kasvihuoneilmiö


kasvihuoneilmiö

Selite Näkyvä valo pääsee suhteellisen hyvin ilmakehän lävitse maanpinnalle. Maan oma säteily on infrapuna-alueella, siis paljon pitempiaaltoista kuin näkyvä valo. Infrapunasäteilylle ilmakehä on melko läpinäkymätön (ks. ilmakehän läpäisykyky). Ilmakehän vesihöyry absorboi tehokkaasti pinnalta kohoavaa infrapunasäteilyä. Vesimolekyylit luovuttavat ennen pitkää saamansa energian takaisin säteilynä, mutta tämä säteily lähtee satunnaisesti kaikkiin suuntiin, ja siten osa palaa takaisin maanpinnalle. Kaikki poistuva säteily ei pääse karkaamaan avaruuteen, vaan jää lämmittämään ilmakehää ja maanpintaa.

Auringon näkyvä valo pääsee kasvihuoneen lasisten ikkunoiden lävitse (vasemmalla). Se absorboituu maahan ja kasveihin, jotka säteilevät saamansa energian takaisin pitkäaaltoisena lämpösäteilynä. Lasi absorboi lämpösäteilyn ja säteilee osan siitä takaisin kasvihuoneeseen mustan kappaleen säteilylain mukaisesti. Vielä suurempi merkitys on sillä, että lasi estää kokonaan lämmön siirtymisen tuuletuksen (advektion ja konvektion) avulla. Ilmakehässä lasin vastineena toimivat erilaiset kasvihuonekaasut (oikealla). Tuuletusta kaasut eivät estä.

Tällainen lämpötilan kohoaminen tunnetaan kasvihuoneilmiönä. Nimitys ei ole erityisen onnistunut, sillä vaikka kasvihuoneissa esiintyykin samankaltaista lämpötilan nousua, sen pääasiallinen syy ei ole sama kuin ilmakehän tapauksessa. Kasvihuoneen lasiset seinät ja katto päästävät nekin näkyvän valon lävitseen, mutta absorboivat ja säteilevät osittain takaisin sisällä syntyvän lämpösäteilyn. Suurempi merkitys on kuitenkin sillä, että ne estävät konvektion ja advektion, jotka ovat kaikkein tehokkaimpia lämmönsiirtotapoja. Juuri lämmön kuljetuksen estymisen vuoksi suljetussa tilassa oleva ilma lämpenee ulkoilmaa voimakkaammin, kuten jokainen autoilija on kesähelteellä huomannut.

Kasvihuoneilmiön ansiosta Maan lämpötila on nelisenkymmentä astetta korkeampi kuin ilman sitä. Venuksessa kasvihuoneilmiön vaikutus on vielä paljon suurempi, noin 500 astetta. Kasvihuoneilmiö sinänsä ei ole pahasta, vaan suorastaan välttämättömyys nykyisille elämän muodoille. Ilman sitä Maan lämpötila olisi pysyvästi pakkasen puolella, eikä elämä olisi todennäköisesti päässyt lainkaan kehittymään. Arkikielessä kasvihuoneilmiöllä tarkoitetaan kuitenkin usein vain pientä kasvihuoneilmiön vahvistumista, joka johtuu ihmisen toiminnasta.

Kasvihuoneilmiöön voivat vaikuttaa kaikki sellaiset ilmakehän atomit ja molekyylit, jotka absorboivat infrapuna- ja lämpösäteilyä. Tällaisia kaasuja kutsutaan kasvihuonekaasuiksi. Vesihöyryn ja hiilidioksidin vuoksi ilmakehä on infrapuna-alueella jokseenkin läpinäkymätön lukuunottamatta muutamia kapeita aallonpituuskaistoja. Laajin niistä on 8-12 mikrometrin kohdalla oleva infrapunaikkuna. Mikäli ilmakehään joutuu aineita, jotka absorboivat juuri näitä aallonpituuksia, ne tukkivat tämän lämpösäteilyn viimeisen pakotien.

Vesihöyryn ja hiilidioksidin ohella merkittäviä kasvihuonekaasuja ovat mm. metaani (CH₄), dityppioksidi (N₂O), otsoni sekä CFC-yhdisteet. Jotkin aineet, kuten rikkiheksafluoridi SF₆, ovat näitä vielä monin verroin tehokkaampia, joten jopa hyvin pieninä pitoisuuksina niillä saattaa olla merkittävää vaikutusta.

CFC-yhdisteillä on myös otsonia tuhoava vaikutus, minkä vuoksi niiden vaikutus kasvihuoneilmiöön ei ole aivan suoraviivainen. Tuhoamalla otsonia, joka myös on kasvihuonekaasu, ne saattavat jopa hidastaa kasvihuoneilmiötä. CFC-yhdisteitä korvaavat HFC-yhdisteet ovat otsonin kannalta parempi ratkaisu, mutta nekin ovat aivan yhtä tehokkaita kasvihuonekaasuja; niitäkään ei siis sovi laskea ilmakehään mielin määrin.

Lämpenemistä hidastava vaikutus on myös aerosoleilla. Ne kohottavat albedoa, ja siten vähentävät Maan saamaa energiamäärää. Aerosolien lisääntyminen sinänsä ei kuitenkaan ole hyvä asia: aerosolit koostuvat hyvin monenlaisista hiukkasista, joista useat ovat saasteita ja muuten haitallisia aineita. Aerosolit toimivat myös tiivistymisytiminä ja vaikuttavat siten pilvisyyteen.

Vaikka kasvihuoneilmiö keskimäärin kohottaakin lämpötilaa, ei ole ollenkaan selvää, millä tavoin se vaikuttaa sään vaihteluihin ja paikalliseen säähän. Mukaan tulee useita erilaisia palaute-efektejä, joiden yhteisvaikutus on vaikeasti ennustettavissa.

Yksi mahdollisuus on, että pilvipeite tulee nykyistä paksummaksi, jolloin se saattaa tasoittaa lämpötilaeroja. Vaikka napaseudut lämpiäisivätkin ja jäätiköt sulaisivat, trooppiset alueet voisivat silti viilentyä. Toisaalta jos napaseutujen talvet tulevat leudommiksi, mutta kesät puolestaan kylmemmiksi, jäätiköt saattavat laajentua, koska kylmän kesän aikana talvella kertynyt jää ei ehdi sulaa. Myös sademäärän kasvu talvisaikaan saattaa laajentaa jäätiköitä.

Numeeristen mallilaskujen mukaan kasvihuoneilmiö näyttäisi jäähdyttävän stratosfääriä, erityisesti pohjoisella pallonpuoliskolla. Tämän seurauksena otsonikatoon vaikuttavat reaktiot lisääntyvät ja otsonikato pahenee.

Erikieliset vastineet

greenhouse effect	englanti (English)
greenhouse phenomenon	englanti (English)

Käytetyt lähteet

Zubenelgenubi

Alaviitteet

Lähdeviittaus tähän sivuun:
Tieteen termipankki 22.12.2024: Tähtitiede:kasvihuoneilmiö. (Tarkka osoite: https://tieteentermipankki.fi/wiki/Tähtitiede:kasvihuoneilmiö.)

Siirry tarkastelemaan sivun muokkaushistoriaa →