Dünya, enerjisinin büyük bir bölümünü fosil yakıtları yakarak sağlamaktadır - sadece petrol değil, kömür ve doğal gaz da dahil. Bu yanma sonucunda karbondioksit açığa çıkmaktadır. Karbon, yüz milyonlarca yıldır yeryüzündeki fosil yakıtlarda depolanmıştır. Özellikle son yüzyılda, büyük miktarlarda fosil yakıt yakılması sonucu, açığa çıkan karbondioksitte de artış olmuştur. Bütün karbondioksit atmosferde kalmaz; bir kısmı okyanus ve göl sularında çözünür ve bir kısmı da, kalsiyum ve magnezyum karbonat formunda kayaya dönüşür. Fakat ölçümler, atmosferdeki karbondioksit miktarının her yıl yavaşça arttığını göstermektedir.
Atmosferdeki karbondioksit miktarının artışı, önemli bir problemi de beraberinde getirmektedir. Karbondioksitin görünür ışığa karşı geçirgenliği vardır, fakat kızıl-ötesi ışığı emer. Dünyanın güneşten aldığı enerji, çoğunlukla görünür ışık formundadır. Atmosferdeki karbondioksit, görünür ışığa karşı geçirgen olduğu için, enerji direkt olarak yeryüzüne ulaşır. Fakat yeryüzünden yansıyan ışık genelde kızıl-ötesi formundadır ve atmosferdeki karbondioksit tarafından emilir. Karbondioksit molekülü bu enerjiyi tutmaz ve bütün yönlere olmak üzere tekrar yayar ve böylece, bir kısmını yeryüzüne geri göndermiş olur. Karbondioksitin etkisi, güneşten gelen enerjinin yeryüzüne ulaşmasını engellemek şeklinde değil, fakat bu enerjinin bir kısmının uzaya geri gitmesini önlemek şeklindedir. Bu sürece, sera etkisi denmektedir.
Atmosferdeki karbondioksit miktarının her yıl arttığı düşünüldüğünde, yeryüzündeki ortalama sıcaklıkta derece derece gerçekleşecek bir artış beklentisi ortatya çıkmaktadır. Dünyanın ikliminde ciddi etkileri olması için, sıcaklık artışının çok büyük olması gerekmez. Antarktika buzunun eriyerek, dünyanın kıyı şehirlerinde sel haline dönüşmesi için, yaklaşık 4°C' lik bir artış yeterli olacaktır. Ve 1975 yılından bu yana, ortalama sıcaklık yavaş yavaş artmaktadır.
Güneş sisteminde, Merkür dışındaki bütün gezegenlerin bir atmosferi vardır. Örneğin Mars’ın CO2 ‘den oluşan ince ve soğuk bir atmosferi, Venüs’ün CO2 , N2 , SO2 (kükürt dioksit) ve su buharı içeren çok yoğun ve sıcak bir atmosferi vardır. her iki gezegende de dünyadaki yaşam formlarının bulunması olanaksızdır. Yeryüzünde yaşam, atmosferin oluşturduğu uygun koşullar sayesinde devam etmektedir.
Dünyamızın oluşumunun ilk aşamalarında bir atmosferin bulunmadığı düşünülmektedir. Tektonik hareketlerin sonucunda dünyanın iç kısımlarındaki gazların zamanla bir atmosfer oluşturduğu varsayılıyor. Bu ilk atmosferin yapısı bugünkünden oldukça farklıydı. Mesela O2 yok denecek kadar azdı, bir ozon tabakası da yoktu. Günümüzde dünya atmosferi N2, O2, Ar, CO2, CH4, H2O(g) ve az miktarda diğer gazlardan, partiküller ve aerosollerden oluşmaktadır. Atmosferimiz, çeşitli katmanlardan meydana gelmiştir. İlk tabaka troposferdir. Atmosferdeki gaz kütlesinin %85’i, su buharında hemen hemen hepsi bir tabakadadır. Bir sonraki tabaka stratosferdir. Bu tabakada mor ötesi ışınlar tutulur.
