De växthuseffekt Det är en naturlig process där atmosfären behåller en del av den infraröda strålning som avges av jorden och därmed värmer den. Denna infraröda strålning kommer från värmen som genereras på jordytan av solstrålning.
Denna process inträffar eftersom jorden som en ogenomskinlig kropp absorberar solstrålning och avger värme. Samtidigt som det finns en atmosfär flyr inte värmen helt ut i rymden..
En del av värmen absorberas och släpps ut i alla riktningar av de gaser som utgör atmosfären. Således upprätthåller jorden en viss termisk jämvikt som skapar en medeltemperatur på 15 ° C, vilket garanterar ett variabelt intervall inom vilket liv kan utvecklas..
Termen "växthuseffekt" är en likhet med växthus för växande växter i klimat där omgivningstemperaturen är lägre än vad som krävs. I dessa växthus tillåter plast- eller glastaket att passera solljus men förhindrar utströmning av värme.
Artikelindex
Växthuseffekten är grundläggande för livet på jorden, eftersom den garanterar ett lämpligt temperaturområde för dess existens. De flesta av de biokemiska processer som krävs för livstid kräver temperaturer mellan -18 ° C och 50 ° C..
I det geologiska förflutna har fluktuationer inträffat i jordens medeltemperatur, antingen ökande eller minskande. Under de senaste två århundradena har det skett en långvarig ökning av den globala temperaturen.
Skillnaden är att ökningstakten för närvarande är särskilt hög och verkar vara förknippad med mänsklig aktivitet. Dessa aktiviteter genererar växthusgaser som förstärker fenomenet.
Processen genom vilken växthuseffekten produceras har som huvudelement solen, jorden och atmosfäriska gaser. Solen är energikällan, jorden mottagaren av denna energi och avger värme och gaser..
Solen avger i grunden högenergistrålning, det vill säga motsvarar det synliga och ultravioletta våglängden i det elektromagnetiska spektrumet. Utsläppstemperaturen för denna energi når 6000 ºC, men det mesta försvinner på väg till jorden.
Av de 100% solenergi som når atmosfären reflekteras cirka 30% i yttre rymden (albedoeffekt). 20% absorberas av atmosfären, främst av suspenderade partiklar och ozonskiktet, och de återstående 50% värmer upp jordytan.
Jorden reflekterar en viktig del av solstrålningen på grund av dess albedo (ljus ton eller vithet). Denna albedo beror främst på moln, vattendrag och is..
Med hänsyn till albedo och avståndet från planeten till solen bör jordens temperatur vara -18 ºC (effektiv temperatur). Den effektiva temperaturen avser vad en kropp bara borde ha med tanke på albedo och avstånd.
Jordens verkliga medeltemperatur är dock cirka 15 ° C med en skillnad på 33 ° C med den effektiva temperaturen. I denna markerade skillnad mellan den faktiska och effektiva temperaturen spelar atmosfären en grundläggande roll.
Nyckeln till jordens temperatur är dess atmosfär, om den inte fanns skulle planeten frysas permanent. Atmosfären är transparent för mycket av kortvågsstrålningen, men inte för en stor del av långvågs (infraröd) strålning..
Genom att släppa igenom solstrålning värms jorden upp och avger infraröd strålning (värme), men atmosfären absorberar en del av den värmen. På detta sätt värms upp atmosfärens lager och molnen och avger värme i alla riktningar..
Processen för global uppvärmning på grund av den atmosfäriska retentionen av infraröd strålning är det som kallas växthuseffekten.
Namnet kommer från jordbruks växthus, där arter odlas som kräver högre temperatur än den befintliga i produktionsområdet. För detta har dessa odlingshus ett tak som möjliggör genomströmning av solljus men behåller den utsända värmen..
På detta sätt är det möjligt att skapa ett varmt mikroklimat för de arter som behöver det i sin tillväxt..
Även om växthuseffekten är en naturlig process förändras den genom mänsklig handling (antropisk verkan). Därför är det nödvändigt att skilja de naturliga orsakerna till fenomenet och de antropiska förändringarna.
Kortvåg (högenergi) elektromagnetisk strålning från solen är det som värmer upp jordens yta. Denna uppvärmning orsakar utsläpp av långvågsstrålning (infraröd), det vill säga värme, till atmosfären.
Mitten av planeten är glödande och genererar ytterligare värme än den som orsakas av solenergi. Denna värme överförs genom jordskorpan främst genom vulkaner, fumaroler, gejsrar och andra varma källor..
Egenskaperna hos de gaser som utgör atmosfären bestämmer att solstrålning når jorden och att infraröd strålning delvis behålls. Vissa gaser som vattenånga, CO2 och metan är särskilt effektiva för att behålla atmosfärens värme.
De gaser som behåller infraröd strålning från uppvärmningen av jordens yta kallas växthusgaser. Dessa gaser produceras naturligt, till exempel koldioxid som bidrar till andning av levande varelser.
