drivhuseffekten

Drivhuseffekten er en naturlig prosess der noen gasser gjør en planets overflate varmere enn den ellers ville vært. Den forekommer på Jorden og andre planeter som har atmosfære. De såkalte drivhusgassene fanger opp (absorberer) varmestråling, og noe av denne varmen sendes ned mot overflaten. Det gir høyere temperatur i lufta og ved bakken, enn det ellers ville vært.

Den naturlige drivhuseffekten er en forutsetning for liv på Jorden, slik vi kjenner det. Uten drivhusgassene i atmosfæren ville middeltemperaturen på Jorden ha vært så lav som -18 °C. I dag er middeltemperaturen omkring 15 °C.

Planeten Venus har en langt sterkere drivhuseffekt enn Jorden. Her består atmosfæren av ca 96 prosent karbondioksid (CO2). Drivhuseffekten fører til at overflatetemperaturen ligger så høyt som omkring 450 °C.

Begrepet drivhuseffekt ble første gang brukt av den franske fysikeren og matematikeren Joseph Fourier i 1824.

Naturlovene sier at ethvert legeme sender ut varmestråling. Denne strålingen er egentlig lys og er en ren form for energi. Det er en sammenheng mellom temperaturen til legemet og varmestrålingen som sendes ut. Temperaturen styrer både intensiteten (varmetapet) og bølgelengden (fargen på lyset). Solen har høy temperatur og sender ut kortbølget stråling (sollyset som vi kan se med egne øyne). Jorden har mye lavere temperatur, og sender ut langbølget stråling (varmestråling, også omtalt som infrarødt lys). Drivhusgassene slipper gjennom den kortbølgete strålingen fra sola, men fanger opp den langbølgete varmestrålingen fra jorda.

Av sollyset blir rundt 30 % reflektert tilbake av luft, skyer og Jordens overflate. Rundt 70% av sollyset blir fanget opp (absorbert) og er med på å varme opp Jorden. Omkring 25 % blir absorbert i atmosfæren og 45 %  ved bakken. Når sollyset fanges opp av bakken blir energien til varme, og noe av denne varmeenergien blir på nytt avgitt som oppadgående varmestråling. Varmestrålingen absorberes av drivhusgassene og av skyer. Halvparten av den absorberte strålingsenergien blir sendt tilbake mot jordoverflaten og er en forklaring på den økte temperaturen her.

Ikke all varmeenergien fra bakken blir avgitt gjennom stråling. Noe av energien fører i stedet til fordampning av vann og til oppstigning av varm luft (konveksjon).

En annen måte å forklare drivhuseffekten på, er at atmosfærens egenskaper gjør at en planet mottar varmeenergi fra Solen i en annen høyde enn der planetens varmetap til verdensrommet skjer. For Jorden er det slik at den mottar varmeenergien fra Solen ved bakken, men taper varme i en høyde på 6,5 km over bakken. Her er temperaturen i gjennomsnitt -18 °C. Som nevnt ovenfor, er dette den temperaturen Jorden ville hatt hvis det ikke var noen drivhusgasser. Uten drivhusgassene ville varmetapet skjedd nede ved Jordens overflate.

Hvis man observerer Jordens varmetap (infrarødt lys) fra verdensrommet, vil man ikke se varmestrålingen ved bakken. Man vil se varmestrålingen som sendes ut fra høyere luftlag. Figuren viser dette gjennom en sammenligning mellom varmestråling fra bakken (venstre; beregnet ut fra temperaturen ved 2 meters høyde) og varmestrålingen som satellittene måler. Den varmestrålingen som satellittene måler er den som slipper ut i verdensrommet (høyre). Forskjellen mellom disse viser hvordan atmosfæren fanger opp varmestrålingen: varmestrålingen fra bakken (venstre) er mer intens (250-500 watt per kvadratmeter) enn jordens varmetap (120-300 watt per kvadratmeter). Områder med høye skytopper avgir mindre varme (fordi det er kaldere høyere oppe). Tørre og skyfrie ørkenområder avgir mer varme (mindre varmestråling fanges opp).

