Sera etkisi Dünya’nın yüzeyini ve atmosferini ısıtmak yardımcı olan bir doğal olarak oluşan bir süreçtir. Karbondioksit , su buharı ve metan gibi belirli atmosferik gazların uzun dalga radyasyonu emerek gezegenin enerji dengesini değiştirebilmesinden kaynaklanmaktadır.Dünya yüzeyinden yayılır. Sera etkisi olmasaydı, bu gezegendeki yaşam muhtemelen var olamazdı, çünkü Dünya’nın ortalama sıcaklığı şu anki 15 ° Santigrattan ziyade soğuk -18 ° C olacaktı.
Güneşten gelen enerji atmosferden geçerken bir takım şeyler meydana gelir. Enerjinin bir kısmı (küresel olarak% 26) bulutlar ve diğer atmosferik parçacıklar tarafından uzaya geri yansıtılır veya saçılır . Mevcut enerjinin yaklaşık% 19’u bulutlar, gazlar ( ozon gibi) tarafından emilir.) ve atmosferdeki parçacıklar. Dünya atmosferinden geçen güneş enerjisinin kalan% 55’inin% 4’ü yüzeyden uzaya geri yansır. Ortalama olarak, Güneş radyasyonunun yaklaşık% 51’i yüzeye ulaşır. Bu enerji daha sonra yer yüzeyinin ısıtılması dahil olmak üzere bir dizi işlemde kullanılır; buz ve karın erimesi ve suyun buharlaşması; ve bitki fotosentezi .
Zeminin güneş ışığı ile ısıtılması, Dünya yüzeyinin uzun dalga bandında (bazen kızılötesi radyasyon olarak da adlandırılır) bir enerji radyatörü olmasına neden olur.). Bu enerji yayımı genellikle uzaya yöneliktir (bkz. Şekil 7h-2 ). Ancak, bu enerjinin sadece küçük bir kısmı aslında onu uzaya geri döndürür. Dışarı giden kızılötesi radyasyonun çoğu sera gazları tarafından emilir
Uzun dalga radyasyonunun atmosfer tarafından emilmesi, Dünya’nın atmosferik sistemine ek ısı enerjisinin eklenmesine neden olur. Artık daha sıcak olan atmosferik sera gazı molekülleri, her yöne uzun dalga enerjisi yaymaya başlar. Bu uzun dalga enerjisi emisyonunun% 90’ından fazlası, yüzey tarafından bir kez daha emildiği Dünya yüzeyine geri yönlendirilir. Uzun dalga radyasyonu ile zeminin ısıtılması, zemin yüzeyinin bir kez daha yayılmasına neden olur ve emilim için artık uzun dalga kalmayana kadar yukarıda açıklanan döngüyü tekrar tekrar tekrar eder.
Sera etkisiyle atmosfere eklenen ısı enerjisi miktarı , Dünya atmosferindeki sera gazlarının konsantrasyonu ile kontrol edilir. Sanayi Devrimi’nin başlangıcından bu yana (yaklaşık MS 1700) başlıca sera gazlarının tümünün konsantrasyonu artmıştır . Bu daha yüksek konsantrasyonlarda sonucunda, bilim adamları sera etkisi olacağını tahmin gelişmiş ve Dünya’nın iklimi daha sıcak hale gelecektir. Isınma miktarının tahmin edilmesi bilgisayarla yapılır.modelleme. Bilgisayar modelleri, ana sera gazı olan karbondioksit konsantrasyonunun iki katına çıkarılmasının ortalama küresel sıcaklığı 1 ila 3 ° C arasında yükseltebileceğini öne sürüyor . Ancak, bilgisayar modellerinin sayısal denklemleri, bir dizi olası olumsuz geri bildirimin etkilerini doğru bir şekilde simüle etmez.. Örneğin, modellerin