Efekt cieplarniany – jak powstaje i jakie są jego skutki?

W tym artykule:

1. Co z tym efektem cieplarnianym?
2. Czym jest efekt cieplarniany?
3. Przyczyny efektu cieplarnianego
4. Efekt cieplarniany a globalne ocieplenie klimatu
5. Skutki efektu cieplarnianego
6. Efekt cieplarniany – jak mu zapobiegać?

O efekcie cieplarnianym najczęściej mówi się w kontekście postępującego ocieplenia klimatu. Nie bez przyczyny, bo globalny wzrost średniej temperatury jest zjawiskiem nie tylko niekorzystnym, ale także niebezpiecznym. Warto jednak wiedzieć, że „zrzucanie całej winy” na efekt cieplarniany jest nadmiernym uproszczeniem, które w praktyce nie wyjaśnia niczego. Żeby móc lepiej zrozumieć zmiany dotykające Ziemię i organizmy żyjące na naszej planecie, trzeba przyjrzeć się temu tematowi nieco dokładniej.

Zmiany klimatyczne nie są niczym niezwykłym. Klimat na naszej planecie ewoluuje od zarania dziejów. Gdyby nie fakt, że w ciągu ostatnich 200 lat zmiany, o których mowa, znacząco przyspieszyły i przybrały wręcz drastyczny charakter, można by powiedzieć że świat po prostu „żyje” swoim rytmem. Niestety, działalność naszego gatunku doprowadziła do sytuacji, w której nie możemy już mówić o naturalnych zmianach. Te, które zachodzą na naszych oczach, mają niewiele wspólnego z naturą.

Co z tym efektem cieplarnianym?

Zanim jednak omówimy przyczyny występowania efektu cieplarnianego i skutki, które się z tym wiążą, gwoli formalności musimy wspomnieć, że w środowiskach naukowych wciąż jeszcze trwają dyskusje w kwestii samego efektu cieplarnianego, jak i wzrostu temperatury na Ziemi.

Zmiany klimatu i trzy scenariusze dla Ziemi. Jaka przyszłość czeka naszą planetę?

Przyczyny i pierwsze skutki zmiany klimatu znamy już od kilkudziesięciu lat. W wielu częściach świata węgiel i ropa są jednak wciąż tanie i dostępne w wielkich ilościach. Wszystko przema...

Niektórzy specjaliści twierdzą, że dwutlenek węgla – jeden z najbardziej znanych gazów cieplarnianych – nie odgrywa istotnej roli w tym procesie, bo jego objętość w atmosferze ma być równoważona przez węgiel, który krąży w obiegu materii. Niektórzy sugerują nawet, że efekt cieplarniany nie zachodzi i nigdy nie zachodził.

Jednak znacząca większość przedstawicieli środowisk naukowych jest zgodna w kwestii mechanizmu powstawania efektu cieplarnianego i skutków, jakie wywołuje. Na tych danych opieramy ten artykuł.

Czym jest efekt cieplarniany?

Niezliczone publikacje piętnują efekt cieplarniany jako zjawisko, które prędzej czy później doprowadzi do wielkiej katastrofy na Ziemi. Rzadko natomiast można spotkać się ze stwierdzeniem, że wspomniane zjawisko jest nie tylko czymś zupełnie naturalnym, ale także korzystnym i pożądanym. Pojęcie to należy bowiem dzielić na efekt całkowicie naturalny, który zachodzi na naszej planecie od milionów lat, jak i „patologiczny”, czyli wywołany przez szkodliwą działalność człowieka.

Zatem czym jest efekt cieplarniany? Pod tym pojęciem kryje się zjawisko wywołane przez obecne w atmosferze danego ciała niebieskiego gazy cieplarniane, w następstwie którego dochodzi do podwyższenia jego temperatury. Określenie „ciało niebieskie” nie zostało użyte przypadkowo, bo efekt cieplarniany nie jest wyłącznie ziemskim procesem. Dotyczy każdej planety otoczonej atmosferą.

