Hvað og hver eru þessi margumtöluðu gróðurhúsaáhrif ?
Líkja má gufuhvolfinu við sæng sem jörðin breiðir yfir sig til að varðveita varma. þegar styrkur
koldíoxíðs og annarra gróðurhúsaloftegunda eykst verður lofthjúpurinn þéttari. Orkurík geislun frá
sólinni sleppur gegnum gufuhvolfið og hitar upp yfirborðið. Yfirborð jarðar, jarðvegur og jurtir,
endurkasta þessari geislun að hluta, en meirihlutinn breytist í varma. Ský og gróðurhúsagastegundirnar
hindra varmann í að sleppa út úr gufuhvolfinu. þessar gastegundir eru gegnsæjar fyrir sýnilegt ljós en eru
hinsvegar ógegnsæjar fyrir varmageislun. þannig er sólarorkan lokuð innan gufuhvolfsins og hitinn
hækkar, alveg eins og í gróðurhúsi. Án gróðurhúsaáhrifanna væri meðalhitinn við yfirborð jarðar -20° í
stað 15°. Hæfilega mikil gróðurhúsaáhrif eru þannig nauðsynleg fyrir lífríkið. Nágrannar vorir í geimnum,
Venus og Mars eru ekki jafn heppin. Á Venus er gífurleg eldvirkni og lofthjúpurinn að sama skapi afar
þykkur. þar eru gróðurhúsaáhrif mikil, hitastigið 470°C við yfirborð, nógu heitt til að bræða blý. þegar
rignir, rignir eldi og brennisteni því regnið er nærri hrein brennisteinssýra sem allt tærir. Skyldu
gróðurhúsaáhrifin á jörðinni einhvern tíma verða lík því sem ríkir í hinu ógnvænlega umhverfi Venusar?
Aðeins tilhugsunin um slíkt ætti að vera hverjum manni næg viðvörun um að bæta framkomu sína
gagnvart andrúmsloftinu. Á Mars er ástandið þveröfugt, þar er lofthjúpurinn að hverfa enda hefur þar
ekki verið nein eldvirkni í um 600 milljón ár og gróðurhúsaáhrif því lítil sem engin, á daginn er því hlýtt
en á nóttunni fimbulkuldi. Gróðurhúsaáhrif eru því ekki aðeins af hinu illa heldur halda hinar náttúrulegu
gróðuhúsagastegundir jörðinni nógu heitri til þess að hún sé byggileg.
Hverjar eru gróðurhúsagastegundirnar?
Þær lofttegundir sem valda meirihluta gróðurhúsaáhrifa eru vatnsgufa og koldíoxíð eða koltvísýringur.
Styrkur koldíoxíðs vex jafnt og þétt vegna notkunar á kolefnisríku eldsneyti. Í náttúrunni verður
koldíoxíð til við öndun lífvera, rotnun, loftháða gerjun og bruna lífrænna efna. Við eyðingu skóglendis,
eins og regnskóganna á Amasónsvæðinu, losnar gífurlega mikið af koldíoxíði útí andrúmsloftið og er
áætlað að það magn nemi um 20-65% af því magni sem losnar við bruna eldsneytis.
Metan er einföld lífræn gastegund sem losnar einkum vegna loftfirrðrar gerjunar ýmissa örvera, t.d. á
hrísgrjónaökrum, í iðrum jórturdýra og frá sorphaugum. Með hlýnandi loftslagi er hætt við því að mikið
af því magni metans sem bundið er í mýrum og fenjum, losni úr læðingi og auki þannig á
gróðurhúsaáhrifin til muna. Mýraljós eru fyrirbæri sem myndast þegar metan streymir upp úr mýrlendi
og brennur í skærum loga. þar er skýringin á sérkennilegum ljósagangi, villuljósum og óteljandi
draugasögum en einstaka sinnum sjást mýraljós í kirkjugörðum.
