Varning klass 1, SverigeInkommande solstrålning passerar i stort sett genom växthusgaserna och värmer upp jordytan. Den uppvärmda jordytan sänder i sin tur ut värmestrålning vars passage effektivt hindras av växthusgaserna i atmosfären.
En del av den hindrade värmestrålningen återstrålas tillbaka mot jorden, vilket gör att temperaturen hos jordytan hålls både varmare och jämnare jämfört med en planet utan en atmosfär. Det är detta vi kallar växthuseffekten.
En naturlig växthuseffekt har så gott som alltid funnits på jorden, tack vare förekomsten av vissa gaser - växthusgaserna - i atmosfären. Av dessa är vattenångan och koldioxiden de två viktigaste.
Den naturliga växthuseffekten har varierat en del på grund av variationer i klimatsystemets naturliga drivkrafter. Temperaturen och vattencykeln är starkt kopplade. Koldioxiden ingår i kolets kretslopp och påverkas därmed även den av klimatet.
Växthuseffekten är inte något unikt för vår planet, utan förekommer även på exempelvis venus.
Utsläpp av växthusgaser
Strålningsflödena genom jordatmosfären påverkas bland annat av atmosfärens sammansättning, och denna har under en längre tid förändrats på grund av mänsklig aktivitet. De vanligaste växthusgaserna är koldioxid, metan, dikväveoxid (lustgas) och ozon.
Förbränning av fossila bränslen; naturgas, kol och olja ger utsläpp av koldioxid. Koldioxiden som bildas hamnar i atmosfären och blir kvar där länge. Sedan 1800-talet har det skett en markant ökning av atmosfärens innehåll av koldioxid.
Metan bildas vid syrefri nedbrytning av organiskt material. Detta äger rum till exempel i våtmarker såsom risfält och torvmossar. Även boskap utsöndrar ansenliga mängder metan.
Andra mycket kraftfulla växthusgaser är halokarboner. De flesta är inte naturliga utan är framställda av människan. De har inte bara stor effekt som växthusgaser utan har dessutom stor ozonnedbrytande potential.
Därför har produktion, användning och avveckling av dessa behandlats av Montrealprotokollet och i flera därpå följande avtal. Om dessa följs kommer de flesta halokarboner att sakta försvinna ur atmosfären.
En förstärkt växthuseffekt
Klimatfrågan handlar om den förstärkta växthuseffekten det vill säga en effekt utöver den naturliga. Människans utsläpp av växthusgaser ändrar atmosfärens sammansättning utöver de naturliga förloppen.
Detta bidrar till en störning i klimatsystemet. Klimatförändringen är systemets sätt att utjämna störningen. En förenklad beskrivning av förloppet kan beskrivas så här:
Med större andel växthusgaser i atmosfären hindras en större andel av den utgående värmestrålningen. Återstrålningen till jordytan ökar, vilket leder till att temperaturen stiger. Ytans värmestrålning ökar och så vidare.
Till slut uppstår en ny balans och mängden av utgående värmestrålning från jorden är igen lika stor som mängden av inkommande solstrålning. Konsekvensen av detta är en högre temperatur vid jordytan.
Komplext förlopp
I det verkliga systemet sker förstås en hel del mer. Olika återkopplingar inom klimatsystemet gör att hela förloppet är komplext. En del värme lagras i havet. Utgående värmestrålning från högre nivåer i atmosfären ökar, vilket ger en avkylning på dessa höjder.
Inom klimatsystemet påverkas moln, nederbörd och vattenomsättning, havsnivå, cirkulationsmönster, kolcykeln med mera.
Förstärkningen av växthuseffekten innebär alltså en ökad värmemängd i havet, högre temperatur vid jordytan och en omfördelning av energiflödena inom klimatsystemet, tillsammans med många andra förändringar.
En del av alla förändringar kommer att pågå under mycket lång tid, även efter att utsläppen har begränsats till en bråkdel av nuvarande nivåer.