Przyczyny efektu cieplarnianego

Efekt cieplarniany zachodzi na Ziemi od milionów lat i jest jednym z czynników, które doprowadziły do rozwoju życia na naszej planecie. Gdyby gazy cieplarniane nie były obecne w atmosferze, cała jej powierzchnia byłaby skuta pokrywą lodową, a średnia temperatura nie przekraczałaby minus 18 stopni Celsjusza.

Co powoduje efekt cieplarniany? Żeby móc odpowiedzieć na to pytanie, najpierw trzeba przeanalizować proces docierania energii promieniowania słonecznego do naszej planety.

Powierzchnia Słońca jest rozgrzana do ok. 5200 stopni Celsjusza. Gwiazda rozgrzana do tak wysokiej temperatury wydziela energię przede wszystkim w świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni. Mówimy tu zatem o promieniowaniu krótkofalowym. Wyraźnie chłodniejsza powierzchnia Ziemi oddaje energię w zakresie dalekiej podczerwieni, czyli promieniowanie naszej planety ma charakter długofalowy.

Doszliśmy do krytycznych punktów nieodwracalnej zmiany klimatu Ziemi

Nawet kilka jednocześnie aktywnych elementów krytycznie ważnych dla zmian klimatu na Ziemi może wywołać efekt domina prowadzący do globalnej katastrofy i zagrożenia naszego istnienia jako g...

Ziemię otacza warstwa atmosfery, w której obecne są gazy cieplarniane, w tym tlenki azotu, węglowodory, dwutlenek węgla, metan i para wodna. Ze względu na swoją charakterystykę, gazy te są zdolne do przepuszczania promieniowania widzialnego i w bliskiej podczerwieni (czyli krótkofalowego) i asymilacji promieniowania w dalekiej podczerwieni (czyli długofalowego).

Atmosfera pochłaniająca ciepło emitowane przez Ziemię oddaje je zarówno w górę, czyli do przestrzeni kosmicznej, jak i w dół, czyli w kierunku Ziemi. Dochodzi więc do wtórnego ogrzania jej powierzchni.

Mamy tu do czynienia ze zjawiskiem zbliżonym do tego, które zachodzi w szklarni. Szyby, które w tego typu budowli pełnią rolę ścian i sufitu, swobodnie przepuszczają promieniowanie krótkofalowe, ale zatrzymują promieniowanie długofalowe. W rezultacie do wnętrza szklarni dociera nie tylko energia promieniowania słonecznego, ale także energia wydzielana przez rozgrzane szyby. Właśnie dlatego efekt cieplarniany bywa też nazywany efektem szklarniowym.

Efekt cieplarniany a globalne ocieplenie klimatu

To właśnie zdolność atmosfery do zatrzymywania ciepła i wtórnego wydzielania energii jest jednym z czynników, dzięki którym na Ziemi panują warunki klimatyczne sprzyjające organizmom żywym. Dlaczego więc gdy na tapecie pojawia się temat widma katastrofy klimatycznej, w pierwszej kolejności mówi się właśnie o tym zjawisku?

Wcześniej wspomnieliśmy, że efekt cieplarniany należy dzielić na naturalny i „patologiczny”. Ten drugi to nic innego, jak efekt cieplarniany spotęgowany działalnością człowieka. W jej wyniku następuje emisja gazów cieplarnianych i w konsekwencji – ich nadmierna kumulacja w atmosferze. W takiej sytuacji, należy już mówić o globalnym ociepleniu.

Należy zdać sobie sprawę z tego, że mimo iż objętość gazów cieplarnianych w atmosferze wzrasta, do powierzchni naszej planety nadal dociera tyle samo promieniowania słonecznego. Natomiast promieniowanie emitowane przez Ziemię ma utrudnioną drogę ucieczki w przestrzeń kosmiczną. W takich warunkach dochodzi do sytuacji, w której energia cieplna zaczyna kumulować się w naszym systemie klimatycznym. Żeby planeta mogła oddać taką samą ilość energii, jaką przyjęła i w konsekwencji zachować równowagę, musi nastąpić wzrost temperatury jej powierzchni, bo to doprowadzi do wzrostu emisji energii. W rezultacie, średnia temperatura na Ziemi wzrasta.

