Gazy wchodzące w skład atmosfery ziemskiej, tj. azot, tlen, argon, para wodna, niewielkie ilości dwutlenku węgla i metanu oraz śladowe ilości innych gazów, tworzą powlokę, która zapobiega przenikaniu części promieniowania cieplnego poza atmosferę. Dzięki temu zjawisku, nazywanemu efektem cieplarnianym, na Ziemi może istnieć życie, bowiem bez tego średnia temperatura na naszej planecie byłaby ujemna. Efekt cieplarniany jest spowodowany głównie obecnością pary wodnej w atmosferze. Drugim ważnym gazem potęgującym ten efekt jest dwutlenek węgla. Wielu naukowców twierdzi, że obecna tendencja ocieplania klimatu jest związana z działalnością człowieka, a w szczególności z uwalnianiem do atmosfery tzw. gazów cieplarnianych: dwutlenku węgla i metanu. W ostatnich latach ich stężenie w atmosferze gwałtownie wzrosło, co może doprowadzić do zwiększenia efektu cieplarnianego. Konsekwencją tego będzie globalne ocieplenie powodujące np. zmiany klimatyczne, topnienie lodowców czy podniesienie się poziomu wód mórz i oceanów, co z kolei przyczyni się do zmiany warunków życia na Ziemi.
Promieniowanie słoneczne dociera do atmosfery Ziemi. Część, głównie promieniowanie UV, odbija się od niej i trafia w kosmos. Pozostała część promieniowania przenika przez atmosferę i dociera do powierzchni Ziemi.
nagromadzenie pary wodnej dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych
atmosfera
powierzchnia Ziemi
Część docierającego do Ziemi promieniowania odbija się od jej powierzchni. część jest przez nią absorbowana, część zostaje pochłaniana przez organizmy. Ziemia i organizmy są z kolei źródłem gtównie promieniowania cieplnego. W większości jest ono absorbowane przez gazy cieplarniane znajdujące się w atmosferze.
Zmiany zawartości C02 w atmosferze od roku 1000 n.e.
Gaz cieplarniany |
Stężenie w atmosferze |
Efektywność absorpcji pro-mieniowania cieplnego (w porównaniu z C02) |
Okres trwania w atmosferze | |
Przed rewolucją przemysłową 1860 r. |
Czasy obecne (dane z 2002 r.) | |||
dwutlenek węgla |
288 ppm |
370 ppm |
1 |
120 lat |
metan |
848 ppb |
1785 ppb |
21 |
12 lat |
tlenek azotawy |
285 ppb |
316 ppb |
310 |
120 lat |
chlorolluorowęglowodory (CFC) |
0 |
0,89 ppb |
4000 |
50-100 lat |
ozon troposleryczny |
25 ppb |
34 ppb |
17 |
godziny |
ppm cząsteczek na milion ppb = cząsteczek na miliard
*
Główne antropogeniczne źródła gazów cieplarnianych
dwutlenek węgla
• spaliny samochodowe
• spalanie węgla, drewna i paliw olejowych
• wypalanie lasów tropikalnych metan
• uprawa roli
• hodowla zwierząt
• utylizacja odpadów chlorofiuorowęglowodory (CFC)
• wycieki chłodziwa z lodówek
• wycieki chłodziwa z systemów klimatyzacji
tlenek azotawy
• spaliny samochodowe ozon
• spaliny samochodowe (smog)
Wykres przedstawia różnice między średnimi rocznymi temperaturami w poszczególnych latach 1860-2003 a średnią temperaturą w latach 1961 1990. Pogrubiona linia pokazuje ogólny trend wyznaczany przez roczne dane. Od 1977 roku roczne średnie temperatury są wyższe od temperatury będącej punktem odniesienia, Wskazuje to na rosnący trend temperatur globalnych.