Kasvihuoneilmiö

Vesihöyry ja hiilidioksidi osallistuvat ilmakehän lämpötilan säätelyyn. Ne absorboivat infrapuna- eli lämpösäteilyä mutta eivät näkyvää valoa. Siksi niitä nimitetään kasvihuonekaasuiksi: ne siis pitävät lämmön mutta päästävät valon kuin kasvihuoneen lasikatto. Mitään selvää kerrosta ne eivät kuitenkaan muodosta.

Infrapunasäteilyn absorboituminen saa niiden molekyyleissä aikaan lämpöliikkeen voimistumisen, joka puolestaan aiheuttaa ilman lämpötilan kohoamisen. Jos vesi ja hiilidioksidi puuttuisivat ilmakehästä kokonaan, maanpinnan keskilämpötila olisi 0 °C tai jopa sitä alempi.

Muita yleisiä kasvihuonekaasuja ovat metaani CH₄, dityppioksidi N₂O, fluorihiilivedyt HFC, perfluorihiilivedyt PFC sekä rikkiheksafluoridi SF₆. Metaania syntyy luonnossa ja pääsee ilmakehään myös ihmisen toiminnan seurauksena. N₂O, HFC- ja PCF-kaasut sekä SF₆ovat ihmisen tuottamia. Huomattava osa ilmakehän hiilidioksidista on myös ihmisten toiminnasta syntynyttä.

Kasvihuonekaasujen GWP ja säilyvyys ilmakehässä

Kasvihuonekaasujen vaikutusta kuvataan GWP-indeksillä. Hiilidioksidin GWP on 1,0. Veden GWP on 0,0, koska ilmakehän vesi on luonnon säätekijä, johon ihmisellä ei katsota olevan mahdollisuutta vaikuttaa. Muiden aineiden GWP ilmoitetaan suhteena hiilidioksidin GWP-arvoon.

Kasvihuonekaasuista hiilidioksidi ja dityppioksidi ovat pitkäikäisiä, niiden viipymä ilmakehässä on 120 vuoden luokkaa. Päästörajoitustoimenpiteiden vaikutus ei siitä syystä näy kovin nopeasti. Ilmakehän, biosfäärin ja merien CO₂-tasapainotilan asettuminen tapahtuu sekin hitaasti. Dityppioksidi N₂O:n GWP arvioidaan noin 200-300:ksi. Metaani CH₄ on ilmakehässä melko lyhytikäinen (10-15 vuotta) ja sen GWP-arvo on noin 20.

HFC-yhdisteiden elinikä ilmakehässä on 2 – 260 vuotta ja PFC-yhdisteiden peräti 2600 - 50 000 vuotta. Rikkiheksafluoridin elinikä ilmakehässä on 3200 vuotta, ja lisäksi SF₆ on kaikkein voimakkain kasvihuonekaasu: GWP on 23 900.

Taulukoita GWP-arvoista ja elinikäarvioita. EPA (USA) pdf

Alkuperäinen käyrä (pdf) kuvaa näpäyttämällä

Kuvassa on Mauna Loan observatorion mittauksista vuosilta 1958 - 2002 saadut keskimääräiset ilman CO2-pitoisuudet (ppm) kuukausittain.

Ilmatieteen laitos: Ilmastonmuutos http://www.fmi.fi/tutkimus_ilmasto/ilmasto_10.html