3.11. Kasvihuoneilmiö ja ilmastonmuutos

1. Kasvihuoneilmiö

=ilmakehän alimmat osat lämpenevät kasvihuonekaasujen, mm. CO2:n takia
Auringonsäteilyn vaikutuksesta paikallaan seisova ilma kasvihuoneessa lämpenee
1824 havaitsi Joseph Fourier, ja 1896 Svante Arrhenius tutki ensimmäisenä sitä
20-30 C kylmempi keskiT, jos ei olisi kasvihuoneilmiötä->luonnollista

Kasvihuonekaasut

• Korkeampi ilmakehän T kasvihuonekaasujen takia
   
•  Vähintään 3 atomia kasvihuonekaasumolekyyleissä
• 3-7% kasvihuoneilmiöstä aiheuttaa O3, 4-9% CH4; 9-26% CO2 ja 36-70% aiheuttaa vesihöyry; merkittävimmät kasvihuonekaasut Maassa
• Kasvihuonekaasu, joka syntyy ihmistoiminnasta toiseksi yleisin Suomessa ilmastovaikutuksella on N2O
• CO2 satoja vuosia, vesihöyry muutamia päiviä ilmakehässä; viipymisaika vaihtelee
• Vuoden 1750 edeltäviin esiteollisiin tasoihin nähden 149 % lisääntynyt CH4-pitoisuudet ja 31 % lisääntynyt CO2 ilmakehässä 

Voimistuva kasvihuoneilmiö

• 0,74-0,18 C 1900-luvulla nousi Maapallon keskiT
• 370 ppm 2000, 411 ppm CO2 tällä hetkellä ilmakehässä (ppm=parts per million)

2. Ilmastonmuutos

=ilmastossa muutos pitkällä aikavälill'

 Tekijät jotka vaikuttavat ilmastoon

• Reaktiona ulkoisiin tekijöihin tai sisäisten prosessien myötä maapallon ilmasto voi muuttua
• Epälineaarinen dynaaminen sää
• Ilmastoon vaikuttavat muutokset Maan ympäristössä
• esim. kasvavat jäätiköt
• Ilmasto muuttuu vuorten muuttuessa ja merivirtoihin vaikuttavat mannerlaattojen liikkeet 
• Aurinkokunnan sisäisen dynamiikan takia Maan rata heilahtelee säännöllisesti tuhansien vuosien aikajänteellä
• Äkillisesti ilmastoon vaikuttaa voimakkaat tulivuorenpurkaukset
• Tekijä, joka säätelee maapallon T:tä merkittävästi on kasvihuoneilmiö
• CO2-pitoisuuden muutoksia vaimentaa kalkkikiven rapautuminen
• Käsistä riistäytyi kasvihuoneiliö mm. permikauden joukkotuhossa

Vaikuttaako ihminen?

• Ihmisen omasta toiminnasta seuraa nyt käynnissä oleva ilmastonmuutos
• Useita vuosisatoja jatkuva usean celciusasteen nousu vuoteen 2100 mennessä
• Päästöjen kasvuvauhdin tehokas hillintä kehitysmaissa ja teollisuusmaissa, jos halutaan hillitä ilmastonmuutosta
• Troposfäärin O3-pitoisuuden,  N2O-, CH4- ja CO2-pitoisuuksien noususta ilmakehässä johtaa ilmaston lämpenemiseen
• Ilmastonmuutokseen, joka johtuu ihmisen toimista (antropogeeni) suurin yksittäinen syy on jatkuvasti lisääntynyt fossiilisten polttoaineiden käyttö, joka tuottaa kasvavia CO2-päästöjä
• N2O-päästöjä lisää keinolannoitteiden käyttö ja hajoavat nitraatit viljelysmaassa, josta muodostuu N2O, joka lämmittää ilmastoa
• Viljelymaista 60 %, vedestä 40 % ja E:stä n. 50 % käytetään rakentamiseen
• Fossiilisten polttoaineiden ja kivihiilikauden metsäjäännösten kaivaminen ja polttaminen on ollut jo pitkään ihmiskunnan pääenergianlähde
• N. 380 ppm nykyään CO2-pitoisuus ilmakehässä, mikä johtuu C:n polttamisesta 
• Yhteyttämiseen tarvitaan CO2->hyvin menestyvä kasvillisuus

Vuorovaikutukset

• Kynnyarvojen ylittymisen seurauksena hyppäyksiä ilmastossa, ei tasaisesti etenevä prosessi
• Muutosta vaimentaa tai vahvistaa monet mekanismit, kun ilmasto muuttuu esim. säteilyn tai muun ilmastopakotteen takia
• IPCC:n ilmastomalleissa ei ole huomioitu kaikkia takaisinkytkentöjä, jotka voimistavat lämpenemistä
• Merivesien lämmetessä ilmakehään vapautuu CH4, joka on sidottu kaasuhydraattien toimesta mannerjalusta-alueille sekä CH4- ja CO2-päästöt johtuvat ikiroudan sulamisesta; esimerkki positiivisista takaisinkytkennöistä
• CO2 ja CH4 lisääntyy ilmakehässä tulivuorenpurkauksien takia, jotka voivat lisääntyä merenpinann nousun takia, mikä johtuu lämpenemisestä
• Trooppisten kosteikkojen palamisriski lisäntyy, kun CH4-päästöt vähenevät kuivumisen takia
• Palautejärjestelmiä muodostuu myös ilmakehän ja merivirtojen keskinäisistä vuorovaikutuksista