Global oppvarming

Spørsmål 1:
Hvis kullsyre utgjør kun en liten del av atmosfæren, hvordan kan den da være ansvarlig for global oppvarming? Og hvordan kan en så liten endring i mengde gi så stor effekt?


Pieter Tans, seniorforsker ved National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Earth System Research Laboratory, gir dette svaret:

Jordoverflaten absorberer synlig stråling fra solen, noe som medfører oppvarming. Samtidig avgir overflaten og atmosfæren infrarød stråling tilbake til rommet, noe som gir kjøling. Øynene våre kan ikke se infrarød stråling, men vi kan føle hvordan huden vår absorberer den når vi står ved siden av en varm gjenstand uten å berøre den. Over en lengre periode vil jordoverflatetemperaturen forbli omtrent konstant fordi mengden varme absorbert som synlig lys er lik mengden som sendes som infrarødt lys.

Nitrogen, oksygen og argon utgjør tilsammen mer enn 99 prosent av atmosfæren. Ingen av disse tre gassene absorberer verken synlig eller infrarødt lys; begge typer finnes hele atmosfæren. Det er som om atmosfærens tre hovedkomponenter ikke eksisterer, når det gjelder absorpsjon og utslipp av lys!

De neste mest forekommende gassene, vanndamp og karbondioksid, absorberer en del av den infrarøde varmen som utstråles av jordoverflaten, og forhindrer dermed at den går ut i verdensrommet. I stedet for å spre seg ut i rommet, gir den infrarøde strålingen, som blir absorbert av atmosfærisk vanndamp eller karbondioksid, en oppvarmingseffekt, noe som igjen gjør jordoverflaten varmere. Dette er kjent som drivhuseffekten, og uten den ville Jordens overflate være like tilfrosset som på Mars. Varmen absorberes av vanndamp og karbondioksid og deles med alt nitrogen, oksygen og argon, fordi de sistnevntes molekyler alltid støter på vanndamp og karbondioksid når de blandes i atmosfæren. Denne effekten får atmosfæren til å agere som et teppe som blir tykkere når mengden av vanndamp, karbondioksid og andre drivhusgasser, som metan og nitrogenoksid, øker. Toppen av teppet forblir kaldt og fortsetter å avgi omtrent samme mengde infrarød varmestråling ut i rommet, men under teppet blir det varmere fordi det er vanskeligere for varmen å stige til værs.

Oppvarmingseffekten av ekstra karbondioksid, metan, nitrogenoksider og mange andre mindre mengder gasser, kan beregnes med stor nøyaktighet basert på absorpsjonsegenskapene som er målt i laboratorier. For tiden er den totale oppvarmingen som produseres som et resultat av økningen av alle langsiktige drivhusgasser (her unntatt vanndamp) siden preindustrial tid, omtrent lik 1 prosent av all solstråling absorbert på overflaten. Effekten ville være litt lik den som om solen hadde begynt å utgi 1 prosent mer lys i løpet av det 20.ende århundre.

Vanndamp er ikke tatt med i beregningen ovenfor, fordi den utgjør en svært variabel del av klimasystemet i seg selv i form av skyer, regn, snø og annet vær. De langsiktige drivhusgassene kan imidlertid betraktes som en ekstern himling som klart påvirkes av menneskelig handling. De fleste klimatologer forventer at atmosfærens vanndampinnhold i gjennomsnitt vil øke som følge av overflateoppvarmingen forårsaket av de langsiktige drivhusgassene, noe som igjen øker den generelle oppvarmingen.

Det vil være vanskelig å redusere eller stoppe denne globale oppvarmingen, takket være havene, som også er under oppvarming. For tiden er mengden infrarød varme som utstråles tilbake til rommet litt mindre enn det vi absorberer fra solen på grunn av økningen av klimagasser. Denne overflødige energien varmer langsomt opp havene. Selv om det tar dem svært lang tid å varme opp, når de har, vil de slippe ut mer infrarød stråling, og Jorden vil sende like mye tilbake til verdensrommet som det mottar fra solen. Men planetens overflate blir varmere, fordi en stadig større del av den infrarøde strålingen blir blokkert av et teppe av drivhusgasser. Derfor kan vi forvente 0,5 grader Celsius til selv om mengden utslipp av karbondioksid i atmosfæren ikke øker fra dagens nivå, noe som er usannsynlig så lenge vi fortsetter å brenne kull, olje og naturgass til våre økende energibehov.

Små endringer i jordens varmebalanse kan føre til store klimaendringer. For eksempel har istidene i løpet av de siste millioner av år, og i de varmere periodene mellom, tilsynelatende blitt utløst av en sesongmessig og breddefordelt distribuering av solenergi som er absorbert av Jorden, og ikke ved en forandring i solens stråling. Den geologiske forskningen viser at forskjellene i isdekning, havnivå og nedbør samt endringer i plante- og dyrepopulasjoner var ganske dramatiske under istidene og i de varme interglasiale tidene. Likevel var effekten av endringen i den globale gjennomsnittstemperaturen i disse radikalt forskjellige klimaene bare ca. 5 grader Celsius i tropene og 8 grader i polare områder.

I dag er Jorda trolig på terskelen til en helt ny epoke der det globale klimaet og alt liv vil bli sterkt påvirket av en enkelt art, nemlig mennesket. Noen kaller denne nye epoken antropocen-epoken, og det er takket være at vi mennesker gjennom vår moderne teknologi øker den relativt lille mengden karbondioksid i atmosfæren ved å brenne de store lagrene med karbon som er fanget inne i fossile brennstoff.

Spørsmål 2

Hvordan kan CO2 stige opp i atmosfæren når den er tyngre enn luft?

Gasser skiller seg ikke som olje og vann. De fleste som har gått gjennom noen grunnleggende fysikktimer og har riktig oppfatning av dette, vil forstå. Tross alt blander gasser seg. Olje og vann har noe som heter overflate og overflatespenning, det har ikke gasser. Overflatespenningen hindrer miksing av væskene. Det må ofte en ytre faktor til for å blande dem, som for eksempel en rørepinne.

Luft er mer dynamisk. For å gi deg en følelse av hvordan det er på molekylær skala, så er mellomrommet mellom hvert molekyl i gjennomsnitt 11 ganger større enn mellomrommet i et molekyl. Ved 17 ° C beveger luftmolekylene seg til en gjennomsnittlig hastighet på 460 meter per sekund. Hvert molekyl er involvert i en kollisjon hver 66 nanometer (milliarder av en meter) i gjennomsnitt. Det er en gang hver 14 milliarddeler av et sekund, noe som betyr at hvert molekyl opplever 7 milliarder kollisjoner hvert sekund.
Derfor blir selv tunge gasser grundig og irreversibelt blandet i luft.

Fritt oversatt av Øyvind Granberg – 2017 mandag 30 oktober 13:07:48

Originaltekstene finner du her:

Spørsmål 1

Spørsmål 2

Så nå vet vi det.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.