På samma sätt utbyter haven stora mängder koldioxid med atmosfären och naturliga bränder bidrar också till koldioxid. Haven är en naturlig källa till andra växthusgaser som kväveoxid (NOx).
Å andra sidan är mikrobiell aktivitet i jord också en källa till CO2 och NOx. Dessutom bidrar matsmältningsprocesserna hos djur till stora mängder metan till atmosfären.
Industri generellt släpper ut ytterligare värme i atmosfären, liksom olika gaser som påverkar växthuseffekten. Dessa gaser kan absorbera och avge värme (t.ex. CO2) eller förstöra ozonskiktet (t.ex. NOx, CFC och andra).
Stora fordonskoncentrationer i städer svarar för det mesta av koldioxid som tillförs atmosfären. Fordonstrafiken utgör cirka 20% av den totala koldioxidutsläpp som genereras av förbränning av fossila bränslen.
Förbränning av kol, gas och oljederivat för produktion av el och uppvärmning bidrar med nästan 50% av koldioxid.
Tillsammans bidrar dessa industriella aktiviteter med nästan 20% av den koldioxid som produceras genom förbränning av fossila bränslen..
Skogsbränder orsakas också av mänskliga aktiviteter och släpper årligen miljontals ton växthusgaser ut i atmosfären..
Ackumulering av avfall och jäsningsprocesser som sker, liksom förbränning av nämnda avfall, är en källa till växthusgaser..
Jordbruksaktiviteter bidrar med mer än 3 miljoner ton metangas årligen till atmosfären. Bland de grödor som bidrar mest i detta avseende är ris.
En annan gröda vars hantering genererar växthusgaser är sockerrör, eftersom den bränns före skörd och producerar en stor mängd koldioxid..
Idisslare som kor konsumerar fibröst gräs genom jäsningsprocesser som utförs av bakterier i deras matsmältningssystem. Denna jäsning släpper ut 3 till 4 liter metangas i atmosfären dagligen för varje djur..
Med tanke på nötkreatur beräknas ett bidrag motsvarande 5% av växthusgaserna.
Ökningen av den globala temperaturen som orsakar ökningen av växthusgaser inducerar en kedjereaktion. Genom att öka havstemperaturen ökar utsläppet av koldioxid i atmosfären.
På samma sätt frigör smältningen av polerna och permafrosten koldioxid som har hållits där. Även vid högre omgivningstemperaturer förekommer det större skogsbränder och mer CO2 släpps ut..
Vissa gaser som vattenånga och CO2 verkar i den naturliga processen för växthuseffekten. För sin del deltar andra gaser i den antropiska processen förutom CO2..
Kyotoprotokollet omfattar utsläpp av sex växthusgaser, inklusive koldioxid (CO2) och metan (CH4). Likaså kväveoxid (N2O), fluorkolväte (HFC), perfluorerat kolväte (PFC) och svavelhexafluorid (SF6).
Vattenånga är en av de viktigaste växthusgaserna för sin förmåga att absorbera värme. Emellertid genereras jämvikt eftersom vatten i flytande och fast tillstånd reflekterar solenergi och kyler jorden..
Koldioxid är den främsta långlivade växthusgasen i atmosfären. Denna gas svarar för 82% av ökningen av växthuseffekten som skett under de senaste decennierna.
År 2017 rapporterade Världsmeteorologiska organisationen en global CO2-koncentration på 405,5 ppm. Detta motsvarar en ökning med 146% jämfört med de nivåer som uppskattats före 1750 (före industrin).
Metan är den näst viktigaste växthusgasen och bidrar med cirka 17% av uppvärmningen. 40% av metan produceras av naturliga källor, främst våtmarker, medan de återstående 60% genereras av mänskliga aktiviteter.
Dessa aktiviteter inkluderar idisslare, risodling, användning av fossila bränslen och förbränning av biomassa. År 2017 nådde atmosfären CH4 en koncentration på 1859 ppm, vilket är 257% högre än den före industriella nivån..
NOx bidrar till förstörelsen av stratosfärisk ozon och ökar mängden ultraviolett strålning som tränger igenom jorden. Dessa gaser härrör från den industriella produktionen av salpetersyra och adipinsyra samt från användningen av gödselmedel..
År 2017 nådde dessa gaser en atmosfärskoncentration på 329,9 ppm, vilket motsvarar 122% av den nivå som uppskattades för den förindustriella eran..
CFC är en kraftfull växthusgas som skadar stratosfärisk ozon och regleras enligt Montrealprotokollet. I vissa länder som Kina används det dock fortfarande i olika industriella processer.
Dessa gaser används i olika industriella applikationer för att ersätta CFC. HFC påverkar emellertid också ozonskiktet och har en mycket hög aktiv beständighet i atmosfären.
