Kasvihuoneilmiö ja ilmakehän koostumus
Ilmakehä toimii maapallolla kuten lasikatto kasvihuoneessa - lämmittäen. Ilmakehän koostumuksesta riippuu kuinka voimakasta tämä lämmitys on. Tällä hetkellä kasvihuonekaasujen määrä ilmakehässä kasvaa jyrkästi ja lämmitys voimistuu. Sen seurauksena myös maapallon ilmasto muuttuu.
Kasvihuone ja kasvihuoneilmiö
Kasvihuoneessa lämpötila on paljon korkeampi kuin ulkona, varsinkin auringon paistaessa. Auringon säteily pääsee kasvihuoneen lasikaton läpi lämmittämään huonetta. Toisaalta lasikatto läpäisee huonosti kasvihuoneen sisältä lähtevää silmin näkymätöntä lämpö- eli infrapunasäteilyä. Tämän säteilyn mukana kulkeva energia ei siis juurikaan pääse karkaamaan kasvihuoneesta. Kasvihuoneen lasikaton kykyä toimia valikoivana suodattimena - auringon säteily pääsee sisään, mutta lämpösäteily ei samassa määrin ulos - kutsutaan kasvihuoneilmiöksi.
Varsinaisen kasvihuoneilmiön lisäksi kasvihuoneen korkea sisälämpötila selittyy osittain myös sillä, että katto estää lämmintä sisäilmaa ja kylmää ulkoilmaa sekoittumasta keskenään.
Ilmakehän aiheuttama luonnollinen kasvihuoneilmiö
Maapallon ilmakehä toimii kasvihuoneen lasikaton tavoin päästäen auringosta tulevan säteilyn maan pinnalle, mutta samalla estäen maapallon lähettämää lämpösäteilyä karkaamasta suoraan avaruuteen. Tämä selittää, miksi maan pinnan ja alimpien ilmakerrosten lämpötila on suhteellisen korkea.
Maapallolle saapuu auringon säteilytehoa keskimäärin noin 340 wattia neliömetriä kohti. Tämä luku on koko maapallon yli laskettu keskiarvo, mukaan lukien myös säteilystä paitsi jäävä yöpuoli. Tästä säteilystä heijastuu takaisin avaruuteen noin 30 %. Loppu 70 % imeytyy pääasiassa maahan ja merien pintakerrokseen, osa myös ilmakehään, ja tällöin säteilyn energia muuttuu lämmöksi.
Maapallolla kasvihuoneen lasikaton tehtävästä huolehtivat ilmakehän kasvihuonekaasut, joista tärkeimpiä ovat vesihöyry ja hiilidioksidi. Näiden kaasujen pitoisuus on hyvin pieni verrattuna ilmakehän valtakaasuihin typpeen ja happeen. Siitä huolimatta ne sieppaavat valtaosan, noin 90 %, maanpinnan ja merien lähettämästä lämpösäteilystä.[1][2]
Kuva. Kasvihuoneilmiön perusidea: auringon säteily (keltainen nuoli) pääsee sisään huoneeseen lasikaton läpi, mutta katto pidättää valtaosan ulos pyrkivästä lämpösäteilystä (oranssit nuolet). Osa lämpösäteilystä karkaa suoraan avaruuteen (pienin oranssi nuoli), osa imeytyy ilmakehään (paksuin oranssi nuoli), josta lämpö säteilee edelleen sekä avaruuteen että takaisin maan pinnalle (kaksisuuntainen oranssi nuoli).
Kasvihuoneilmiö on elämän ehto
Ilman kasvihuoneilmiötä maapallon pintalämpötila olisi noin -18°C, mutta kasvihuonekaasujen ansiosta tuo lämpötila onkin +14°C. Luonnollisen kasvihuoneilmiön takia saamme näin nauttia keskimäärin yli 30 astetta korkeammasta lämpötilasta kuin ilman sitä. Kasvihuoneilmiö kuuluu siis luonnon järjestykseen, ja sen ansiosta maapallon lämpötila on elämälle suotuisa.[1][2]
Kasvihuoneilmiö voimistuu ihmiskunnan toimien seurauksena
Tällä hetkellä ihmiskunta koko ajan muttaa ilmakehän koostumusta. Päästämällä ilmakehään lisää kasvihuonekaasuja olemme nopeasti voimistamassa kasvihuoneilmiötä ja siten lämmittämässä maapalloa. Ilmaston lämpenemisellä on monia epäsuotuisia vaikutuksia: mm. sateiden jakauma maapallolla muuttuu ja meren pinta kohoaa. [1][2]