar lofthjúpurinn minna en hann myndi gera ef þessar lofttegundir væru ekki til staðar. Til þess að heildarvarmageislun jarðar verði jafnmikil þeim varma sem fæst frá sólinni þarf hiti jarðar því að vera hærri en ella. Þessar lofttegundir eru nefndar gróðurhúsalofttegundir og áhrif þeirra gróðurhúsaáhrif.


En hvernig hækka þessar loftegundir yfirborðshita jarðarinnar? Þegar bílljós lýsa út í rökkrið endurvarpast ljósið af veginum og öðrum hlutum sem það fellur á. Við yrðum hissa ef loftið gleypti einfaldlega ljósið. Það gerist ekki því lofthjúpur jarðar er tiltölulega gagnsær sýnilegu ljósi.

Varmageislun jarðarinnar er ekki sýnilegt ljós heldur innrautt ljós. Gróðurhúsalofttegundir í andrúmsloftinu eru ekki gagnsæjar innrauðu ljósi. Þær gleypa í sig varmageislunina frá jörðinni og geisla síðan hluta hennar áfram út í geim, en einnig endurgeislast hluti hennar niður til yfirborðs jarðar. Þessi endurgeislun frá lofthjúpnum niður til yfirborðsins hitar yfirborðiðið, sem geislar meiri varma.

Gróðurhúsalofttegundir gleypa einnig hina auknu varmageislun, hluta er svo endurgeislað til jarðar sem hitar yfirborðið frekar. Magn gróðurhúsalofttegunda í lofthjúpnum ræður því við hvaða hita jafnvægi næst. Á jörðinni næst jafnvægi þegar gróðurhúsaáhrif hafa hækkað hitann um 33°C.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

• Hvað er það sem ræður hitastigi á jörðinni, er það bara geislun frá sólinni? eftir Halldór Björnsson
• Er loftslag á jörðinni að breytast og af hverju? eftir Halldór Björnsson
• Hvað veldur gróðurhúsaáhrifum? eftir Jón Má Halldórsson
• Hve mikið er af koltvísýringi kringum jörðina? eftir Tómas Jóhannesson
• Hver yrðu áhrif sólarljóssins á jörðina ef ekki væri raki í andrúmsloftinu sem dreifir og endurkastar því? eftir Harald Ólafsson
• Hvaða áhrif hefur hnattræn hlýnun á lífríki sjávar? eftir Óskar Sindra Gíslason og Halldór Pálmar Halldórsson

Mynd:

• Fengin úr svari við spurningunni Hvað veldur gróðurhúsaáhrifum?

---

Þetta svar birtist áður á vef Veðurstofu Íslands og er birt hér með góðufúslegu leyfi.