Du har sikkert hørt det før: De menneskeskapte utslippene av CO₂ og andre klimagasser fører til en økende drivhuseffekt og et varmere klima. I mange sammenhenger blir drivhuseffekten fremstilt som noe negativt, men uten drivhuseffekten ville det ikke vært liv på jorda slik som vi kjenner det i dag. Hva er egentlig drivhuseffekten, hvordan fungerer den og hvorfor blir det varmere på jorda?

Hvorfor kalles den drivhuseffekten?

Drivhuseffekten på jorda baserer seg på de samme grunnprinsippene som i et drivhus. Et vanlig drivhus består av glass, både i vegger og tak, og strålingsenergien i det synlige lyset fra sola trenger lett igjennom glasset. Det synlige lyset blir omgjort til varmeenergi når det treffer plantene og bakken, og varmen sendes som stråling tilbake mot glasset. Varmestrålingen har vanskeligere for å trenge igjennom glasset, som fører til at noe av strålingen blir reflektert tilbake og varmen holder seg dermed på innsiden av drivhuset. Egenskapene til jordas atmosfære er veldig like egenskapene til et drivhus, og derfor kalles denne effekten for drivhuseffekten.

Drivhusgasser i atmosfæren = glasset i drivhuset

Jordas atmosfære holdes på plass av tyngdekraften og fungerer som en barriere mot verdensrommet. Atmosfæren er en blanding av mange ulike gasser, og konsentrasjonen av gassene varierer med høyden over jorda. Drivhusgassene i atmosfæren fungerer som glasset i drivhuset: de lar det synlige lyset fra sola komme inn, men lar ikke all varmeenergien komme ut. Felles for alle disse gassene er at de absorberer varmestrålingen fra bakken. De viktigste drivhusgassene er vanndamp (H₂O), karbondioksid (CO₂), metan (CH₄), ozon (O₃) og lystgass (N₂O).

Hvordan fungerer drivhuseffekten?

Drivhuseffekten fungerer slik at kortbølget, synlig lys fra sola kommer inn i jordas atmosfære, hvor mesteparten av strålingen når bakken. Når det synlige lyset treffer bakken går energien over i mange nye former via energioverføringer, for eksempel til fotosyntesen, men det meste av energien varmer opp jordoverflaten. Jorda sender da langbølget varmestråling, som er det samme som infrarødt lys, ut i atmosfæren. Siden den er langbølget, har varmestrålingen vanskeligere for å komme seg forbi drivhusgassene. Mesteparten av varmestrålingen blir absorbert av drivhusgassene og sendt ut igjen i alle retninger – både mot bakken og til verdensrommet. Rundt halvparten av varmestrålene blir værende innenfor atmosfæren og sendes ned mot jorda igjen (Benestad & Mamen, 2020).

Konveksjon

Når det synlige lyset når bakken vil det skje mange energioverføringer, men ikke all varmen som forlater jorda blir sendt ut som varmestråling. Noe av energien overføres til vann og luft, slik at vannet fordamper og lufta blir varm og stiger. Dette kalles konveksjon og er en annen måte atmosfæren mottar varme på. Konveksjon har flere funksjoner i atmosfæren. På den ene siden gjør oppstigningen av varm luft og vanndamp atmosfæren varmere, men på den andre siden har den en avkjølende effekt. Mer vanndamp i atmosfæren gjør at mer av varmestrålingen fra jorda blir absorbert, men på grunn av at det blir kaldere desto nærmere verdensrommet man kommer, vil den varme vanndampen avkjøles og kondensere. Det vil si at det dannes små vanndråper, altså skyer. Skyer har høy refleksjonsevne og dermed vil noe av det synlige lyset som treffer skyene reflekteres ut mot verdensrommet igjen.

Albedoeffekten

Noe av strålingen fra sola blir reflektert direkte tilbake til atmosfæren og verdensrommet – uten å bli omgjort til varmestråling – fordi strålingen treffer en reflekterende overflate. Dette kalles albedo. Albedo er en overflates evne til å reflektere lys, noe som gjør at en overflate kan ha høy eller lav albedo, men alle overflater har reflekterende egenskaper. En reflekterende overflate med høy albedo og som reflekterer mye lys kan for eksempel være noe hvitt, som en sky, en isbre eller et snødekt tak. Lav albedo er når overflaten gjerne absorberer mer enn den reflekterer, som en mørk granskog. På grunn av drivhusgassene og albedoen vil noe av strålingen gå som en pingpongball mellom jorda og atmosfæren før den kommer seg ut i verdensrommet.

