Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat is het broeikaseffect? Is het inherent slecht?

IJsbergen van de Jakobshavn-gletsjer zuigen bijna 7 procent van de Groenlandse ijskap af en zijn de grootste gletsjer buiten Antarctica. Het is een van de snelst bewegende gletsjers ter wereld, met een snelheid van wel 40 meter per dag (minder dan 20 meter per dag vóór 2002) en is snel teruggetrokken, grotendeels als gevolg van de gestegen temperaturen. van het broeikaseffect. Ashley Cooper / Getty Images

We horen vaak over het ‘broeikaseffect’ in de negatieve context van de opwarming van de aarde – het is de reden waarom de gletsjers smelten en klimaatpatronen gevaarlijke verschuivingen ondergaan. Maar het broeikaseffect is op zichzelf geen slechte zaak; het is een cruciaal en positief onderdeel van de energiebalans van de aarde.

Het zorgt ervoor dat de aarde warm genoeg blijft zodat leven kan overleven. Zonder dit zou de aarde zoiets als Mars voelen. Dus, wat is het broeikaseffect , precies?

Inhoud
  1. Basisprincipes van het broeikaseffect
  2. Het natuurlijke broeikaseffect van de aarde uitgelegd
  3. Verbranding van fossiele brandstoffen en het versterkte broeikaseffect

Basisprincipes van het broeikaseffect

Het proces dankt zijn naam aan de kassen die lekker warm blijven voor het kweken van planten. Dit is eigenlijk hetzelfde proces dat de aarde lekker warm houdt om het leven in stand te houden. Een voorbeeld van het broeikaseffect dat de meesten van ons in het dagelijks leven ervaren, is de opwarming van het interieur van een auto wanneer het voertuig in de zon staat.

Het is u waarschijnlijk wel eens opgevallen dat het binnen altijd veel warmer is dan de buitentemperatuur als uw auto daar een tijdje heeft stilgestaan. De zonnestralen komen via de ramen van uw auto binnen. Een deel van de warmte van de zon wordt geabsorbeerd door de stoelen, het dashboard en de vloerbedekking en vloermatten.

Wanneer deze objecten deze warmte vrijgeven, komt deze niet allemaal via de ramen naar buiten. Een deel wordt weer naar binnen gereflecteerd:de warmte die door de stoelen wordt uitgestraald heeft een andere golflengte dan het licht van de zon dat überhaupt door de ramen is gekomen, en het vensterglas laat niet zoveel van die golflengte door. P>

Er gaat dus een bepaalde hoeveelheid energie naar binnen en er gaat minder energie uit. Het resultaat is een geleidelijke stijging van de temperatuur in uw auto.

Met behulp van het auto-in-de-zon-voorbeeld kunnen we de atmosfeer van de aarde bekijken als een gigantisch, bolvormig autoraam. Het broeikaseffect van de aarde houdt de planeet veel warmer dan de omringende ruimte.

Het natuurlijke broeikaseffect van de aarde uitgelegd

Klimaat is de gemiddelde weersomstandigheden voor een gebied over een lange periode. Foto met dank aan het Amerikaanse Global Change Research Program

Wanneer de zonnestralen de atmosfeer van de aarde en het aardoppervlak raken, blijft ongeveer 70 procent van de energie op de planeet achter en wordt geabsorbeerd door land, oceanen, planten en andere dingen. De overige 30 procent wordt de ruimte in gereflecteerd door wolken, sneeuwvelden en andere reflecterende oppervlakken [bron:NASA].

Maar zelfs de 70 procent die er doorheen komt, blijft niet voor altijd op aarde (anders zou de aarde een laaiende vuurbal worden). De dingen op de planeet die de warmte van de zon absorberen, stralen uiteindelijk een deel van die warmte (straling) uit op een andere golflengte, zoals je autostoelen en dashboard.

Dit absorptie-stralingsproces houdt de aarde in stralingsevenwicht:de straling van de zon treft voortdurend de aarde en verwarmt haar; de warme aarde zendt een deel van die straling terug de ruimte in, waardoor zichzelf afkoelt. Hoe meer zonnestraling de aarde absorbeert, hoe meer straling er vrijkomt.

