Växthuseffekten

Största delen av den inkommande solstrålningen passerar genom atmosfären och värmer upp jordytan. Den uppvärmda jordytan sänder i sin tur ut värmestrålning vars passage till stor del effektivt hindras av växthusgaserna i atmosfären.

En del av den stoppade värmestrålningen strålas tillbaka mot jorden, vilket gör att temperaturen hos jordytan hålls både högre och jämnare jämfört med en planet utan en atmosfär. Det är detta vi kallar växthuseffekten.

Växthuseffekten är inte något unikt för vår planet, utan förekommer även på andra planeter exempelvis Venus.

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 vattnets kretslopp är starkt kopplade. Koldioxiden ingår i kolets kretslopp och påverkas därmed även den av klimatet.

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 antropogent (mänskligt) påverkade växthusgaserna är koldioxid, metan, dikväveoxid (lustgas) och ozon.
 
Vattenångan är inte medräknad här eftersom dess halt huvudsakligen ändras som en effekt av att temperaturklimatet ändras. En liten höjning i temperaturen till följd av ökad koldioxidhalt gör att mer vattenånga kan finnas i luften, vilket i sin tur leder till ytterligare ökning av temperaturen. Det här är vad man brukar kalla en återkopplingsmekanism och det är just den här återkopplingen som gör att växthuseffekten förstärks kraftigt då halterna av övriga växthusgaser ökar.

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 (CFC och HCFC). 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 en del av dessa halokarboner att sakta försvinna ur atmosfären.

Ladda ner SMHIs rapport kring växthuseffekten (pdf). Pdf, 866.6 kB. (Pdf, 866.6 kB)

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 mycket förenklad beskrivning av förloppet kan sammanfattas 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 där. Ytans värmestrålning ökar och så vidare.

Till slut uppstår en ny balans och mängden av utgående värmestrålning från jorden och dess atmosfär 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 förloppet är komplext. En del värme lagras till exempel 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 dessa förändringar kommer att pågå under mycket lång tid, även efter att utsläppen har begränsats till en bråkdel av nuvarande nivåer.