Av: Helge Drange, først publisert i VG Klimapanelet 26.04.08
Drivhuseffekten blir – som navnet sier – ofte sammenlignet med et drivhus: Solstrålingen varmer opp hva som måtte være inne i drivhuset, og drivhusets glassvegger og -tak hindrer at varmen forsvinner. Men dette gir et dårlig bilde på hvordan jordens drivhuseffekt egentlig virker.
La oss starte med det viktigste, som er at solen varmer opp jorden. Siden luften i jordens atmosfære i svært liten grad stopper solstrålene, er det jordens land- og havområder som varmes av solen. Størst oppvarming får vi der solen er sterkest, i tropene.
Men jorden må også kvitte seg med varme. Ellers ender vi opp med en kokende klode. Jordens temperatur er derfor bestemt av balansen mellom tilført og avgitt varme. Skulle jorden motta mer varme enn den gir fra seg, vil jorden varmes opp. Og skulle jorden tape mer varme enn den får tilført, ender vi opp med en kaldere jord.
For å forstå hva som bestemmer jordens temperatur, må vi derfor se på balansen mellom solens oppvarming av land og hav, og varmen som stråler fra jorden til verdensrommet. Imotsetning til solstrålene, kan vi ikke se varmestrålingen fra jorden. Men varmestrålingen kan måles, for eksempel fra satellitter som svever rundt jorden. Var vi en satellitt, ville vi måle at jordens varmestråling ikke kom fra jordens overflate, men fra atmosfæren i en høyde av fem til ti kilometer. At jordens varmestråling kommer fra høyt oppe i atmosfæren er viktig, og
er én grunn til at jorden skiller seg fra et drivhus: Drivhusets glasstak hindrer varme i å forlate drivhuset, mens atmosfærens vinder løfter varm luft høyt opp i atmosfæren (kondensering av vanndamp er også en viktig varmekilde høyt i atmosfæren).
Så var det klimagassene. Klimagassene har den egenskap at de kan fange noe av energien – eller varmen – fra varmestrålingen. Den varmen klimagassene fanger blir så sendt ut igjen i alle retninger.
For jordens del betyr dette at luftens klimagasser fanger opp noe av varmestrålingen fra jorden til verdensrommet. Noe av strålingen blir så returnert mot jordens overflate. Dette virker oppvarmende. Men det viktige for jordens varmebalanse er varmestrålingen som forlater jordens atmosfære.
For det siste er det to meget viktige momenter som klart skiller jordens drivhuseffekt fra et vanlig drivhus: For det første sender klimagassene fra seg energi som er bestemt av lufttemperaturen der klimagassene befinner seg. Befinner klimagassene seg i kald luft, er utsendt energi lavere enn fra klimagasser i varmere luft.For det andre vil økende innhold av klimagasser føre til at varmestrålingen fra jorden skjer stadig høyere i atmosfæren, det vil si ved stadig lavere lufttemperatur.
Kombinerer vi de to punktene over, får vi at økende innhold av klimagasser fører til at varmestrålingen fra jorden skjer stadig høyere, det vil si fra stadig lavere lufttemperatur, som igjen fører til en redusert varmestråling til verdensrommet.
Altså går varmetapet fra jorden ned når innholdet av klimagasser øker. Da må jorden bli varmere. Det er dette vi nå observerer: At temperaturen ved bakken og i de nederste ti kilometerne av atmosfæren øker. Høyt i atmosfæren – over ti kilometers høyde – faller temperaturen. Dette skyldes nettopp at varmestrålingen kommer fra stadig større høyde, og med det fra stadig lavere lufttemperatur. Vi har dermed et mønster – eller et fingeravtrykk – på
hvordan klimagassene endrer jordens temperatur.
Skulle solstrålingen avta eller jordens skydekke øke, vil dette føre til at mindre energi blir tilført jorden. I så fall ville vi forvente at jordens temperatur gikk ned. Men den temperaturendringen vi nå observerer er i samsvar med forventet fingeravtrykk grunnet økende innhold av klimagasser: Oppvarming ved bakken og opp til rundt ti kilometers
høyde, og nedkjøling høyere oppe.
Så jordens drivhuseffekt skiller seg nokså mye fra et drivhus. Og det mest forunderlige er at hadde et ikke vært for at lufttemperaturen avtar med høyden, hadde vi ikke hatt drivhuseffekt. Noe å fundere på neste gang du synes det er kaldt til fjells!