Mi az üvegházhatás?

Az üvegházhatás fogalma

A Föld felszínének átlagos hőmérséklete körülbelül 15°C. A Napból érkező elektromágneses sugárzás energiája felmelegíti a Föld felszínét és légkörét. Ugyanakkor az elnyelt energia egy része visszaverődik a világűrbe. Az elnyelt sugárzási energia- és a visszaverődő, infravörös sugárzási energia nagysága a hőmérséklettől, valamint a légköri viszonyoktól függ. A Föld által elnyelt sugárzás hullámhossza az ultraibolyától (< 400 nm) a látható tartományon keresztül (400-700 nm) egészen az infravörösig (> 700 nm) terjed.

Bármilyen változás, amely megbontja az elnyelt és a kibocsátott energia egyensúlyát befolyásolja az éghajlatot. A Föld felszínéről visszasugárzott energia már nem fény-, hanem hőenergia formájában távozik és felmelegíti a légkört, miközben a kibocsátó felület lehűl. A légkörben található üvegházhatású gázok, köztük a szén-dioxid egyfajta falat alkotnak a Föld felszíne és a világűr között, és nem engedik át a kibocsátott energiát, melynek következménye a melegedés.

Így, a visszaverődő infravörös sugárzás által hordozott hőenergia egy részét a légköri gázok nem engedik át, mintegy szigetelőrétegként viselkednek, és csökkentik a hő vesztességet, akárcsak egy üvegház. Innen ered a jelenség elnevezése is, az „üvegházhatás”. Az infravörös sugárzást elnyelő légköri gázok: a vízgőz (H₂O), a szén-dioxid (CO₂), az ózon (O₃), a nitrogén-dioxid (NO₂) és a metán (CH₄). Természetes üvegházhatás nélkül a Föld átlagos felszíni hőmérséklete -15°C (-13°F) lenne.

A légkör magasabb rétegeiben a vízgőz koncentrációja magasabb, mint a szén-dioxidé. Következésképpen a hőenergia megtartása a légkörben leginkább a vízgőzök jelenlétének tulajdonítható. Ez a hatás megfigyelhető akkor is, ha összehasonlítjuk az éjszakai hőmérsékletsüllyedést tiszta égbolt esetében azzal, amikor sűrű a felhőtakaró. Ugyanígy, a sivatagban, ahol alacsony a relatív páratartalom nagy hőmérséklet-különbség észlelhető a nappal és az éjszaka között.

A légkör egyik fontos üvegházhatású gázának, a szén-dioxidnak a koncentrációja nem kívánatos módon, az emberi tevékenység következtében fokozatosan növekszik, így a légkör túl sok hőt tart vissza, ami felmelegedéshez vezet. Bár a szén-dioxid koncentrációja a légkörben alacsony, egy évszázaddal ezelőtt 300 ppm (milliomod rész) volt, 2005-ben már 375 ppm-et mértek, ami jelentős növekedést jelent. Az üvegházhatású gázok mennyiségét növeli a fosszilis eredetű (szén, kőolaj, földgáz) energiahordozók elégetése, az erdők kiirtása, a mezőgazdasági területek terjedése (kevesebb szén-dioxid használódik el fotoszintézis útján). Ha megbomlik a légkör összetételének egyensúlya az üvegházhatás felerősödik, ennek következménye pedig a globális felmelegedés, ami klímaváltozáshoz vezet. Egy esetleges klímaváltozás viszont nagyon súlyos következményekkel súlytaná Földünk teljes élővilágát, beleértve az embert is.