Við bruna lífræns eldsneytis, t.d. bensíns, losna ýmsar skaðlegar lofttegundir út í loftið. Niturmónoxíð,
sem er litlaus gastegund, hvarfast við súrefni andrúmsloftsins og verður þá að gulbrúnu niturdíoxíði sem
er einkennandi fyrir þann reyk sem liggur í loftinu yfir Reykjavík á góðviðrisdögum og þá
mengunarmóðu sem umlykur borgir eins og Los Angeles. það er að verða nokkuð ljóst að höfuðborg in
ber nafn með rentu því að reykjarmökkurinn, sem er algengur gestur á góðviðrisdögum virðist vera
kominn til að vera.
Nituroxíð valda einnig súru regni og ósoneyðingu. Brennisteinsdíoxíð í útblæstri bíla hvarfast við
vatnsgufu og myndar brennisteinssýru er gerir rigningu súra, veldur tæringu efna o.fl.
Verk mannsins
Eftir Iðnbyltinguna jókst brennsla lífræns eldsneytis kol og olíu. Stóraukinn landbúnaður og iðnaður
hafa einnig mikil áhrif. Með því að auka magn 
gróðurhúsalofttegunda og annarrra nýrra efna hefur
mannkynið hækkað lofthita á Jörðinni.
Aðrar athafnir manna hafa einnig áhrif á loftslag.
Allar breytingar á yfirborði hafa áhrif á endurkast
landsins, t.d. gróðureyðing, sífellt stærri eyðimerkur
og eyðing skóglendis. Manngerðar agnir í loftinu, úr
brennisteini frá brennslu lífræns eldsneytis, mynda
móðu sem mótvirkar gróðurhúsaáhrif og getur valdið
lækkun hitastigs. Ekki ósvipað og í
Móðuharðindunum, nema þá var sökudólgurinn
eldgos sem spúði milljónum tonna af
brennisteinssamböndum útí andrúmsloftið. Eldgos
hafa enn þessi áhrif til hitastigslækkunar þegar efni úr
þeim berast upp í heiðhvolfið en vegna stöðugrar
aukningar á gróðurhúsagasi eru þessi áhrif hverfandi
miðað við það sem áður var.
Í framtíðinni þarf hitun lofthjúpsins ekki endilega að
leiða til einnar langrar hitabylgju. Tölvulíkön áætla að
merkjanleg aukning verði á öfgum í veðurfari, þ.á.m.
hörðum kuldaskeiðum hitabylgjum, flóðum og
fannfergi þar er snjór þekkist vart. Slíkar eru
afleiðingar af auknu magni gróðurhúsalofttegunda í
andrúmsloftinu.
Um og upp úr 1920 fór veðurfar greinilega hlýnandi á norðurslóðum og rétt fyrir Seinni
heimsstyrjöldina bentu vísindamenn á að samfara hlýnuninni virtist styrkur koldíoxíðs í andrúmsloftinu
fara vaxandi. En skömmu síðar hætti hitinn að hækka og næstu 30 árin hlýnaði lítillega og veðurfar
kólnaði jafnvel þ.á.m. hérlendis. Fyrsta áratuginn eftir stríð var sú skoðun ofan á að lífverur í hafinu
myndu auðveldlega nýta alla losun mannsins á koldíoxíði enda væri margfalt meira koldíoxíð í hafinu en í
andrúmsloftinu. Í hafinu eru það aðallega kóraldýr, götungar og smásæir einfrumungar er nota
koldíoxíðið. Þau nota það til að framleiða kalk. Kalkið nota lífverurnar síðan í skeljar, sér til varnar,
sem síðan verða hvítir krítarklettar og kóralrif. Árið 1957 var hinsvegar sýnt fram á það, á sannfærandi
hátt, að hafið væri þrátt fyrir allt tregt til að taka við viðbótum - lífverurnar gætu einfaldlega ekki nýtt allt
framboðið.
Samkvæmt niðurstöðum breskra vísindamanna eru árin 1990 til 1995 hlýjasta fimm ára tímabilið sem
mælst hefur, hlýrra en tímabilin á síðasta áratug, en hann var aftur hlýjasti áratugursem mælst hefur.
