Kasvihuoneilmiö Kasvihuoneilmiö on tapahtuma, jossa planeetan pintalämpötila nousee sen kaasukehän vaikutuksesta. Ilmakehä päästää Auringon valon lävitseen Maapalloa lämmittämään, mutta estäen lämmön karkaamisen takaisin avaruuteen. Kasvihuoneilmiö on Maan elämän perusta, sillä ilman kasvihuoneilmiötä Maan pintalämpötila olisi liian alhainen, jotta vesi voisi esiintyä laajalti nesteenä ja siten nykyisen kaltainen elämä syntyä. Kasvihuoneilmiö lämmittää naapuriplaneettaamme Venusta satoja celsiusasteita, ja toisaalta sen puuttuminen on jättänyt toisen naapuriplaneettamme Marsin suhteellisen viileäksi. Maan keskilämpötilaa kasvihuoneilmiö nostaa noin -17 Celsius-asteesta nykyiseen +14,4 asteeseen. Maan ilmakehän tärkeimmät kasvihuonekaasut ovat vesihöyry, hiilidioksidi, metaani ja typpidioksidi.

Kaasukehien vertailua Merkurius Venus Maa Mars Auringon säteilyteho (W/m²) 9127 2614 1368 589 Pintalämpötila keskiarvo (K) 440 740 288 208 Geometrinen aldebo 0,106 0,65 0,367 0,150 Kaasukehän paine (bar) ~10^-15 92 1,014 0,00064

Eri kaasujen vaikutus säteilyn absorptioon maan ilmakehässä. Poistetut kaasut Absorboitunut säteily (%) Kaikki Vesi, hiilidioksidi, otsoni 50 Vesi 64 Pilvet 86 Hiilidioksidi 88 Otsoni 97 Normaali ilmakehä 100

Kaasujen vaikutus kasvihuoneilmiöön Ilman kasvihuoneilmiötä keskimääräinen lämpötila maapallolla olisi -18°C. Yleisin luonnon oma kasvihuonekaasu on vesihöyry. Maan kasvihuoneilmiöstä suurin osa (60%) johtuu vesihöyrystä. Muut ilmiöön vaikuttavat kaasut ovat: Hiilidioksidi (CO2) 26%. Metaani (CH4), typpidioksidi (N2O) ja otsoni O3, yhteensä 8%. Nämä kaasut tunnetaan kasvihuonekaasuina. Ihmisten aiheuttamia ylimääräisiä kasvihuonekaasuja ovat hiilidioksidi, metaani, CFC-yhdisteet, typpioksiduuli ja otsoni.

KASVIHUONEKAASUT Hiilidioksidi Tärkein ihmisen tuottama kasvihuonekaasu on hiilidioksidi CO2. Erityisesti fossiilisten polttoaineiden polttaminen lisää tätä kaasua. Myös trooppisten metsien tuhoamisella, liikenteellä, teollisuudella ja talojen lämmittämisellä on osuutensa asiaan. Tutkijat ovat huomanneet, että osa tuotetusta hiilidioksidista katoaa. Selitykseksi epäillään, että se sitoutuu pohjoiseen havumetsävyöhykkeeseen ja lauhkean vyöhykkeen metsiin, joidenka kasvu on nopeutunut lämpötilan nousun seurauksena. Jos CO2-pitoisuus kasvaa 100 ppm, lämpötila kasvaa 1,4 C.

Ilmakehän hiilidioksidiin vaikuttavat seuraavat tekijät: 1. Polttoaineet Fossiilisten polttoaineiden polttaminen lisää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta. Hiilidioksidia syntyy, kun orgaaninen, hiiltä sisältävä aine, palaa. Myös kotimaiset polttoaineet, kuten turve, puu ja hake muodostavat palaessaan hiilidioksidia. Lisäksi orgaanisen aineen palaessa syntyy vesihöyryä, kuten esimerkiksi maakaasun (metaanin) palaessa: CH4(g)   +   O2(g)   → CO2(g)  +  H2O(g) Fossiilisten polttoaineiden kulutus on lisääntynyt jatkuvasti maapallolla.