çoğu, artan bulut örtüsünün daha sıcak bir Dünya’nın radyasyon dengesi üzerindeki olumsuz etkilerini doğru bir şekilde simüle edemez. Dünya’nın sıcaklığının arttırılması, okyanusların daha fazla miktarda su buharlaşmasına ve atmosferin daha bulanık olmasına neden olur. Bu ekstra bulutlar daha sonra Güneş’in enerjisinin daha büyük bir kısmını uzaya geri yansıtır ve atmosfer ve Dünya yüzeyi tarafından emilen güneş radyasyonu miktarını azaltır. Yüzeyde daha az güneş enerjisi emilmesi ile,
Sera etkisinin insan kaynaklı artmasında bir dizi gaz söz konusudur (bakınız aşağıdaki Tablo 7h-1 ). Bu gazlar arasında,: , karbon dioksit (CO 2 ); metan (CH 4 ); azot oksit (N 2 O) olması; kloroflorokarbonlar (CFxClx); ve troposferik ozon (O 3 ). Bu gazlardan en önemli tek gaz karbondioksittir.Bu, Dünya’nın sera etkisinin yoğunluğundaki değişimin yaklaşık% 55’ini oluşturuyor. Diğer gazların katkıları kloroflorokarbonlar için% 25 , metan için% 15 ve azot oksit için% 5’tir . Ozonun sera gazı etkisinin artmasına katkısı henüz ölçülmemiştir. 2005 yılında
ortalama atmosferik karbondioksit konsantrasyonları milyonda yaklaşık 380 parçaydı (bkz. Şekil 7a-1 ). 1700’den önce, seviyeleri karbondioksit milyonda yaklaşık 280 paydı. Atmosferdeki karbondioksitteki bu artış, öncelikle insanların faaliyetlerinden kaynaklanmaktadır. 1700’den başlayarak, Sanayi Devrimi’nin getirdiği toplumsal değişiklikleratmosfere giren karbondioksit miktarını arttırdı. Bu gazın başlıca kaynakları, endüstri için fosil yakıt yakma, ulaşım, alan ısıtma, elektrik üretimi ve pişirme; ve doğal çayır, ormanlık alan ve ormanlık ekosistemlerdeki bitki örtüsü değişiklikleri. Fosil yakıtların yanmasından kaynaklanan emisyonlar, şu anda atmosferimizde bulunan ekstra karbondioksitin yaklaşık% 65’ini oluşturmaktadır. Kalan% 35 ormansızlaşma ve çayır, ormanlık alan ve ormanlık ekosistemlerin öncelikle tarımsal sistemlere dönüştürülmesinden kaynaklanmaktadır. Doğal ekosistemler, tarım sistemlerine göre birim alan başına 20 ila 100 kat daha fazla karbondioksit tutabilir.
Yapay olarak oluşturulmuş kloroflorokarbonlarmolekül başına en güçlü sera gazıdır. Bununla birlikte, atmosferdeki düşük konsantrasyonlar , sera etkisinin artmasında bunların genel önemini azaltır . Atmosferdeki mevcut ölçümler, bu kimyasalların konsantrasyonunun, azalan emisyonlar nedeniyle yakında düşmeye başlayabileceğini gösteriyor. Kuzey ve Güney Kutuplarında ozon deliklerinin gelişmesine ve son yirmi yılda küresel stratosferik ozon seviyelerinde genel bir düşüşe ilişkin raporlar, birçok ülkenin bu kimyasalların üretimini ve kullanımını azaltmasına neden oldu. 1987’de, Montreal Protokolü anlaşmasının kırk altı ülke tarafından imzalanması , kloroflorokarbon üretiminin ve kullanımının küresel olarak azaltılması için acil bir zaman çizelgesi oluşturdu.
