Aerozole mają bardzo zróżnicowany wpływ na klimat. Jak już wiesz, aerozole siarkowe (z wulkanów i fabryk) odbijając światło słoneczne powodują spadek temperatury. Pamiętasz na pewno smog wiszący nad Chinami i niedopuszczający światła do powierzchni ziemi. Aerozole mogą też stanowić jądra kondensacji dla pary wodnej, przyczyniając się do wzrostu zachmurzenia. Z drugiej strony sadza unosząca się w atmosferze i osiadająca na jasnych powierzchniach pochłania światło słoneczne, powodując wzrost temperatury. Aerozole mogą szybko trafiać do atmosfery, ale też są z niej szybko usuwane. Gdybyśmy zaprzestali ich emisji, po roku nie byłoby prawie po nich śladu.
I tak dochodzimy do gazów cieplarnianych. Jak działa mechanizm, dzięki któremu podnoszą one temperaturę Ziemi? Zaczniemy od prostej analogii ze szklarnią przykrytą szkłem. Słońce większość energii wyświeca w świetle widzialnym, dla którego szkło jest przezroczyste. Część światła odbija się od ziemi i ucieka ze szklarni. Większość energii słonecznej jest jednak pochłaniana przez ziemię, a następnie wypromieniowywana. Jednak gleba i rośliny nie świecą w świetle widzialnym, lecz w podczerwieni. Podczerwień to jednak inny kolor, dla którego szkło nie jest już przezroczyste, lecz matowe. Energia ta jest więc pochłaniana przez szkło, które w związku z tym nagrzewa się. Rozgrzane szkło ogrzewa powietrze znajdujące się wewnątrz szklarni, którego temperatura rośnie.
Efekt cieplarniany w atmosferze zachodzi oczywiście nie dzięki warstwie szkła, lecz dzięki obecności w atmosferze gazów cieplarnianych, które podobnie samo, jak warstwa szkła, pochłaniają promieniowanie podczerwone. Prowadzi to do uwięzienia energii w atmosferze i podniesienia jej temperatury.
Możesz też patrzeć na efekt cieplarniany jak na izolację budynku, dzięki której w środku jest cieplej. Wyobraź sobie domek na działce, w którym działa piecyk o mocy 1 kilowata. W środku jest cieplej niż na zewnątrz. Gdybyś zmierzył energię uciekającą z domku, stwierdziłbyś, że również wynosi 1 kilowat. Dlaczego? Ponieważ, gdyby była mniejsza, znaczyłoby to, że domek gromadzi energię, czyli temperatura w środku rośnie, a gdyby uciekało więcej energii, oznaczałoby to, że domek traci energię, czyli jego temperatura spada.
Domek słabo zaizolowany i dobrze zaizolowany. W obu domkach działają grzejniki o tej samej mocy, taka też energia ucieka przez ścianki. Temperatura w drugim domku jest wyższa.
Obok stoi podobny domek, ale obłożony grubszą warstwą styropianu, z podwójnymi szybami i wełną mineralną pod dachówką – czyli lepiej zaizolowany. W tym domku również działa piecyk o mocy 1 kW. Ile energii będzie uciekać? Ponieważ temperatura w domu jest stała – czyli w sumie energii w domu nie przybywa ani nie ubywa – z domku również będzie uciekać 1 kilowat. Ale żeby ten kilowat uciekł przez grubszą izolację, potrzebna jest do tego większa różnica temperatur pomiędzy wnętrzem domu a otoczeniem. A więc temperatura w drugim domku będzie wyższa.
Podobnie w przypadku Ziemi – pochłania ona pewną ilość energii słonecznej (odpowiednik energii piecyka), której się pozbywa (wypromieniowuje w przestrzeń kosmiczną). Izolację stanowi atmosfera, a szczególnie jej gazy cieplarniane. Grubsza warstwa izolacji (większa ilość gazów cieplarnianych) oznacza, że pozbycie się tej samej ilości energii będzie wiązać się ze wzrostem temperatury powierzchni planety.
Efekt cieplarniany występował na Ziemi na długo przed pojawieniem się człowieka i jego przemysłu. Czy wiesz, o ile stopni podnosi temperaturę Ziemi naturalny efekt cieplarniany?
O 33°C! Średnia temperatura Ziemi wynosi obecnie około 14°C. Gdyby nie atmosfera i działający w niej efekt cieplarniany, temperatura Ziemi spadłaby znacznie poniżej punktu zamarzania wody. Nasza planeta była by pokryta lodem aż po równik.
Następna część cyklu.