PFC produceras i förbränningsanläggningar för aluminiumsmältningsprocessen. Liksom HFC har de en hög beständighet i atmosfären och påverkar integriteten hos det stratosfäriska ozonskiktet..
Denna gas har också en negativ effekt på ozonskiktet, liksom en hög uthållighet i atmosfären. Den används i högspänningsutrustning och vid produktion av magnesium.
Föroreningar som produceras av människor bidrar med extra mängder växthusgaser och bryter den naturliga dynamiska balansen. Även om dessa belopp är mycket lägre än de som genereras av naturen räcker det för att bryta denna balans..
Detta har allvarliga konsekvenser för den planetariska termiska balansen och i sin tur för livet på jorden..
Ökningen av koncentrationen av växthusgaser genererar en ökning av den globala medeltemperaturen. Faktum är att den genomsnittliga globala temperaturen beräknas ha stigit 1,1 ° C sedan den föreindustriella eran..
Å andra sidan har det visats att perioden 2015 till 2019 har varit den hetaste hittills.
Ökningen av temperaturen medför att smältningen av is och glaciärer över hela världen smälter. Detta innebär en höjning av havsnivån och en förändring av de marina strömmarna..
Även om det inte finns någon fullständig överenskommelse om klimatförändringsprocessen till följd av global uppvärmning, är verkligheten att planetens klimat förändras. Detta framgår bland annat av förändringar av marina strömmar, vindmönster och nederbörd..
Förändringen av livsmiljöer på grund av temperaturökningen påverkar artens population och biologiska beteende. I vissa fall finns det arter som ökar deras populationer och breddar deras utbredningsområde..
De arter som har mycket smala temperaturintervall för sin tillväxt och reproduktion kan dock kraftigt minska deras populationer..
Många jordbruks- och boskapsområden ser att produktionen minskar eftersom arten påverkas av temperaturökningen. Å andra sidan resulterar ekologiska förändringar i spridning av skadedjur i jordbruket.
När den planetariska medeltemperaturen ökar utvidgar vissa sjukdomsvektordjur sitt geografiska intervall. Således förekommer fall av tropiska sjukdomar utanför deras naturliga intervall..
Å andra sidan kan temperaturökningen producera så kallade chock värme- eller värmeslag, vilket innebär extrem uttorkning. Denna situation kan orsaka allvarligt organsvikt, särskilt hos barn och äldre..
För att förhindra ökningen av växthuseffekten är det nödvändigt att minska produktionen av växthusgaser. Detta innebär en serie åtgärder som inkluderar utveckling av medborgarnas medvetenhet, lagstiftningsåtgärder, tekniska förändringar..
Ett medborgare som är medvetet om problemet med den globala uppvärmningen som genereras av ökningen av växthuseffekten är viktigt. På detta sätt tillhandahålls det nödvändiga sociala trycket så att regeringar och ekonomiska makter vidtar de åtgärder som krävs..
Det viktigaste internationella avtalet för att möta problemet med växthusgasproduktion är Kyotoprotokollet. Hittills har detta rättsliga instrument emellertid inte varit effektivt för att minska utsläppen av växthusgaser..
Några av de viktigaste industriländerna med de högsta utsläppsnivåerna undertecknade inte förlängningen av protokollet för sin andra period. Därför är en strängare nationell och internationell rättslig ram nödvändig för att en verklig effekt ska uppnås..
Omarbetning av industriella processer krävs för att minska utsläppen av växthusgaser. På samma sätt är det nödvändigt att främja användningen av förnybar energi och minska användningen av fossila bränslen..
Å andra sidan är det viktigt att minska produktionen av förorenande avfall i allmänhet..
Enligt experterna är det inte tillräckligt att minska utsläppen av växthusgaser, det är också nödvändigt att minska de nuvarande koncentrationerna i atmosfären. För detta har olika alternativ föreslagits som kan använda mycket enkla eller sofistikerade tekniker..
För detta rekommenderas att öka täckningen av skogar och djungler, samt att genomföra strategier som gröna tak. Växter fixerar atmosfärisk CO2 i sina växtstrukturer och extraherar den från atmosfären.
Fram till nu är att ta ut koldioxid från atmosfären dyrt ur energisynpunkt och har höga ekonomiska kostnader. Det pågår dock forskning för att hitta effektiva sätt att filtrera luften och ta bort koldioxid..
Ett av dessa förslag är redan i pilotanläggningsfasen och utvecklas av universiteten i Calgary och Carnegie Mellon. Denna anläggning använder en lösning av kaliumhydroxid som en vattenhaltig fälla och kaustiskt kalcium, genom vilken luften filtreras.
I denna process behålls koldioxid som finns i luften och bildar kalciumkarbonat (CaCO3). Därefter värms kalciumkarbonatet och koldioxiden frigörs, varvid den resulterande renade koldioxiden appliceras för industriell användning..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.