Vi hör ofta om "växthuseffekten" i det negativa sammanhanget av global uppvärmning - det är därför glaciärerna smälter och klimatmönstren genomgår farliga förändringar. Men växthuseffekten är faktiskt inte en dålig sak i sig – den är en avgörande och positiv del av jordens energibalans.
Det är det som gör att jorden håller sig tillräckligt varm för att livet ska överleva. Utan den skulle jorden kännas som Mars. Så, vad är växthuseffekten , exakt?
Innehåll
Processen har fått sitt namn från växthusen som håller sig sköna och varma för att odla växter. Detta är i princip samma process som håller jorden fin och varm för att upprätthålla liv. Ett exempel på den växthuseffekt som de flesta av oss upplever i vardagen är uppvärmningen av en bils interiör när fordonet lämnas ute i solen.
Du har säkert märkt att din bil alltid är mycket varmare inuti än utetemperaturen om den har stått där ett tag. Solens strålar kommer in genom din bils fönster. En del av värmen från solen absorberas av sätena, instrumentbrädan och mattorna och golvmattorna.
När dessa föremål släpper ut denna värme, kommer inte allt ut genom fönstren. En del reflekteras tillbaka in — värmen som utstrålas av sätena är en annan våglängd än ljuset från solen som kom in genom fönstren i första hand, och fönsterglaset släpper inte igenom så mycket av den våglängden.
Så en viss mängd energi går in och mindre energi går ut. Resultatet är en gradvis ökning av temperaturen inuti din bil.
Med exemplet bil-i-solen kan vi se på jordens atmosfär som ett gigantiskt, sfäriskt bilfönster. Jordens växthuseffekt håller planeten mycket varmare än omgivande rymden.
När solens strålar träffar jordens atmosfär och jordens yta stannar cirka 70 procent av energin på planeten, absorberad av land, hav, växter och annat. De övriga 30 procenten reflekteras i rymden av moln, snöfält och andra reflekterande ytor [källa:NASA].
Men även de 70 procent som kommer igenom stannar inte på jorden för alltid (annars skulle jorden bli ett flammande eldklot). De saker runt planeten som absorberar solens värme strålar så småningom ut en del av värmen (strålningen) tillbaka ut vid en annan våglängd, som dina bilbarnstolar och instrumentbräda gör.
Denna absorptions-strålningsprocess håller jorden i strålningsjämvikt:Solens strålning träffar hela tiden jorden och värmer den; den varma jorden sänder ut en del av den strålningen tillbaka till rymden och kyler sig själv. Ju mer solstrålning jorden absorberar, desto mer strålning släpper den ut.
En del av den frigjorda strålningen tar sig ut i rymden, och resten av den slutar med att reflekteras tillbaka ner till jorden när den träffar vissa saker i atmosfären, som koldioxid, metangas och vattenånga – bilrutorna.
Värmen som inte tar sig ut genom jordens atmosfär håller planeten varmare än den är i yttre rymden, eftersom det kommer in mer energi genom atmosfären än vad som går ut. Detta är växthuseffekten som håller jorden varm.
Om det inte fanns någon växthuseffekt på jorden skulle vår planet förmodligen likna Mars mycket. Mars har inte en tillräckligt tjock atmosfär för att reflektera mycket värme tillbaka till planeten, så det blir väldigt kallt där.
Så växthuseffekten är faktiskt en bra sak – och som med de flesta bra saker är måttfullhet nyckeln.
Anledningen till att vi ofta associerar växthuseffekten med miljöskador är att sedan den industriella revolutionen har växthuseffekten fallit ur balans:Jordens atmosfär fångar för mycket värme.
Vissa forskare har föreslagit att vi skulle kunna terraforma Mars yta genom att skicka "fabriker" som skulle spy ut vattenånga, koldioxid och andra växthusgaser i luften. Om tillräckligt med utsläpp av växthusgaser kunde genereras, kan atmosfären börja tjockna tillräckligt för att hålla kvar mer värme och låta växter leva på ytan.
När växter väl spred sig över Mars skulle de börja producera syre. Efter några hundra eller tusen år kan Mars faktiskt ha en miljö som människor helt enkelt skulle kunna gå runt i – allt tack vare växthuseffekten.
Forskare uppskattar att utan en atmosfär skulle jordens yta vara cirka 54 grader Fahrenheit (30 grader Celsius) svalare än den är nu [källa:NASA]. Det skulle föra jordens genomsnittliga yttemperatur till cirka 5 grader F (minus 15 grader C); som jämförelse, Mars yta kommer in omkring minus 9,4 grader F (minus 23 grader C) [källa:Elert].
Med andra ord, utan jordens atmosfär och den växthuseffekt den ger, skulle vi vara uppför en bäck. Men det visar sig att en överaktiv växthuseffekt kan resultera i ett liknande förödande resultat. Med för många värmeabsorberande växthusgaser i atmosfären, fångas för mycket strålning, vilket gör att jorden värms upp över sin idealtemperatur.
I grund och botten kan jorden inte driva ut tillräckligt med värme för att hålla sig sval, vilket resulterar i vad som har blivit känt som "global uppvärmning". Det är växthuseffekten som blivit vild.
Problemet är främst den ökade koncentrationen av atmosfärisk koldioxid (CO2 ). CO2 är den vanligaste växthusgasen (efter vattenånga).
I jordens naturliga tillstånd, CO2 nivåerna hålls i balans mestadels av växtlivets aktivitet. Men när människor började bränna mer och mer CO2 - genom att släppa ut fossila bränslen har nivåerna skiftat ur balans.
Vi släpper ut för mycket CO2 för växterna att hantera (särskilt med de extra effekterna av avskogning). Före den industriella revolutionen i slutet av 1700-talet, koncentrationen av CO2 i atmosfären var cirka 280 miljondelar (ppm). I mitten av 1900-talet var den siffran 300 ppm, och 2023 hade vi nivåer runt 420 ppm [källa:NASA].
Denna ökning har lett till en 2-graders F (1-grad C) ökning av jordens temperatur sedan den förindustriella eran - vilket kanske inte verkar vara mycket förrän du inser att forskare förutspår fruktansvärda, oåterkalleliga globala effekter vid en 2-graders temperatur ökning, inklusive smältande inlandsisar, stigande havsnivåer och åtföljande översvämningar, extrema klimatmönster och omfattande förstörelse av vilda livsmiljöer.
I avtal som Kyotoprotokollet och Parisavtalet har världen börjat vidta åtgärder för att försöka stävja de globala utsläppen av växthusgaser. Det återstår att se om dessa ansträngningar kommer att lyckas avvärja en katastrof eller kommer att visa sig vara för lite för sent.
