drivhuseffekten

Naturlovene sier at alle legemer sender ut varmestråling. Denne strålingen er egentlig lys og er en ren form for energi.

Det er en sammenheng mellom temperaturen til legemet og varmestrålingen som sendes ut. Temperaturen styrer både varmestrålingens intensitet (varmetapet) og dens bølgelengde (fargen på lyset). Et eksempel er Solen som har høy temperatur og sender ut kortbølget stråling (sollyset som vi kan se med egne øyne).

Jorden har mye lavere temperatur enn solen, og sender ut varmestråling (også omtalt som infrarødt lys) som har en lengre bølgelengde enn strålingen fra Solen (og som vi ikke kan se med våre øyne).

Drivhusgassene slipper sollyset igjennom (varmestråling med kortere bølgelengde), men stopper (absorberer) den langbølgete varmestrålingen fra Jorden.

Av sollyset som Jorden mottar blir rundt 30 prosent reflektert tilbake av luft, skyer og Jordens overflate. Rundt 70 prosent av sollyset blir fanget opp (absorbert) og er med på å varme opp Jorden. Omkring 25 prosent blir absorbert i atmosfæren og 45 prosent ved bakken.

Når sollyset fanges opp av bakken, blir det omgjort til varme. Bakken gir fra seg denne varmeenergien som varmestråling til luften høyere opp, og noe av denne varmestrålingen absorberes av drivhusgassene og av skyer.

Halvparten av den absorberte strålingsenergien blir sendt tilbake mot jorden og bidrar til den økte temperaturen nær overflaten.

Ikke all varmeenergien fra bakken blir avgitt gjennom stråling. Noe av energien fører i stedet til fordampning av vann og til oppstigning av varm luft (konveksjon).

På en global skala har Jordens temperatur en nær sammenheng med mengden av drivhusgasser i atmosfæren. Dette er vist blant annet ved målinger i iskjerner som er opptil 400 000 år gamle.

I de siste tusen år før den industrielle revolusjon var det ikke så store endringer i mengden av drivhusgasser. Men i de siste to århundrene har det vært en sterk økning. Fra begynnelsen av 1700-tallet og fram til i dag, har konsentrasjonen av CO₂ i atmosfæren økt med snaut 50 prosent som følge av forbrenning av fossilt brensel og avskoging (280 ppm før den industrielle revolusjon til 418 ppm i 2022).

Det har også vært en sterk økning i konsentrasjonen av andre drivhusgasser. Konsentrasjonen av metan (CH₄) er i dag om lag 2,5 ganger høyere enn i tiden før den industrielle revolusjon. Atmosfæren er også tilført drivhusgasser som ikke forekommer naturlig, som for eksempel KFK-gasser.

De viktigste drivhusgassene i atmosfæren er vanndamp (H₂O), karbondioksid (CO₂), metan (CH₄), lystgass (dinitrogenoksid, N₂O) og ozon (O₃).

Vanndamp står for cirka 50 prosent av drivhuseffekten på Jorden, skyer for cirka 25 prosent og CO₂ for cirka 20 prosent, ifølge publiserte resultater fra NASA. De øvrige drivhusgassene bidrar i mindre grad.

Vanndamp har størst drivhuseffekt, men den har kort levetid i atmosfæren fordi den omdannes til skyer og regner ut, noe som gjør at mengden varierer betydelig fra sted til sted.

Konsentrasjonen av vanndamp i Jordens atmosfære påvirkes ikke direkte av menneskene. Men, økt temperatur gir økt fordampning og mer vanndamp i atmosfæren, som igjen gir økt temperatur. En slik sammenheng kalles en tilbakekopling.

Drivhuseffekten er nært knyttet til vannets kretsløp gjennom måten fuktig luft stiger på (konveksjon), skydannelse, og nedbørsmønstre. Konveksjon spiller en rolle for varmestrømmen fra planetens overflate til høyere nivåer hvor den kan forsvinne ut til verdensrommet.

Andre drivhusgasser som karbondioksid, metan, lystgass og ozon har både naturlige og menneskeskapte kilder, mens drivhusgasser som klorfluorkarboner (KFK) utelukkende er menneskeskapte forbindelser.

Hvor mye hver enkelt drivhusgass bidrar til temperaturøkningen er avhengig av hvor effektivt gassen absorberer langbølget stråling fra Jorden, og hvordan dens absorberingsevne sammenfaller med andre gasser. Dessuten kommer det an på hvor mye av gassen som er til stede og hvor lenge gassene er tilstede i atmosfæren (deres såkalte levetid).

Det er stor variasjon i levetiden til drivhusgassene: fra noen måneder til 50 000 år. CO₂ har en levetid på opptil 200 år, mens metan har omkring tolv år. Metan har størst virkning på klimaet de første 20 årene etter at den er sluppet ut og før den forvandles til for eksempel CO₂, mens lystgass virker mye lenger i atmosfæren.

Utslipp av drivhusgasser regnes ofte om til «CO₂-ekvivalenter» ved hjelp av gassenes GWP-verdier, det vil si deres globale oppvarmingspotensial, på engelsk «Global Warming Potential». Dette angir de tilsvarende utslipp av CO₂ som gir samme oppvarmingseffekt over en valgt tidshorisont, som gjerne settes til 100 år.

CO₂ er minst effektiv som drivhusgass per kilo, men likevel er gassens bidrag til den globale oppvarmingen størst fordi mengden som slippes ut er mange ganger større enn mengden av de andre drivhusgassene.

CO₂ står for cirka 60 prosent av den menneskeskapte forsterkningen av drivhuseffekten frem til i dag.

Verdens klimaforskere er bekymret for at aktiviteter menneskene står bak, fører til en forsterket drivhuseffekt og en global oppvarming.

• klimaendringer
• elektromagnetisk stråling
• Klimakonvensjonen

• FNs klimapanel: The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)
• NASA: The attribution of the present-day total greenhouse effect
• Carbon Dioxide and Climate: A Scientific Assessment
• Miljøstatus: Drivhuseffekten

• Benestad, Rasmus: En ny og gammel definisjon på drivhuseffekten. Artikkel på nettsidene til Tekna
• Benestad, R.E. (2016) A mental picture of the greenhouse effect: A pedagogic explanation Theoretical and Applied Climatology. Theoretical and Applied Climatology, Volume 128, Issue 3–4, pp 679–688