Växthusgasatmosfärvetenskap

Växthusgas, all gas som har egenskapen att absorbera infraröd strålning (nettovärmeenergi) som släpps ut från jordens yta och rotar tillbaka den till jordens yta, vilket bidrar till växthuseffekten. Koldioxid, metan och vattenånga är de viktigaste växthusgaserna. (I mindre utsträckning fångar också ozon på ytnivå, kväveoxider och fluorerade gaser infraröd strålning.) Växthusgaser har en djup effekt på jordens energibudget trots att de bara utgör en bråkdel av alla atmosfäriska gaser. Koncentrationerna av växthusgaser har varierat väsentligt under jordens historia, och dessa variationer har drivit betydande klimatförändringar vid ett brett spektrum av tidsskalor. I allmänhet har växthusgaskoncentrationerna varit särskilt höga under varma perioder och låga under kalla perioder.

utforskar

Jordens uppgiftslista

Mänsklig handling har utlöst en enorm kaskad av miljöproblem som nu hotar den fortsatta förmågan hos både naturliga och mänskliga system att blomstra. Att lösa de kritiska miljöproblemen av global uppvärmning, vattenbrist, föroreningar och biologisk mångfald är kanske de största utmaningarna under 2000-talet. Kommer vi att resa oss för att möta dem?

• 

• 

Ett antal processer påverkar koncentrationerna av växthusgaser. Vissa, som tektoniska aktiviteter, verkar i tider av miljoner år, medan andra, till exempel vegetation, mark, våtmark och havskällor och sänkor, fungerar i tidsskalor från hundratals till tusentals år. Mänskliga aktiviteter - särskilt förbränning av fossila bränslen sedan den industriella revolutionen - ansvarar för stadiga ökningar av atmosfäriska koncentrationer av olika växthusgaser, särskilt koldioxid, metan, ozon och klorfluorkolväten (CFC).

Effekten av varje växthusgas på jordens klimat beror på dess kemiska natur och dess relativa koncentration i atmosfären. Vissa gaser har en hög kapacitet för att absorbera infraröd strålning eller uppträder i betydande mängder, medan andra har betydligt lägre kapacitet för absorption eller uppträder endast i spårmängder. Radiativ tvingning, enligt definitionen av den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC), är ett mått på påverkan som en given växthusgas eller annan klimatfaktor (som solbestrålning eller albedo) har på mängden strålningsenergi som påverkar jordens yta. För att förstå det relativa inflytandet av varje växthusgas anges nedanstående så kallade tvångsvärden (anges i watt per kvadratmeter) beräknad för tidsperioden mellan 1750 och nu.

Stora växthusgaser

Vattenånga

Vattenånga är den mest potenta växthusgasen i jordens atmosfär, men dess beteende skiljer sig grundläggande från de andra växthusgaserna. Vattenångens primära roll är inte som ett direkt medel för strålningstvingning utan snarare som en klimatåterkoppling - det vill säga som ett svar inom klimatsystemet som påverkar systemets fortsatta aktivitet. Denna skillnad uppstår på grund av att mängden vattenånga i atmosfären generellt sett inte kan modifieras direkt av människans beteende utan ställs istället av lufttemperaturer. Ju varmare ytan, desto större förångningsgrad för vatten från ytan. Som ett resultat leder ökad avdunstning till en större koncentration av vattenånga i den nedre atmosfären som kan absorbera infraröd strålning och sända tillbaka den till ytan.