Jordens temperatur har nær sammenheng med mengden av drivhusgasser i atmosfæren. Dette er vist blant annet ved målinger i iskjerner som er opptil 400 000 år gamle. I de siste tusen år før den industrielle revolusjon var det ikke så store endringer i mengden av drivhusgasser. De siste to hundre årene har det vært en sterk økning i mengden av disse gassene.  Fra begynnelsen av 1700-tallet og fram til i dag, har konsentrasjonen av CO2 i atmosfæren økt med ca 30 % som følge av forbrenning av fossilt brensel og avskoging. Det har også vært en sterk økning i konsentrasjonen av andre drivhusgasser. Konsentrasjonen av metan (CH4) er i dag ca 2,5 ganger høyere enn i tiden før den industrielle revolusjonen. Atmosfæren er også tilført drivhusgasser som ikke forekommer naturlig, som for eksempel KFK-gasser.

De viktigste drivhusgassene i atmosfæren er vanndamp (H2O), karbondioksid (CO2), metan (CH4), lystgass (dinitrogenoksid, N2O) og ozon (O3).

Vanndamp står for ca 50% av drivhuseffekten på jorden, skyer ca  25% og CO2 ca 20%, i følge publiserte resultater fra NASA (2010). De øvrige drivhusgassene bidrar i mindre grad.

Vanndamp har størst drivhuseffekt, men den har kort levetid i atmosfæren fordi den omdannes til skyer og regner ut, noe som gjør at mengden varierer betydelig fra sted til sted. Konsentrasjonen av vanndamp i Jordens atmosfære påvirkes ikke direkte av menneskene. Men, økt temperatur gir økt fordampning og mer vanndamp i atmosfæren, som igjen gir økt temperatur. En slik sammenheng kalles en tilbakekopling.  Drivhuseffekten er følgelig nært knyttet til vannets kretsløp gjennom måten fuktig luft stiger på (konveksjon), skydannelse, og nedbørsmønstre. Konveksjon spiller en rolle for varmestrømmen fra planetens overflate til høyere nivåer hvor den kan forsvinne ut til verdensrommet.

Andre drivhusgasser som karbondioksid, metan, lystgass og ozon har både naturlige og menneskeskapte kilder, mens drivhusgasser som klorfluorkarboner (KFK) utelukkende er menneskeskapte forbindelser.

Hvor mye hver enkelt drivhusgass bidrar til temperaturøkningen, er avhengig av hvor effektivt gassen absorberer langbølget stråling fra Jorden, og hvordan dens absorberingsevne sammenfaller med andre gasser. Dessuten kommer det an på hvor mye av gassen som er tilstede.

Det er stor variasjon i levetiden til drivhusgassene: fra noen måneder til 50 000 år. CO2 har en levetid på opptil 200 år, mens metan har omkring 12 år. Metan har størst virkning på klimaet de første 20 årene etter at den er sluppet ut, mens lystgass virker mye lenger i atmosfæren.

Utslipp av drivhusgasser regnes ofte om til «CO2-ekvivalenter» ved hjelp av gassenes GWP-verdier, det vil si deres globale oppvarmingspotensiale. (På engelsk «Global Warming Potential»). Dette angir de tilsvarende utslipp av CO2 som gir samme oppvarmingseffekt over en valgt tidshorisont, som gjerne settes til 100 år. CO2 er minst effektiv som drivhusgass per kg, men likevel er gassens bidrag til den globale oppvarmingen størst, fordi mengden som slippes ut er mange ganger større enn mengden av de andre drivhusgassene. CO2 står for ca 60 % av den menneskeskapte forsterkningen av drivhuseffekten frem til i dag.

