Veden (vesihöyryn) ja muiden kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin vaikutus ilmaston lämpenemisessä – perustietoa ja faktaa

Veden (vesihöyryn) ja muiden kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin vaikutus ilmaston lämpenemisessä – perustietoa ja faktaa

Vesi:

Kysymys kuuluu: jos ilmakehässä on enemmän vettä kuin hiilidioksidia, mistä tiedämme, ettei vesi ole syypää ilmastonmuutokseen?

Vesi on todellakin kasvihuonekaasu. Se absorboi ja emittoi infrapunasäteilyä ja tekee siten planeetan lämpimämmäksi. Kuitenkin, vesihöyryn määrä ilmakehässä on pikemminkin lämpenemisen seurausta, kuin liikkeellepaneva voima, koska lämpimämpi ilma pidättää enemmän vettä. Tiedämme tämän kausi-tasolla. Talvella on yleensä kuivempaa, kun paikallinen ilmasto on kylmempi ja kosteampi kesäisin, kun on lämpimämpää.

Kun hiilidioksidi ja muut kasvihuonekaasut lämmittävät maapalloa, enemmän vettä haihtuu ilmakehään, mikä puolestaan ​​nostaa lämpötilaa edelleen. Ihminen tai jokin muu tuntematon voima ei kuitenkaan pystyisi pahentamaan ilmastonmuutosta, yrittämällä pumpata enemmän vesihöyryä ilmakehään. Kaikki sataisi kuitenkin alas, koska lämpötila määrittelee, kuinka paljon kosteutta ilmakehä kykenee todellisuudessa pidättämään.

Vastaavasti ei ole järkevää yrittää poistaa vesihöyryä ilmakehästä, koska luonnollinen, lämpötilan aiheuttama haihtuminen kasveista ja vesistöistä korvaisi sen välittömästi. Vesihöyryn vähentämiseksi ilmakehässä meidän on laskettava maapallon lämpötilaa vähentämällä muita kasvihuonekaasuja.

Tämä on perus faktaa (fysiikka, kemia) veden käyttäytymisestä.

Hiilidioksidi:

Kysymys kuuluu: kuinka ja miksi hiilidioksidi sieppaa lämpöä?

Hiilidioksidi ja muut kasvihuonekaasut toimivat kuten huopa, joka vangitsee osan lämmöstä, jonka maapallo olisi muuten voinut säteillä avaruuteen. Se on yksinkertainen vastaus. Mutta kuinka tietyt molekyylit sieppaavat lämpöä? Vastaus edellyttää tässäkin tapauksessa vain hieman fysiikan ja kemian perustietoja.

Kun auringonvalo saavuttaa Maan, pinta absorboi osan valon energiasta ja säteilee sen uudelleen infrapunasäteilynä, jonka tunnemme lämpönä. (Pidä kättäsi kallion päällä lämpimänä aurinkoisena päivänä ja voit tuntea tämän ilmiön itse.) Tämä infrapunasäteily kulkee ylös ilmakehään,  ja jos ilmakehässä ei ole absorboivia kaasuja tai muita absorboivia partikkeleita, säteily pääsee esteettömästi takaisin avaruuteen.

Happi ja typpi, joita ilmakehässä on määrällisesti eniten, eivät absorboi infrapunasäteilyä ilmakehässä. Tämä johtuu siitä, että molekyylit ovat nirsoja niiden aallonpituusalueiden suhteen, joiden kanssa ne ovat vuorovaikutuksessa. Esimerkiksi happi ja typpi absorboivat energiaa, jonka aallonpituudet ovat ~0.2 μm tai vähemmän, kun taas infrapunaenergia kulkee laajemmilla ja laiskemmilla aallonpituuksilla, kuten ~0.7 – 1 000 μm. Nämä alueet eivät ole päällekkäisiä, joten hapen ja typen suhteen infrapunasäteilyä ei ole edes olemassa; ne päästävät sen säteilyn (lämmön) kulkemaan vapaasti ilmakehän läpi.

Hiilidioksidin ja muiden kasvihuonekaasujen suhteen infrapunasäteilyn kaista on erilainen. Esimerkiksi hiilidioksidi absorboi energiaa eri aallonpituuksilla ~2 – 15 μm – alue, joka on päällekkäinen infrapunaenergian kanssa. Kun hiilidioksidi imee tätä infrapunaenergiaa, se värisee ja lähettää infrapunaenergiaa takaisin kaikkiin suuntiin. Noin puolet energiasta menee avaruuteen, ja noin puolet siitä palaa maapallolle lämpönä, mikä edistää kasvihuoneilmiötä.

Kuinka sitten  hiilidioksidi voi vangita niin paljon lämpöä, jos se muodostaa vain 0.0415% ilmakehästä? Eivätkö molekyylit ole liian kaukana toisistaan? 

Ennen kuin ihmiset alkoivat polttaa fossiilisia polttoaineita, luonnossa esiintyvät kasvihuonekaasut tekivät maapallon ilmastosta asuttavan. Ilman niitä planeetan keskilämpötila olisi pakkasen alapuolella. Joten tiedämme, että jopa hyvin matalilla luonnollisilla hiilidioksidi-pitoisuuksilla ja muilla kasvihuonekaasuilla voi olla valtava ero maapallon ilmastossa.

Nykyään hiilidioksidi-tasot ovat korkeammat kuin ne ovat olleet vähintään 3:n miljoonan vuoden aikana. Ja vaikka niiden osuus on edelleen vain 0.0415% ilmakehästä, se lisää silti miljardeja ja taas miljardeja tonneja lämpöä vangitsevaa kaasua. 

Esimerkiksi pelkästään vuonna 2019 ihminen syötti 36.44 miljardia tonnia hiilidioksidia ilmakehään, missä se voi viipyy satojen vuosien ajan. Tämä määrä on vuositasolla ~60 – 100 kertainen maapallolla olevien kaikkien tulivuorien tuottamiin päästöihin verrattuna. Joten on paljon hiilidioksidi-molekyylejä, jotka sieppaavat lämpöä koko ilmakehään.

Kasvihuonekaasujen tapauksessa, maapallon lämpötila on tasapainossa, jos tulevan ja lähtevän energian määrä on sama. Viime kädessä mikä tahansa lämmönerotuksen määrän kasvu tarkoittaa, että maapallon pinta lämpenee.

Kun näitä tosiasioita edelleen epäillään, mihin se oikeastaan perustuu?

+1
HannuSinivirta
Sitoutumaton Helsinki

(el. vanh. tut. / FMI)

Työkokemusta (tietoliikenne, -atomivoima, -lääketiede, -avaruus) tutkimus- ja tuotekehitystehtävissä.

Kantavia voimia mm. Albert Einstein.

(𝝏fA / 𝝏xA, 𝝏fA / 𝝏yA) / (𝝏fL / 𝝏xL, 𝝏fL / 𝝏yL = ∇fA / ∇fL = paljon suurempi kuin 1 ts. antroposeeni dominoi

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu