Efekt cieplarniany

Określenie "cieplarniana atmosfera" zwykło się nam raczej miło kojarzyć z poczuciem bezpieczeństwa i wyzwolenia od kłopotów. Jednak w odniesieniu do klimatu przymiotnik "cieplarniany" nie brzmi tak mile, a raczej groźnie. W upalne lato 1998 roku James Hansen, naukowiec z Instytutu Badań Kosmicznych NASA, potwierdził publicznie to złowrogie brzmienie występując przed komisją senatu USA: "Uporczywy wzrost temperatury w skali światowej jest klimatycznym sygnałem, którego już od dawna spodziewali się specjaliści. Efekt cieplarniany został wykryty i już teraz zmienia nasz klimat".
Atmosfera chroni Ziemię przed nadmiernym wychłodzeniem. Odbywa się to dzięki pochłanianiu przez niektóre gazy atmosferyczne promieniowania podczerwonego, które bez atmosfery uszłoby w przestrzeń kosmiczną. Około połowy tego promieniowania zatrzymują takie gazy, jak para wodna, dwutlenek węgla, ozon, metan i wiele innych występujących w bardzo małych koncentracjach.
Dziś rośnie rola drugiego "cieplarnianego" gazu - dwutlenku węgla, który dawno przekroczył "consensus" przyrodniczy współczesnej epoki.
Dzięki badaniom prowadzonym w lodach Antarktydy i Grenlandii odnotowano koncentrację CO2 w powietrzu z ostatnich setek i tysięcy lat. Bąbelki tego powietrza są uwięzione w lodzie i łatwo dają się datować metodami izotopowymi lub sedymentologicznymi. Wynik jest wyjątkowo zgodny z krzywymi okresu pomiaru bezpośredniego i potwierdza nieustanny wzrost koncentracji CO2 prawdopodobnie od początku XVII stulecia.
Być może jednak koniec zlodowacenia odznaczał się warunkami szczególnymi, a pamiętać trzeba także o związku obecności dwutlenku węgla z aktywnością wulkaniczną. Najwięcej wulkanów znajduje się na wyspie Jawie (jest ich aż 120, w tym 28 czynnych i 92 drzemiących bądź wygasłych). Najbardziej aktywne wulkany to: Semeru, Merapi i Gede.
Ostatnie zmiany są, ponad wszelką wątpliwość, związane z działalnością człowieka. Nie tylko spalanie przeróżnych paliw prowadzi do emisji dwutlenku węgla. Także wylesianie, wzrost intensywności gnicia odpadów z hodowli i rolnictwa daje ten sam efekt. Bilans emisji dwutlenku węgla nie zamyka się w atmosferze. Dostało się do niej w okresie uprzemysłowienia dwukrotnie więcej dwutlenku węgla, niż wyliczono wyżej. Reszta została pochłonięta przez oceany, których denne osady są ogromnym magazynem związków węgla. Jest ich tam 50 razy więcej niż w atmosferze.
Wzrasta również ilość innych gazów cieplarnianych. Metan na przykład powstaje głównie w procesie rozkładu bakteryjnego materii organicznej - szczególnie na wysypiskach, zalanych wodą polach ryżowych i jelitach bydła i termitów - oraz podczas spalania drewna.
Koncentracja metanu w atmosferze rośnie systematycznie w miarę wzrostu ludności świata. Zawartość freonów używanych w chłodziarkach oraz do produkcji rozpuszczalników i styropianu wzrasta o 5% rocznie. Szybko również rośnie w atmosferze zawartość tlenków azotu, około 1/3 wzrostu jest efektem działalności człowieka i bierze się w większości z opartych na azocie nawozów sztucznych.
Ozon stanowi zbawienną tarczę chroniącą Ziemię przed promieniowaniem ultrafioletowym, gdy znajduje się wysoko w stratosferze.