Växthuseffekten

Energi från solen som når jorden kan ha svårt att hitta tillbaka till rymden. Växthuseffekten gör att en del av denna energi hamnar i atmosfären, absorberas och frigörs av växthusgaser.

Om växthuseffekten inte fanns skulle jordens temperatur ligga under noll grader. Det är delvis en naturlig process. Jordens växthuseffekt blir dock starkare i takt med att vi tillför växthusgaser till atmosfären. Det värmer upp klimatet på vår planet.

Hur fungerar växthuseffekten?

Solenergi som absorberas vid jordens yta strålar tillbaka till atmosfären som värme. När värmen tar sig genom atmosfären och tillbaka ut i rymden absorberar växthusgaserna en stor del av den. Varför absorberar växthusgaser värme? Växthusgaser är mer komplexa än andra gasmolekyler i atmosfären och har en struktur som kan absorbera värme. De strålar tillbaka värmen till jordens yta, till en annan växthusgasmolekyl eller ut i rymden.

Det finns flera olika typer av växthusgaser. De viktigaste är koldioxid, vattenånga, metan och dikväveoxid. Dessa gasmolekyler består alla av tre eller fler atomer. Atomerna hålls ihop så löst att de vibrerar när de absorberar värme. Så småningom släpper de vibrerande molekylerna ut strålningen, som sannolikt kommer att absorberas av en annan växthusgasmolekyl. Denna process håller värmen nära jordytan. Det mesta av gasen i atmosfären är kväve och syre, som inte kan absorbera värme och bidra till växthuseffekten.

Ett par vanliga växthusgaser

• Koldioxid: Koldioxidmolekylerna består av en kolatom och två syreatomer och utgör en liten del av atmosfären, men har en stor effekt på klimatet. Det fanns cirka 270 volymdelar per miljon (ppmv) koldioxid i atmosfären i mitten av 1800-talet i början av den industriella revolutionen. Mängden ökar eftersom förbränning av fossila bränslen släpper ut koldioxid i atmosfären. Nu finns det cirka 400 volymdelar per miljon (ppmv).

• Metan: Metan är en kraftfull växthusgas som kan absorbera mycket mer värme än koldioxid och består av en kol- och fyra väteatomer. Den finns i mycket små mängder i atmosfären men kan ha stor inverkan på uppvärmningen. Metangas används också som bränsle. När den förbränns släpper den ut växthusgasen koldioxid i atmosfären.

Ovanför: (Vänster) Jordens yta, som värms upp av solen, strålar ut värme i atmosfären. En del värme absorberas av växthusgaser som koldioxid och strålar sedan ut i rymden (A). En del värme tar sig direkt till rymden (B). En del värme absorberas av växthusgaser och strålar sedan tillbaka mot jordytan (C). (Höger) Med mer koldioxid i atmosfären senare under detta århundrade kommer mer värme att stoppas av växthusgaserna, vilket värmer upp planeten. (Bild: Lisa Gardiner/UCAR)

Mer växthusgaser = en varmare jord

Även om endast en liten del av gaserna i jordens atmosfär är växthusgaser har de en enorm effekt på klimatet. Någon gång under detta århundrade förväntas mängden av växthusgasen koldioxid i atmosfären fördubblas. Andra växthusgaser som metan och lustgas ökar också. Mängden växthusgaser ökar i takt med att fossila bränslen förbränns, varvid gaserna och andra luftföroreningar släpps ut i atmosfären. Växthusgaser hamnar också i atmosfären från andra källor. Jordbruksdjur släpper till exempel ut metangas när de smälter maten. När cement tillverkas av kalksten frigörs koldioxid.

Med fler växthusgaser i luften är det mer sannolikt att värme som passerar igenom på sin väg ut ur atmosfären stoppas. De tillförda växthusgaserna absorberar värmen. De utstrålar sedan denna värme. En del av värmen kommer att gå bort från jorden, en del kommer att absorberas av en annan växthusgasmolekyl och en del kommer att hamna på planetens yta igen. Med fler växthusgaser kommer värmen att stanna kvar och värma upp planeten.