Učinek tople grede

Učinek tople grede je naraven pojav, ko nekateri plini v atmosferi zadržujejo toploto, ki bi drugače ušla v vesolje. Zaradi tega so povprečne temperature Zemljinega površja višje, kar je eden izmed razlogov, da se je na Zemlji razvilo tako pestro življenje. Pojav je poimenovan po rastlinjakih, ki se uporabljajo za zadrževanje toplote, vendar je način, kako rastlinjaki zadržujejo toploto drugačen, od načina atmosferske „tople grede“. Rastlinjaki zadržujejo toploto s preprečevanjem  mešanja toplega in hladnega zraka (konvekcije), atmosferska »topla greda« pa s preprečevanjem sevanja.

Pojav tople grede v atmosferi je podoben, vendar ni povsem enak dogajanju v prosojnih rastlinjakih. Topla greda zgleda kot majhna steklena hiša. V njej rastejo rastline, še posebej, ko je zunaj mraz. Steklo prepusti svetlobo, zadrži pa toploto. Tako je v topli gredi prijetno toplo, podobno, kot če smo v avtu, ki je parkiran na soncu, in rastline lahko uspevajo tudi pozimi

Slika: Topl greda
Slika: Topl greda

Učinek tople grede je izraz za otoplitev zemljine površine in površja kot posledice emisij toplogrednih plinov zaradi uporabe fosilnih goriv in drugih človekovih dejavnosti. Atmosfera absorbira IR-sevanja,  ki ga oddaja površina Zemlje potem ko je absorbirala pretežno kratkovalovne (UV) sevanje Sonca.  Atmosfera deluje kot toplotni izolacijski plašč.

Učinek tople grede je zelo pomemben. Ljudje ne bi mogli živeti na Zemlji, ker bi bilo premrzlo, če ne bi bilo učinka tople grede. Toda, če se bo učinek tople grede povečeval, se lahko Zemlja segreje več kot je običajno. Že komaj znatno povišanje temperature lahko povzroči težave za ljudi, živali in rastline. Višja temperatura bi vplivala na topitev ledenikov, kar bi povzročilo dvig gladine morja, spremenilo pa bi se tudi podnebje.

Toplogredni plini v ozračju

Toplogredni plini prepuščajo kratkovalovno sevanje Sonca, glavni vir toplote Zemlje. Vendar pa vsrkavajo del infrardeče svetlobe večje valovne dolžine, ki jo oddaja Zemlja, ter s tem zmanjšujejo ohlajevanje oziroma oddajanje toplote, s čemer pripomorejo k segrevanju Zemlje. Kakšen vpliv imajo na segrevanje, je razvidno iz njihove zmožnosti globalnega segrevanja.

TOPLOGREDNI PLINI SO:

–         Vodna para (H2O): Najpomembnejši plin tople grede je vodna para, ker jo je med vsemi toplogrednimi plini v zraku največ. Človek ne more bistveno vplivati na količino vodne pare v ozračju.

–          Ogljikov dioksid (CO2): Kriv je za 50 odstotkov učinka tople grede. Nastaja pri dihanju živih organizmov in pri sežiganju ter razpadanju organskih snovi (fosilna goriva, gozdni požari…).

–          Metan (CH4): Petino krivde pripisujejo metanu, ki naravno nastaja v močvirnatih predelih ter pri razpadanju organskih snovi. Nastaja pa tudi nad odlagališči odpadkov, nad riževimi polji, itd.

–          CFC , HCF, PHC (tudi F-plini, fluorirani ogljikovodiki ): Poleg krivde za ozonsko luknjo, jim pripisujejo tudi petino krivde za učinek tople grede. Nahajajo se v starih hladilnikih, klimatskih napravah, razpršilih, itd., v novejših ne več, ker je njihova uporaba prepovedana od leta 1996.

–          Dušikov dioksid (N2O): Krivi so za 10 odstotkov učinka tople grede. Nastajajo pri razkrajanju rastlin ter umetnih gnojil in pri gorenju fosilnih goriv.

–          Žveplovi aerosoli: Po eni strani zmanjšujejo efekt tople grede, ker se okoli njih zbirajo vodne kapljice, ki se nato združijo oblake. Odbijajo in absorbirajo del toplote, ki jo na Zemljo seva Sonce. Po drugi strani pa močno uničujejo gozdove, saj so glavna sestavina kislega dežja. S tem posredno vplivajo na učinek tople grede, ker uničujejo gozdove, kjer bi se določena količina ogljikovega dioksida porabila v procesu fotosinteze.

–          Ozon (O3): Kriv za nekaj odstotkov učinka. Njegov nastanek povzročajo avtomobilski promet, elektrarne in rafinerije nafte.

Povečanje emisij TGP v zadnjih 50 letih, kar je prikazano na spodnjem grafu , je v glavnem posledica modernega načina življenja, ki zahteva  uporabo množice fosilnih goriv v takšne in drugačne namene (za ogrevanje, proizvodnjo električne energije, pogon vozil, itd.)

Koncentracija ogljikovega dioksida se je povečala za 31 %, metana za 149 % v primerjavi s količinami pred industrijsko revolucijo (pred letom 1750). Količina CO2 v ozračju se bo po predvidevanjih v prihodnje še naprej povečevala, predvsem zaradi naraščajoče rabe fosilnih goriv. Stopnja rasti bo odvisna od trdnosti gospodarstva, sociološkega in tehnološkega razvoja ter napredka znanosti. Naravna okolja, ki porabljajo ogljikov dioksid (gozdovi in oceani), so zaradi onesnaževanja vse bolj degradirana, zato se količina CO2 v ozračju povečuje.

Graf : Emisije CO2 od leta 1750 do leta 2000
Graf : Emisije CO2 od leta 1750 do leta 2000

Koncentracija teh plinov v atmosferi (razen vodne pare) narašča zaradi človekove dejavnosti (kmetijstvo, uničevanje gozdov,…). Vsem je skupno, da zadržujejo toplotno (infrardeče) sevanje. Ob povečani količini toplogrednih plinov temperatura ozračja naraste, ker pri enakem sončnem sevanju ozračje zadrži več odbitega IR sevanja.

Plini z učinkom tople grede imajo dve pomembni lastnosti:

Ko sončna svetloba doseže Zemljo, jo atmosfera približno tretjino odbije (slika spodaj). Preostali del svetlobe atmosfera vpije (absorbira), večino pa prepusti. Prepuščena svetloba nadaljuje pot do Zemljinega površja, od katerega se je en del odbije, preostali del pa vpijejo oceani in kopno. Absorbirana svetloba greje oceane in kopno, ki to toploto sevajo nazaj v obliki infrardeče svetlobe. Nekateri plini v atmosferi, (vodni hlapi, CO2, metan in drugi) vpijejo del te toplote ter tako preprečijo, da bi v celoti ušla v vesolje. Zaradi te sposobnosti imenujemo te pline toplogredni plini. Tako ostane del energije ujet v atmosferi, kar povzroča, da je povprečna temperatura na površju Zemlje okrog 14 ˚C. Brez učinka „tople grede“ bi bila temperatura le okrog -18 ˚C.

Slika : Učinek tople grede
Slika : Učinek tople grede

Posledice povečana tople grede:

ledeniki

%d bloggers like this: