Kasvihuoneilmiön voimistuminen ja ihmisen vaikutus – miksi tästä aiheesta levitetään edelleen väärää tietoa?

Jälleen faktan tarkistuksia

Kun ilmaston lämpötilan muuttumisen periaate on kuitenkin suhteellisen yksinkertainen, niin edetään nyt hyvin lyhyesti niissä faktoissa! 

Ihmisen toiminnan seurauksena kasvihuonekaasupitoisuudet, erityisesti hiilidioksidi, ovat merkittävästi lisääntyneet. Tämä lisää ilmakehän kykyä sitoa lämpösäteilyä, mikä kasvattaa maanpinnan lämpötilaa. Kasvihuoneilmiön voimistumisen vaikutusta voidaan arvioida käyttämällä ilmastoherkkyyttä, joka kuvaa kuinka paljon maapallon keskilämpötila nousee kasvihuonekaasujen lisääntyessä. Yleinen arvio on, että ilmakehän CO₂ -pitoisuuden kaksinkertaistuminen nostaisi maapallon keskilämpötilaa n. 1.5 – 4.5°C. Tämä johtuu positiivisista takaisinkytkentämekanismeista, kuten vesihöyryn lisääntymisestä.

Lämpötilan nousun integrointi

Kun tarkastellaan auringon ja kasvihuoneilmiön vaikutusta ajan yli, on keskeistä huomioida, että auringon säteily on pysynyt melko vakiona (lukuun ottamatta pieniä vaihteluita auringonpilkkujaksojen vuoksi), kun taas kasvihuonepäästöjen lisääntymisen myötä kasvihuoneilmiön voimistuminen on kiihtynyt.

Tarkastellaan lämpötilan muutosta

ΔT = ∫ (P_KASVIHUONE – P_AURINKO) dt

Koska kasvihuoneilmiöön vaikuttavat tekijät ovat ihmisen toiminnan myötä kasvaneet merkittävästi (teollisuus, liikenne, metsien hakkuu jne.), termi P_KASVIHUONE kasvaa nopeammin kuin P_AURINKO, jonka vaikutus pysyy melko vakaana.

Käydään vielä tarkemmin läpi tuo integraali

Tämän integraalin tarkoituksena on arvioida, kuinka paljon maapallon keskilämpötila muuttuu ajan myötä, kun otetaan huomioon nämä kaksi voimaa.

Termit

• P_AURINKO = auringon säteilyteho, joka on melko vakio. Yksinkertaistettuna, voimme käyttää arvoa n. 238Wm^-2.
• P_KASVIHUONE = sisältää kasvihuonekaasujen vaikutuksen. Se voi vaihdella ajassa ja sisältää ihmisen toiminnan (kuten fossiilisten polttoaineiden käyttö, metsien hakkuu, jne.) vaikutukset.

Integraali

Integraali ∫ (P_KASVIHUONE – P_AURINKO) dt kuvaa aikaväliä, jonka aikana lämpötehojen ero kasvaa tai pienenee. Tämä tarkoittaa:

• Kasvihuoneilmiön voimistuminen: Kun P_KASVIHUONE kasvaa (esim. CO₂ -pitoisuuden vuoksi), integrointi on positiivinen. Tämä johtaa lämpötilan nousuun.
• Auringon säteilyn muutos: Jos P_AURINKO muuttuisi, se vaikuttaisi myös tähän eroon, mutta käytännössä auringon säteily on ollut melko vakio.

Muutos lämpötilassa

Yhtälön integrointi antaa meille kokonaismuutoksen lämpötilassa tietyllä aikavälillä:

ΔT = t₀ ∫ ^t1 (P_KASVIHUONE (t) – P_AURINKO) dt

Missä:

• t₀ ja t₁ ovat aikavälin alku- ja loppupisteet

Käytännön soveltaminen

Havaintojen mukaan P_KASVIHUONE (t) on kasvanut eksponentiaalisesti, kuten P_KASVIHUONE (t) = P₀ e^kt, missä P₀ on alkuarvo ja k on kasvunopeus.

Tällöin:

ΔT = t₀ ∫ ^t1 (P₀ e^kt – P_AURINKO) dt

Tämä integraali antaa meille arvion lämpötilan muutoksesta aikavälillä t₀ – t₁.

Yhteenveto

Integraali ΔΤ = ∫ (P_KASVIHUONE – P_AURINKO) dt tarjoaa tavan arvioida, kuinka lämpötila muuttuu ajan myötä kasvihuoneilmiön ja auringon säteilyn eron seurauksena. Ymmärrykseni mukaan, tämä analyysi on keskeinen osa ilmastonmuutoksen ymmärtämistä ja ennustamista, missä ihminen todellakin dominoi!