Skutki efektu cieplarnianego

Do czego prowadzi ten proces? Globalne ocieplenie skutkuje wystąpieniem postępujących stopniowo zmian klimatycznych. Nadmiar energii kumuluje się w naszym systemie klimatycznym, przede wszystkim – w oceanach. Następstwem tego jest wzrost parowania wody, co pociąga za sobą kolejne skutki, m.in. wzrost zachmurzenia, występujące coraz częściej anomalie pogodowe, zaburzenia w obszarze cyrkulacji powietrza, topnienie lądolodów i wiecznej zmarzliny.

To wszystko znacząco zaburza równowagę w obszarze wszystkich ekosystemów. Siedliska niektórych zwierząt przestają zapewniać im dogodne warunki do życia, co z kolei prowadzi do wymierania gatunków i ograniczenia ziemskiej bioróżnorodności. Globalne ocieplenie, będące następstwem spotęgowanego efektu cieplarnianego, znacząco zwiększa prawdopodobieństwo coraz częstszego występowania klęsk żywiołowych i nieurodzaju, ogranicza zasoby naturalne i doprowadza do wzmożonego rozprzestrzeniania się chorób typowych dla stref klimatycznych, w których występują gorące odmiany klimatu. To wszystko może z kolei pociągać za sobą kolejne konsekwencje w obszarach ekonomicznym, gospodarczym i społecznym.

Globalne przejście na weganizm może opóźnić kryzys klimatyczny. „Kupi nam 30 lat”

Wycofywanie się z przemysłowej hodowli zwierząt i rekultywacja terenów porolniczych, powstrzymałyby wzrost emisji gazów cieplarnianych w atmosferze na 30 lat. Do takich wniosków doszli nauko...

Wśród skutków globalnego ocieplenia należy wymienić także coraz wyraźniejsze przesunięcie stref klimatycznych w kierunku bieguna. Każdy z nas może dostrzec, że klimat ulega wyraźnym zmianom. Zdaniem niektórych naukowców, że do roku 2100 granice rozdzielające poszczególne strefy klimatyczne mogą ulec całkowitemu zatarciu.

Efekt cieplarniany – jak mu zapobiegać?

Postępujący efekt cieplarniany stanowi ogromny problem i tak samo duże wyzwanie dla świata nauki. Już od jakiegoś czasu w większości krajów świata wdrażane są działania, których celem jest wyhamowanie niekorzystnych zmian. Działania, o których mowa, są prowadzone na wielu frontach, ale wszystkie mają wspólny mianownik, a jest nim ograniczenie emisji gazów cieplarnianych. Chodzi przede wszystkim o:

• wzrost wykorzystania alternatywnych źródeł energii przy jednoczesnym ograniczeniu eksploatacji paliw kopalnych,
• modernizację technologii przemysłowych i rolnictwa,
• optymalizację technologii energetycznych i ciepłowniczych,
• ograniczenie emisji freonów.

Jednym z najbardziej szkodliwych gazów cieplarnianych jest metan, a do wzrostu jego objętości w atmosferze przyczyniają się przede wszystkim składowiska odpadów. Szansy na zapobieganie postępującemu ociepleniu klimatu należy więc upatrywać w ograniczeniu produkcji odpadów, racjonalnym ich składowaniu, recyklingu surowców wtórnych z wykorzystaniem nowoczesnych metod. Czyli upraszczając – w zrównoważonym gospodarowaniu śmieciami.

Należy jednak podkreślić, że obowiązek hamowania niekorzystnych zmian klimatycznych nie spoczywa wyłącznie na barkach rządów i wielkich korporacji. Zmiany muszą zostać wprowadzone także w najmniejszych jednostkach – w gospodarstwach domowych. Czy nam się to podoba, czy nie, gdy mowa o dobru planety, należy też mówić o odpowiedzialności zbiorowej.

Nasz ekspert

Artur Białek

Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.