Albedoeffekten oppstår når albedoen til et område, altså områdets refleksjonsevne, endrer seg. Dette kan påvirke klimaet fordi albedoeffekten er med på å bestemme hvor varmt det blir. Hvis en granskog blir hugget ned eller når snøen smelter om våren, vil albedoen endre seg. Der granskogen en gang sto vil det vokse opp lysere og mindre plantearter med høyere albedo, og der snøen lå, vil det komme til syne en mørkere bakke med lavere albedo. Slike endringer skjer hele tiden og har relativt lite påvirkning på det globale klimaet, men når store endringer som for eksempel smelting av isbreer og havis skjer, vil det merkes globalt. Når isen smelter på grunn av varmere klima vil landjorda eller havet under ha lavere albedo. Lavere albedo gjør at mer synlig lys blir absorbert, mer varmestråling vil sendes ut og det vil bli varmere, som igjen gjør at mer is smelter og at albedoen blir enda lavere. Dette kalles for en positiv tilbakekobling og gjør at havet og jorda blir varmere og varmere, som en ond sirkel.

Jorda blir varmere

Jorda holder seg varm på grunn av drivhusgassene i atmosfæren og resirkuleringen av varmeenergi, men høyden varmetapet foregår i er viktig for hvor varmt det er. Uten atmosfæren og drivhusgassene ville jordas varmetap skjedd ved jordoverflaten. Da ville gjennomsnittstemperaturen på jorda ha vært -18°C, som vil si iskaldt om natta og kjempevarmt om dagen, slik som på månen (Benestad & Mamen, 2020). Det kan sammenlignes med å kle på seg. Går man rundt uten klær en vinterdag, fryser man, for da skjer varmetapet ved huden, akkurat som om det skulle ha skjedd ved jordoverflaten på jorda. Har man passelig med klær vil temperaturen være helt grei og varmetapet vil skje utenpå klærne, akkurat slik som atmosfæren holder igjen varmen. I dag er gjennomsnittstemperaturen 15*C fordi atmosfæren gjør at varmetapet skjer omtrent 6,5 km over bakken (Benestad, 2016).

Jordas gjennomsnittstemperatur stiger på grunn av menneskeskapte utslipp av CO₂ og andre drivhusgasser (som er det samme som klimagasser). Mer drivhusgasser i atmosfæren fører til at mer varmestråling blir fanget opp og at varmetapet blir mindre. Grunnen til dette er at varmestrålene må komme seg gjennom et tykkere lag med drivhusgasser og dermed vil ikke varmen slippe ut før den kommer seg enda lenger unna jorda. Det blir som om man kler på seg flere og flere klesplagg, for da vil varmetapet skje lengre unna kroppen og man vil bli kokvarm. Kroppsvarmen vil også bli vanskeligere å merke utenpå klærne desto mer klær man tar på seg. På samme måte vil jorda bli varmere og varmetapet mer diffust.

Økt drivhuseffekt har mange konsekvenser for livet på jorda, og det er ikke bare varmen som er et problem. Drivhuseffekten påvirker mer enn temperaturen, for effekten styrer i stor grad været også. Når varmetapet til verdensrommet blir mer diffust vil det skje endringer i atmosfæren som fører til endringer i vannets kretsløp med mer oppstigning av varm luft og vanndamp, altså mer konveksjon. Mer vanndamp i atmosfæren fører til mer nedbør og vi får ekstremvær som ekstrem nedbør, orkaner og tørke. Vær over lengre tid kalles klima og når været er i endring vil klimaet også endre seg. På den måten fører den økte drivhuseffekten til klimaendringer som igjen har konsekvenser for alt liv på jorda.

Er du interessert i å lese mer om konsekvenser av klimaendringer kan du klikke på lenkene nedenfor.

• Konsekvenser av klimaendringene
• Konsekvenser av klimaendringene (kort punktliste)
• Biologiske konsekvenser av klimaendringene
• Global oppvarming