Setur tímabilið 1995 - 2000 enn nýtt hitamet?
Eru loftslagsbreytingar hafnar og hvaða áhrif munu þær hafa?
Orsakir breytinga á veðurfari geta verið margar. Tilfærsla meginlanda, oft kallað landrek, hefur áhrif
því þá breytast hafstraumar sem eru aðaldreifingaraðilinn á varma frá miðbaug til heimsskautanna.
Almennt má segja að þessir þættir geti vart skýrt annað en breytingar sem taka milljónir ára, samanber
að gliðnun á Íslandi er að meðaltali 2 cm á ári, þ.e. færsla suðvesturhluta landsins frá
norðausturhlutanum.
Ýmsar getgátur hafa verið settar fram um
orsakir breytinga er taka styttri tíma:
Mismunur í sólargeislun á norðlægum
breiddargráðum af völdum reglubundinna
breytinga á afstöðu sólar og jarðar, geti skýrt
tíðni stærstu hitasveiflna innan hvers
jökulskeiðs og e.t.v. einnig tíðni jökulskeiða.
Einnig hafa breytingar á segulsviði sólar
umtalsverð áhrif á veðurfar. þannig virðist vera
samband milli hitafars á Jörðinni og þess að
ekki sjáist sólblettir á yfirborði sólarinnar. Þá
sjást engin norðurljós og veður verður
óvenjukalt. Þetta á við um seinni hluta 17.
aldar sem var mjög kaldur, en þá sáust engir
sólblettir.
Breytingar á útgeislun sólar hafa einnig verið
nefndar í þessu sambandi.
Talið er að rykmengun utan úr geimnum sé
mjög mismikil og að hún geti stundum orðið
svo veruleg að það hafi áhrif á hitafar á jörðinni. Fyrstur til að koma með þessa kenningu var Benjamín
Franklín, en hann taldi hugsanlegt að orsakir Móðuharðindanna mætti rekja til ryks frá halastjörnu sem
hefti inngeislun sólar þó það væri líklegra að eldgos uppi á Íslandi ætti sök á harðindunum.
Þessar skýringarnar hér að framan eiga það sammerkt að orsaka veðurfarssveiflna er leitað í
einhverjum ytri eða innri breytingum sem hafa bein áhrif á stöðu meginlanda eða orkubúskap jarðar. Á
seinni árum hefur athygli vísindamanna hins vegar verið vakin á breytingum sem ekki eiga sér slíkar ytri
skýringar. Lofthjúpurinn og hafið virðast búa yfir eðlislægum innri breytileika. sem lýsir sér ekki aðeins
sem mismunur á veðurfari frá ári til árs heldur einnig sem breytingar milli áratuga og alda.
Erfitt er að skýra veðurfarssveiflur milli áratuga og alda með innri breytileika andrúmsloftsins eingöngu.
Hringrás hafsins tekur hins vegar árhundruð og er talið að breytingar á henni geti skýrt tilviljanakenndar
veðurfarssveiflur sem annars er erfitt að skýra.
Frá því á árinu 1976 hafa veður í Bandaríkjunum verið öfgakenndari en áður. Meiri kuldar, hitar,
rigningar og þurrkar hafa verið þar en árin 65 þar á undan. Hitastigsmælingar um allan heim hafa sýnt að
hvert sumarið hefur verið heitara en sumarið áður - ný met hafa verið slegin. Þannig var árið 1991
heitara en 1990. Árin 1992 og 1993 voru hinsvegar örlítið kaldari vegna tímabundinnar kólnunar vegna
eldgossins í Pinatubo á Filippseyjum. Sumarið 1994 var það heitasta frá því mælingar hófust og nú er
sýnt að árið 1995 ætlar að slá öll met.
13. júlí 1995 náði hitastigið í Chicago að verða 41°C - heitara en nokkurn tíma hefur mælst þar.