Uzaydan bakıldığında dünyanın yaydığı enerjinin dalga boyunun, -18 0C deki bir cisimden yayılan enerjinin dalga boyuyla aynı olduğu görülür. Ancak dünyada ortalama sıcaklık 15 0C dir. Bu durum dünyaya gelen enerjinin atmosfer onda dokuzu yeryüzüne geçer. Dünyamız gelen bu ışınlarla ısınmış olur. Bu ışınlar, atmosferdeki su buharı, CO2 ve CH4 molekülleri tarafından soğurulur. Böylece dünya yüzeyi ve troposfer olması gerekenden daha sıcak olur. Ekvatordan yükselen sıcak hava kutuplara, kutupların soğuk havası da ekvatora doğru yönelir. Böylece atmosfer olayları, su ve karbon döngüsü vb. süreçlerle dünyada yaşam sürer. Sera etkisi teorisi ilk kez Fransız matematikçisi Fourier tarafından ortaya atılmıştır. Fourier, dünya atmosferini, güneş ışınlarıyla ısınan ama içindeki ısıyı dışarıya bırakmayan seralara benzetmiştir. Bu nedenle bu olaya doğal sera etkisi denilmektedir.
Dengeli bir sera etkisi dünyamız için gereklidir. Çünkü dünyayı sıcak ve yaşanabilir hale getirir. Eğer bu etki olmasaydı dünyadaki sıcaklık -18 0C dolayında olurdu. Şiddetli bir sera etkisi ise dünyayı çok sıcak bir gezegen yapabilir.
Sera Gazları
Sera etkisi, atmosferin kimyasal kompozisyonu tarafından sağlanır. Kimyasal kompozisyonu, sera etkisi yapan gazlar veya kısaca sera gazları oluşturur. Su buharı CO2 , O3 , CH4 doğal sera gazlarıdır. N2O ve CFC’lar da dolaylı olarak sera etkisi yapar.
Atmosferdeki sera gazlarının miktarı olması gerekenden fazla olduğu takdirde şiddetli bir sera etkisi ortaya çıkabilir. Nitekim; endüstri devriminden itibaren atmosferdeki CO2 ve diğer sera gazlarının konsantrasyonları önemli ölçüde artmıştır. 20. yüzyıl boyunca artış devam etmiştir ve hala artmaktadır. Bu gazların artışı, atmosferin ısı tutma kapasitesini artırıyor ve böylece küresel sıcaklığın yükselmesine yol açıyor.
Küresel ısınmanın temel nedeni olarak sera gazlarının artışı görülmektedir. En büyük sera etkisini su buharı yapar. Su buharı miktarı su çevrimine bağlıdır, insanların su çevrimine karşı yapabilecekleri bir şey yoktur. Diğer sera gazlarının artışına ise insan aktiviteleri sebep olmaktadır. Bu aktivitelerin başında ise fosil yakıtların kullanılması gelir.
Dünya atmosferi çeşitli gazlardan oluşur. Ayrıca küçük miktarlarda bazı asal gazlar bulunmaktadır. Güneşten gelen ışınlar (ısı ışınları/kısa dalgalı ışınlar), atmosferi geçerek yeryüzünü ısıtır. Atmosferdeki gazlar yeryüzündeki ısının bir kısmını tutar ve yeryüzünün ısı kaybına engel olurlar. (CO2, havada en çok ısı tutma özelliği olan gazdır.)
Atmosferin, ışığı geçirme ve ısıyı tutma özelliği vardır. Atmosferin ısıyı tutma yeteneği sayesinde suların sıcaklığı dengede kalır. Böylece nehirlerin ve Okyanusların donması engellenmiş olur. Bu şekilde oluşan, atmosferin ısıtma ve yalıtma etkisine sera etkisi denir. Dünya atmosferi Cam seralara benzer bir özellik gösterir.
Son yıllarda atmosferdeki CO2 miktarı Hava kirlenmesine bağlı olarak hızla artmaktadır. Metan, ozon ve kloroflorokarbon (CFC) gibi sera gazları çeşitli insan aktiviteleri ile atmosfere katılmaktadır. Bu gazların tamamının ısı tutma özelliği vardır. CO2 ve ısıyı tutan diğer gazların miktarındaki artış, atmosferin ısısının yükselmesine sebep olmaktadır. Bu da küresel ısınma olarak ifade edilir. Bu durumun, buzulların erimesi ve okyanusların yükselmesi gibi ciddi sonuçlar doğuracak iklim değişmelerine yol açmasından endişe edilmektedir. İnsanların çeşitli faaliyetlerinin küresel ısınmaya katkısı şöyledir:
Enerji kullanımı %49,
Endüstrileşme %24,
Ormansızlaşma %14,
Tarım %13'tür.
Sera Etkisi ve Küresel Isınma Nedir?
Tags