Atmosfærens sammensetning påvirker Jordas klima

I 1820, for snart 200 år siden, påpekte den kjente matematikeren Fourier at temperaturen på jorda kunne knyttes til det vi i dag kaller drivhuseffekten.

Oppdatert 24.10.2012

Forskere innså allerede den gang at klima kan være følsomt for endringer i de atmosfæriske konsentrasjoner av gasser. I dag er det stor enighet blant forskerne om dette. Klimagassenes egenskaper kan både måles i laboratorium og forklares ut i fra kvantefysikken.

Drivhuseffekten

Drivhuseffekten beskriver den komplekse energiutvekslingen som pågår i atmosfæren, og samspillet mellom jordoverflaten og atmosfæren. Mesteparten av energien fra sola når jorda som synlig lys (kjent som “kortbølget stråling”). Nær halvparten av den kortbølgede strålingen reflekteres av skyer, snø ,is og andre ørsmå partikler kalt «aerosoler»), eller de absorberes av skyer, vanndamp og enkelte andre gasser som eksisterer i atmosfæren. Den resterende halvparten når fram til jordoverflaten og bidrar til oppvarming av land og hav. Temperaturen finner sin likevektstilstand ved at jorda stråler tilbake til verdensrommet like mye energi som den mottar fra sola. Dette varmetapet skjer i form av usynlig stråling fra jorda (kjent som “langbølget stråling” eller infrarødt lys), og reflektert solstråling (kortbølget stråling).

Jordas temperatur

Gjennomsnittstemperaturen på jorda er ca 15 ºC. Dette er høyere enn den ville vært om jorda ble oppvarmet kun ved direkte soloppvarming. Det er fordi gassene som eksisterer i atmosfæren regulerer drivhuseffekten. De slipper rett og slett ikke alt varmetapet fra bakken gjennom atmosfæren og ut i verdensrommet, men sender noe av den langbølgede utstrålingen tilbake til jorda.

Uten klimagasser intet liv!

Uten klimagassene ville jorda vært ubeboelig og hatt en gjennomsnittstemperatur på omlag -18 ºC. Jordas atmosfære fører altså til at jordoverflaten er i overkant av 30 ºC varmere enn solstrålingen og jordas reflekterende og varmestrålende egenskaper skulle tilsi. I perioder med økende mengder klimagasser i atmosfæren vil jorda motta mer energi enn den gir fra seg, temperaturen vil dermed stige. Temperaturøkningen fører igjen til økt utstråling av langbølget stråling, slik at jorda da vil bevege seg mot en ny likevekt med høyere temperatur enn før.

Denne kunnskapen er ikke ny. Briten John Tyndall var den første som i 1861 målte hvordan CO2 fanger opp infrarødt lys (varmestråling). Det er denne egenskapen som måles med infrarøde gassanalysatorer når man skal bestemme CO2-konsentrasjonene i atmosfæren i dag.

 

Figuren viser utviklingen i den atmosfæriske konsentrasjonen av CO2 fra Mauna Loa- observatoriet på Hawaii for perioden 1958 til 2012. Dette er den lengste serien på direkte CO2-målinger i atmosfæren og ble startet av C. David Keeling (Scripps Institution of Oceanography) i mars 1958. Observasjonene gjøres i dag i samarbeid med det amerikanske National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Den røde kurven viser månedsmiddelverdier, mens den svarte viser trenden. De sesongmessige svingningene skyldes hovedsakelig at planter binder mindre CO2 om vinteren enn om sommeren.

Liten mengde - lang levetid

Konsentrasjonen av CO2 i atmosfæren utgjør ca 0.04 % av volumet og kan virke som en ubetydelig mengde i forhold til totalen, men CO2 bidrar faktisk med ca 20 % av drivhuseffekten. Vanndamp er den viktigste drivhusgassen og står for rundt 50 % av oppvarmingseffekten. Vanndamp varierer mye i tid og rom, og har en forholdsvis kort levetid i atmosfæren fordi den faller ut som nedbør. En endret konsentrasjon av CO2 vedvarer mye lengre enn vanndampendringer. Dette skyldes at det tar lang tid før økt tap av CO2 til havet og biosfæren veier opp for økningen i atmosfæren. Økningen i CO2 vi nå har, og som er forventet å vedvare, kommer til å påvirke klimaet i flere hundre år..

Drivhusgassene påvirker altså klimasystemet på en svært komplisert måte. En mer utførlig forklaring på fysikken bak og detaljerte absorbsjonsbånd relatert til de ulike gassene er tilgjengelig i litteraturen.

 

Bookmark and Share
Idium Portalserver 3.0Idium webpublisering
Nettstedssikkerhet