Et flertall av verdens klimaforskere er bekymret for at aktiviteter menneskene står bak, fører til en forsterket drivhuseffekt. Siden slutten av 1800-tallet har Jordens middeltemperatur steget med omkring 0,8 °C. Dette skyldes blant annet utslipp av drivhusgassen CO2 fra forbrenning av fossilt brennstoff. Den største delen av økningen har foregått de siste tiårene. Det er bred enighet om at dette skyldes en forsterket drivhuseffekt, gjennom en menneskeskapt økning av drivhusgassene i atmosfæren. På grunnlag av scenarier for framtidige utslipp, og en sammenstilling av omfattende studier med klimamodeller, har FNs klimapanel (IPCC) konkludert med en sannsynlig økning i global middeltemperatur på mellom 1,4 og 5,8 °C fra 1990 til år 2100. Klimafølsomheten, dvs økningen i temperatur hvis CO2-konsentrasjonen dobles, har  hatt  et ganske robust estimat  på ca 2,0-3,0°C siden Charney-rapporten fra 1979.

Den forsterkede drivhuseffekten, med tilhørende temperaturstigning, representerer en langsiktig og alvorlig utfordring som det er svært vanskelig å bedømme de fulle konsekvensene av. Drivhuseffekten og vannets kretsløp er knyttet sammen gjennom fordampning, konveksjon, skyer og nedbør, noe som betyr at en økt drivhuseffekt vil skape endringer i nedbørsmønstrene. Det finnes en rekke forsterkende og dempende tilbakekoblingsmekanismer i klimasystemet. Hvordan disse vil reagere på en forsterket drivhuseffekt og oppvarming, i tillegg til hvordan de fanges opp av klimamodellene, utgjør et vesentlig usikkerhetsmoment i vurderingen av hvordan framtidas klima på Jorden ventes å bli.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

9. januar 2015 skrev Malin Pedersen

Hvordan påvirker forbrenning av fossilebrensler drivhuseffekten? (er det mulig med en enkel forklaring? :) hilsen jente, 15 år)

6. november 2015 svarte Matthias Sund Askerud

når man brenner fossile stoffer slippes det ut CO2 som reflekter sollyset tilbake til jorden flere ganger. tenk på det som i et drivhus. først slippes sollyset inn og varmer opp planter før det reflekteres tilbake. glasset reflekterer varmen ned på plantene igjen. denne prosessen kjer frem til sollyset kommer seg ut.
Med mer glass reflekteres mer sollys inn igjen og drivhuset blir varmere enn normalt.

6. november 2015 skrev Matthias Sund Askerud

når startet drivhuseffekten? jeg lurer også på hvor lenge drivhusgassene har vært her. trenger for og få 6 på prøve. lurer også på en bedre beskrivelse enn wikipedia om hvordan jordbanen, hellingen på jorda i forhold til sola forandrer klima i verden.

6. november 2015 svarte Meteorologisk institutt

Hei Matthias.
Drivhuseffekten har vært på jorden veldig lenge, helt siden jorden fikk en atmosfære. Vi finner drivhuseffekten også på mange andre planeter. Den oppstår naturlig på grunn av flere ulike drivhusgasser som CO2 og vanndamp. Disse gassene fanger stopper noe av den varmen som planetenes overflate sender fra seg. Det gjør at atmofæren blir varmere enn hvis det ikke hadde vært en drivhuseffekt. Men også atmosfæren gir fra seg varme. Denne varmen forsvinner ut i verdensrommet.
Klimaendringer og en global oppvarming skjer når drivhuseffekten blir sterkere fordi det blir mer drivhusgasser i atmosfæren (CO2). Den globale oppvarmingen startet rundt den industrielle revolusjonen på 18oo-tallet fordi man da begynte å brenne mye kull.
Jordens klima påvirkes av flere ting, og vi ser at både drivhusgasser og hvor mye sollys som treffer jorden har en betydning. Jordbanen og hellningen påvirker hvordan sollyset gir energi til jorden.

26. april skrev Sofie Græe

Hvorfor bidrar avskogning til utslipp av CO2? Jeg har en stor naturfags prøve om noen uker og trenger litt hjelp!

27. mai svarte Mari Paus

Hei! Beklager at spørsmålet ditt har blitt liggende ubesvart. Du kan finne svar på dette i artikkelen om avskoging: https://snl.no/avskoging. Håper det gikk bra på prøven. Med vennlig hilsen Mari i redaksjonen.

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.