1750’den berimetanatmosferdeki konsantrasyonlar% 150’den fazla artmıştır. Atmosfere (önem sırasına göre) eklenen ilave metan için birincil kaynaklar pirinç yetiştiriciliği, evcil otlak hayvanları, termitler, çöplükler, kömür madenciliği ve petrol ve gaz çıkarımıdır. Pirinç çeltiklerinin taşması ile ilişkili anaerobik koşullar, metan gazı oluşumuna neden olur. Bununla birlikte, pirinç tarlalarından ne kadar metan üretildiğine dair doğru bir tahmin elde etmek zor olmuştur. Tüm pirinç tarlalarının% 60’ından fazlası, emisyon oranlarına ilişkin bilimsel verilerin bulunmadığı Hindistan ve Çin’de bulunmaktadır. Yine de bilim adamları, pirinç tarlalarının katkısının büyük olduğuna inanıyor çünkü bu tür mahsul üretimi 1950’den beri iki katından fazla arttı. Otlayan hayvanlar, otsu sindirim sonucunda çevreye metan salmaktadır. Bazı araştırmacılar, bu kaynaktan metan eklenmesinin geçen yüzyılda dört kattan fazla arttığına inanıyor. Termitler ayrıca benzer işlemlerle metan salgılar. Ormansızlaşma, çiftçilik ve çiftçilik nedeniyle tropik bölgelerdeki arazi kullanım değişikliği, termit sayılarının artmasına neden olabilir. Bu varsayım doğruysa, bu böceklerin katkısı önemli olabilir. Metan ayrıca çöplüklerden, kömür madenlerinden ve gaz ve petrol sondajlarından da salınır. Düzenli depolama alanları, organik atıklar zamanla ayrışırken metan üretir. Kömür, petrol ve doğal gaz yatakları, bu birikintiler kazıldığında veya delindiğinde atmosfere metan salmaktadır. Bazı araştırmacılar, bu kaynaktan metan eklenmesinin geçen yüzyılda dört kattan fazla arttığına inanıyor. Termitler ayrıca benzer işlemlerle metan salgılar. Ormansızlaşma, çiftçilik ve çiftçilik nedeniyle tropik bölgelerdeki arazi kullanım değişikliği, termit sayılarının artmasına neden olabilir. Bu varsayım doğruysa, bu böceklerin katkısı önemli olabilir. Metan ayrıca çöplüklerden, kömür madenlerinden ve gaz ve petrol sondajlarından da salınır. Düzenli depolama alanları, organik atıklar zamanla ayrışırken metan üretir. Kömür, petrol ve doğal gaz yatakları, bu birikintiler kazıldığında veya delindiğinde atmosfere metan salmaktadır. Bazı araştırmacılar, bu kaynaktan metan ilavesinin geçen yüzyılda dört kattan fazla arttığına inanıyor. Termitler ayrıca benzer işlemlerle metan salgılar. Ormansızlaşma, çiftçilik ve çiftçilik nedeniyle tropik bölgelerdeki arazi kullanım değişikliği, termit sayılarının artmasına neden olabilir. Bu varsayım doğruysa, bu böceklerin katkısı önemli olabilir. Metan ayrıca çöplüklerden, kömür madenlerinden ve gaz ve petrol sondajlarından da salınır. Düzenli depolama alanları, organik atıklar zamanla ayrışırken metan üretir. Kömür, petrol ve doğal gaz yatakları, bu birikintiler kazıldığında veya delindiğinde atmosfere metan salmaktadır. Bu varsayım doğruysa, bu böceklerin katkısı önemli olabilir. Metan ayrıca çöplüklerden, kömür madenlerinden ve gaz ve petrol sondajlarından da salınır. Düzenli depolama alanları, organik atıklar zamanla ayrışırken metan üretir. Kömür, petrol ve doğal gaz yatakları, bu birikintiler kazıldığında veya delindiğinde atmosfere metan salmaktadır. Bu varsayım doğruysa, bu böceklerin katkısı önemli olabilir. Metan ayrıca çöplüklerden, kömür madenlerinden ve gaz ve petrol sondajlarından da salınır. Düzenli depolama alanları, organik atıklar zamanla ayrışırken metan üretir. Kömür, petrol ve doğal gaz yatakları, bu birikintiler kazıldığında veya delindiğinde atmosfere metan salmaktadır.