Een deel van die vrijgekomen straling komt in de ruimte terecht, en de rest wordt uiteindelijk teruggekaatst naar de aarde wanneer het bepaalde dingen in de atmosfeer raakt, zoals kooldioxide, methaangas en waterdamp – de autoruiten.

De hitte die de atmosfeer van de aarde niet bereikt, houdt de planeet warmer dan in de ruimte, omdat er meer energie door de atmosfeer binnenkomt dan eruit gaat. Dit is het broeikaseffect dat de aarde warm houdt.

Als er geen broeikaseffect op aarde zou zijn, zou onze planeet waarschijnlijk veel op Mars lijken. Mars heeft niet een atmosfeer die dik genoeg is om veel warmte terug naar de planeet te reflecteren, dus het wordt daar erg koud.

Het broeikaseffect is dus eigenlijk een goede zaak – en zoals bij de meeste goede dingen is gematigdheid de sleutel.

De reden dat we het broeikaseffect vaak associëren met milieuschade is dat het broeikaseffect sinds de industriële revolutie uit balans is geraakt:de atmosfeer van de aarde houdt te veel warmte vast.

Mars broeikaseffect

Sommige wetenschappers hebben gesuggereerd dat we het oppervlak van Mars zouden kunnen terravormen door 'fabrieken' te sturen die waterdamp, kooldioxide en andere broeikasgassen de lucht in zouden spuwen. Als er voldoende uitstoot van broeikasgassen zou kunnen worden gegenereerd, zou de atmosfeer voldoende dikker kunnen worden om meer warmte vast te houden en planten op het oppervlak te laten leven.

Zodra planten zich over Mars verspreidden, zouden ze zuurstof gaan produceren. Over een paar honderd of duizend jaar zou Mars wel eens een omgeving kunnen hebben waarin mensen gewoon rond kunnen lopen – allemaal dankzij het broeikaseffect.

Verbranding van fossiele brandstoffen en het versterkte broeikaseffect

Het broeikaseffect wordt uit balans gebracht door te veel door de mens gegenereerde kooldioxide. Afbeelding met dank aan het Washington State Department of Ecology

Wetenschappers schatten dat zonder atmosfeer het aardoppervlak ongeveer 54 graden Fahrenheit (30 graden Celsius) koeler zou zijn dan nu [bron:NASA]. Dat zou de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van de aarde op ongeveer 5 graden F (minus 15 graden C) brengen; ter vergelijking:het oppervlak van Mars komt rond de min 9,4 graden F (minus 23 graden C) [bron:Elert].

Met andere woorden:zonder de atmosfeer van de aarde en het broeikaseffect dat deze met zich meebrengt, zouden we in een stroomversnelling zitten. Maar het blijkt dat een overactief broeikaseffect tot een vergelijkbaar verwoestend resultaat kan leiden. Omdat er te veel warmte-absorberende broeikasgassen in de atmosfeer aanwezig zijn, wordt er te veel straling vastgehouden, waardoor de aarde boven de ideale temperatuur opwarmt.

Kortom, de aarde is niet in staat voldoende warmte af te voeren om zichzelf koel te houden, wat resulteert in wat bekend staat als de ‘opwarming van de aarde’. Het broeikaseffect is uit de hand gelopen.

Het probleem is vooral de verhoogde concentratie van koolstofdioxide in de atmosfeer (CO2 ). CO2 is het meest voorkomende broeikasgas (na waterdamp).

In de natuurlijke staat van de aarde is CO2 De niveaus worden voornamelijk in evenwicht gehouden door de activiteit van het plantenleven. Maar naarmate mensen steeds meer CO2 begonnen te verbranden - door het vrijgeven van fossiele brandstoffen zijn de niveaus uit balans.

We stoten te veel CO2 uit voor de planten om te verwerken (vooral met de extra effecten van ontbossing). Vóór de industriële revolutie aan het eind van de 18e eeuw was de concentratie van CO2 in de atmosfeer was ongeveer 280 delen per miljoen (ppm). Halverwege de twintigste eeuw bedroeg dat aantal 300 ppm, en in 2023 hadden we niveaus rond de 420 ppm [bron:NASA].