2. Metsien hävittäminen Metsien hävittäminen vähentää hiilidioksidin sitoutumista kasvillisuuteen. Ennen ihmistä maapallolla oli noin 60 miljoonaa neliökilometriä metsää, nykyisin vain 40. Erityisen paljon on tuhottu sademetsiä, joiden hiilidioksidin sitomiskyky on suurin. 3. Valtamerien vaikutus Myös meret sitovat suuria määriä hiilidioksidia. Hiili-dioksidi liukenee helpommin kylmään kuin lämpimään veteen. Tämän takia kasvihuoneilmiön voimistuessa ja merien lämmetessä hiilidioksidia sitoutuu meriin yhä vähemmän.

Arvioidaan, että ilmakehään joutuu vuosittain ihmisen toiminnan seurauksena 25 miljardia tonnia hiilidi-oksidia. Tästä puolet sitou-tuu meriin, maaperään ja kasvillisuuteen. Toinen puo-li jää ilmakehään lisäten sen CO2-pitoisuutta 1 ppm:n verran vuodessa. Hiilidioksidi onkin ihmiskunnan merkittävin jätetuote.

Metaani Metaania tuottavat suurimmaksi osaksi ihmiset, mutta sitä syntyy myös kaikkialla, missä bakteerit hajottavat orgaanista ainesta hapettomassa tilassa, esimerkiksi soilla ja muilla kosteikoilla. Ihmisten tuottamaa metaania tulee riisiviljelmiltä, karjanhoidosta ja kaatopaikoilta, missä muovit mädäntyessään erittävät sitä. Metaania hajottavat maaperän pintaosassa elävät pieneliöt ja ilmakehän hydroksyyli-ionit. Hiilimonoksidi eli häkä tuhoaa tehokkaasti hydroksyyli-ioneja ja heikentää näin ilmakehän kykyä hajottaa metaania. Liikenteen tuottama häkä siis ikään kuin kiertoteitse vaikuttaa vahvistavasti kasvihuoneilmiöön.

CFC-yhdisteet CFC-yhdisteet eli kloorista, fluorista ja hiilestä muodos-tuneet freonimolekyylit tuhoavat erityisesti yläilmakehän otsonikerrosta, joka rikkouduttuaan päästää maahan enemmän auringon haitallista säteilyä ja näin ollen lisää lämpöä maapallolla. CFC-yhdisteet keksittiin korvaamaan jäähdytyslaitteissa siihen asti käytettyjä rikkidioksidia ja ammoniakkia, kos-ka ne olivat myrkyllisyydellään aiheuttaneet useita ihmi-suhreja. Aluksi CFC-aineita pidettiin täysin turvallisina Vasta myöhemmin huomattiin niiden vaarallisuus ilma-kehälle, sillä yksi CFC-molekyyli lämmittää ilmakehää saman verran kuin 10 000 hiilidioksidimolekyyliä. Näitä yhdisteitä on erilaisissa sumutinpulloissa ja jääkaapeissa.

Typpioksiduuli Typpioksiduulia muodostuu muun muassa typpi-lannoitteista, sekä biomassan ja fossiilisten poltto-aineiden polttamisesta. Myös katalysaattorit saattavat lisätä autojen typpioksiduulipäästöjä. Typpidioksidia eli typpioksiduulia tuottavat luonnossa anarobiset bakteerit. Runsas nitraattilannoitteiden käyttö on lisännyt ilma-kehän typpidioksidipitoisuutta. Luonnon anaerobiset bakteerit ottavat nitraatti-ionista (NO3-) happea ja vapauttavat ilmakehään typpidioksidia. Jonkin verran typpidioksidia syntyy myös poltto-prosesseissa. Vähäisestä määrästä huolimatta typpidioksidi on tehokas kasvihuonekaasu, koska se absorboi infrapunasäteilyä 200 kertaa tehokkaammin kuin hiilidioksidi.

Otsoni Otsoni eroaa muista kasvihuonekaasuista siten, että sitä syntyy ilmakehässä reaktiossa auringonvalon ja saaste-pilvien välillä. Sillä on kahdensuuntaisia vaikutuksia. Yläilmakehässä sen väheneminen kylmentää maapalloa ja alailmakehässä sen lisääntyminen lämmittää sitä. Tämän vuoksi sen vaikutuksia on vaikea arvioida.