Ortalama nitröz oksit konsantrasyonuatmosferde artık yılda% 0,2 ila 0,3 oranında artmaktadır. Bu artışın kaynakları arasında arazi kullanımı dönüşümü; fosil yakıt yanması; biyokütle yakma; ve toprak gübrelemesi. Her yıl atmosfere eklenen azot oksitin çoğu, ormansızlaşmadan ve orman, savan ve otlak ekosistemlerinin tarım alanlarına ve meralara dönüştürülmesinden kaynaklanmaktadır. Bu işlemlerin her ikisi de organik maddenin ayrışması yoluyla canlı bitkilerde ve toprakta depolanan nitrojen miktarını azaltır. Fosil yakıtlar ve biyokütle yakıldığında azot oksit de atmosfere salınır. Ancak atmosferdeki bu gazın artmasına bu kaynakların birleşik katkısının küçük olduğu düşünülmektedir. Bitki büyümesini arttırmak için nitrat ve amonyum gübrelerinin kullanılması bir başka azot oksit kaynağıdır. Gübrelemeden ne kadar azot oksit açığa çıktığına dair doğru ölçümlerin elde edilmesi zor olmuştur. Tahminler, bu kaynaktan gelen katkının, atmosfere yıllık olarak eklenen% 50 ila% 0,2 nitröz oksidi temsil edebileceğini göstermektedir.
Ozonun sera gazı etkisinin artmasındaki rolünü bilimsel olarak belirlemek zor olmuştur. Atmosferdeki bu gazın geçmiş uzun vadeli (geçmişte 25 yıldan fazla) seviyelerinin doğru ölçümleri şu anda mevcut değildir. Ozon gazı konsantrasyonları, Dünya atmosferinin iki farklı bölgesinde bulunur. Atmosferde bulunan ozonun çoğu (yaklaşık% 97), stratosferde , Dünya yüzeyinden 15 ila 55 kilometre yükseklikte bulunur. Son yıllarda, stratosferik ozon konsantrasyonu, kloroflorokarbon birikmesi nedeniyle azalmaktadır.atmosferde (bkz. Ders 7e ). 1970’lerin sonlarından bu yana bilim adamları , baharda Antarktika üzerindeki toplam kolon ozon miktarlarının% 70’e kadar azaldığını keşfettiler . Uydu ölçümleri, 65 ° Kuzey’den 65 ° Güney enlemine olan bölgenin 1978’den beri stratosferik ozonda% 3’lük bir düşüşe sahip olduğunu göstermiştir. Ozon ayrıca Dünya yüzeyinde oldukça yoğunlaşmıştır. Bu ozonun çoğu, fotokimyasal dumanın yapay bir yan ürünü olarak yaratılmıştır .
Özetle, sera etkisiatmosferin uzun dalga enerjisini emerek ve yeniden yayarak Dünya yüzeyinde ve atmosferde daha fazla ısı enerjisi tutmasına neden olur. Uzaya geri salınan uzun dalga enerjisinin% 90’ı sera gazları tarafından yakalanır ve emilir. Sera etkisi olmasaydı, Dünya’nın ortalama küresel sıcaklığı, mevcut 15 ° Santigrattan ziyade -18 ° C olurdu. Son birkaç yüzyılda, insanların faaliyetleri doğrudan veya dolaylı olarak başlıca sera gazlarının konsantrasyonunun artmasına neden olmuştur.geliştirmek gezegen Isıtıcınızın yapma sera etkisi. Bazı uzmanlar, bu artış nedeniyle, bu yüzyılın başından beri Dünya’nın ortalama küresel sıcaklığının zaten 0,3 ila 0,6 ° Celsius arttığını tahmin ediyor. Gelecekteki iklim tahminleri, önümüzdeki yüzyılın ortalarında Dünya’nın küresel sıcaklığının bugünkünden 1 ila 3 ° C daha yüksek olabileceğini gösteriyor.