Deze stijging heeft geleid tot een stijging van de temperatuur op aarde met 2 graden F (1 graad C) sinds het pre-industriële tijdperk – wat misschien niet veel lijkt totdat je beseft dat wetenschappers verschrikkelijke, onomkeerbare mondiale gevolgen voorspellen bij een temperatuur van 2 graden Celsius. toenemen, waaronder smeltende ijskappen, stijgende zeespiegels en daarmee gepaard gaande overstromingen, extreme klimaatpatronen en wijdverbreide vernietiging van de habitat van wilde dieren.

In overeenkomsten als het Kyoto-protocol en de Overeenkomst van Parijs is de wereld begonnen actie te ondernemen om de mondiale uitstoot van broeikasgassen te beteugelen. Het valt nog te bezien of deze inspanningen erin zullen slagen een ramp te voorkomen of dat het te weinig en te laat zal blijken te zijn.

Veel beantwoorde vragen

Wat zijn de vier broeikasgassen?
De vier belangrijkste broeikasgassen zijn kooldioxide, waterdamp, methaan en lachgas.
Wat is een eenvoudige definitie van het broeikaseffect?
Het broeikaseffect is een natuurlijk proces dat het aardoppervlak opwarmt. Wanneer de energie van de zon de atmosfeer van de aarde bereikt, wordt een deel ervan teruggekaatst naar de ruimte en een deel wordt geabsorbeerd en opnieuw uitgestoten als warmte. Broeikasgassen houden een deel van deze warmte vast, waardoor de atmosfeer van de aarde opwarmt.
Wat is het broeikaseffect en waarom is het slecht?
Het broeikaseffect ontstaat wanneer broeikasgassen zoals kooldioxide warmte vasthouden in de atmosfeer van de aarde. Wanneer broeikasgassen te veel warmte vasthouden, kan de gemiddelde temperatuur op aarde stijgen, wat kan leiden tot zaken als droogtes, overstromingen en extremer weer.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe de opwarming van de aarde werkt
  • Hebben de klimaatsceptici gelijk?
  • Wat gebeurt er als het Kyoto-protocol afloopt?
  • Heeft de klimaatverandering 5000 jaar geleden een mysterieuze beschaving gecreëerd?

Meer geweldige links

  • NASA:de gevolgen van klimaatverandering
  • EPA:een studentengids voor de mondiale klimaatverandering
  • Nieuwe wetenschapper:klimaatverandering

Bronnen

  • "Kooldioxide." NASA vitale functies. Augustus 2023. (20 september 2023). https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/
  • Elert, Glenn. "Temperatuur op het oppervlak van Mars." Het Natuurkunde Factbook. 2004.
  • Opwarming van de aarde. NASA-aardobservatorium. https://earthobservatory.nasa.gov/features/GlobalWarming
  • Broeikaseffect. Hyperfysica. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/grnhse.html
  • Lindsey, Rebecca en Dahlman, Luann. "Klimaatverandering:mondiale temperatuur." Klimaat.gov. 18 januari 2023. (20 september 2023). https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-global-temperature
  • Pearce, Fred. "Instant-expert:klimaatverandering." Nieuwe wetenschapper. 1 september 2006. http://www.newscientist.com/article/dn9903-instant-expert-climate-change.html
  • Ramirez, Rachel. “‘Uitstel betekent de dood’:we hebben bijna geen manieren meer om ons aan te passen aan de klimaatcrisis, zo blijkt uit een nieuw rapport. Dit zijn de belangrijkste lessen.” CNN. 28 februari 2022. (20 september 2023). https://edition.cnn.com/2022/02/28/world/un-ipcc-climate-report-adaptation-impacts/index.html



Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Your Brain On: Exam Stress
  2. Hoe is de taal geëvolueerd?
  3. orang-oetans, zoals mensen, geneeskrachtige planten gebruiken om gewrichts- en spierontsteking te behandelen
  4. Zoogdier waarvan lang gedacht werd dat het uitgestorven was in Australië duikt weer op
  5. Ziekterisico op hotspots voor mensen en dieren in kaart
  6. Hoe werken vaccins met het immuunsysteem?
  7. Apenstudie toont een pad naar het monitoren van bedreigde diersoorten
  8. Het doelgericht ruimen van zeesterren blijkt het Great Barrier Reef te helpen de dekking te behouden of te vergroten
  9. Het strandweer is hier en dat geldt ook voor haaien. Wetenschappers zeggen dat het tijd is om uit te kijken naar grote witte exemplaren

Wetenschap