Loftrakinn var gifurlegur og virtist hitastig loftsins því vera 47°C. Gamalt fólk, ungabörn og sjúklingar
þoldu verst kæfandi hitann, fengu hitaslag, þegar líkamar þeirra ofhitnuðu og dóu. Líkhús borgarinnar
voru ekki búin undir svo mörg dauðsföll. Vegna reglugerða um krufningar varð að grípa til þess að
geyma þá látnu í kælibílum þar til að krufning fór fram. Í lok átta daga hitabylgju höfðu 566 dáið af
hennar völdum í Chicago einni. Fleiri áttu eftir að láta lífið er hitabylgjan færðist yfir Bandaríkin.
Þrálátar og mjög krappar lægðir hafa gengið yfir Ísland undanfarin ár með lágum loftþrýstingi og mikilli
úrkomu en sumarið 1995 var úrkomusamt og veturinn á undan féllu óvenju mörg snjóflóð.
Nýjar niðurstöður sýna áhrif mannaverka á loftslag svo ekki verður um villst - líkt og fingraför á
vettvangi glæps. Afleiðingar loftslagsbreytinga er erfitt að meta. Vaxtarskilyrði plantna breytist. Svæði
sem í dag eru frjósöm og gefa af sér mikla uppskeru gætu breyst í eyðimerkur eða fenjasvæði ef
úrkomaminnkar eða eykst úr hófi. Rakara loftslag takmarkar líka sólskin og þannig gæti gróður sem í
dag einkennir ákveðin kjörlendi hætt að þrífast á sömu svæðum. Skógar myndu eyðast og eyðimerkur
stækka. Óveðursdögum myndi fjölga því sveiflur í veðurfari aukast. Úthöfin yrðu heitari, heimsskautaís
og jöklar myndu bráðna og sjávarborð þar af leiðandi hækka. Með hækkandi sjávarstöðu eykst hætta
á flóðum. Flest þéttbýlustu svæði heims og stærstu borgir standa rétt ofan við núverandi sjávarmál.
Helmingur jarðarbúa býr á stöðum sem standa minna en 5 metra yfir fjörumörkum. þessi svæði myndu
öll færast á kaf.
Í febrúar losnaði Larsen-íshellan á Suðurskautslandinu, fimmta ísbreiðan er hefur brotnað þar upp á
síðustu 50 árum.
Ljóstillífun plantna og
öndun eru háð
loftlagsþáttum. Til lengri
tíma eru loftslag og
koldíoxíð meðal þeirra
þátta sem stjórna
byggingu vistkerfisins t.d.
gerðum og eiginleikum
lífvera. Samfélög
lífheimsins bregðast við
staðbundnum breytingum
á hitastigi, úrkomu, raka
jarðvegs en einnig
atburðum sem verða á
heimsvísu svo sem
ísöldum.
Flestar landplöntur nota
ljóstillífun til að framleiða
sykur til næringar. þær
munu bregðast jákvætt
við auknu koldíoxíðmagni í andrúmsloftinu en viðbrögðin eru breytileg milli tegunda. Dregið getur úr
áhrifum með tímanum ef aðrir vistfræðilegir þættir setja þeim takmörk s.s. magni næringarefna. Áhersla
skal lögð á að kolefnismagn í lífhvolfi jarðar getur aðeins aukist ef vistkerfi skóganna geta bundið meira
kolefni. Hvort slíkt er mögulegt er enn sem komið er ekki ljóst.
Þar sem lífverur bregðast misjafnlega við loftslagsbreytingum mun sumum fjölga en öðrum fækka.
Samsetning vistkerfa mun þar með breytast.
Sem dæmi má nefna að á einni öld, í lok seinustu ísaldar, hækkaði hitastig um allt að 5° á Norður-
Atlantshafssvæðinu. Hitastigsbreytingin hafði þá misjöfn áhrif á vistkerfi sbr. að venjulegur sífreri brást
jákvætt við en mörg þróaðri viskerfi urðu óstöðug.
Það virðist sem loftslag á Jörðinni hafi oft breyst mjög hratt og að margsinnis hafi verið stokkað upp í
líffélögum, sívinsælt dæmi er útdauði risaeðlanna og vangaveltur tengdar honum. Rannsóknir á
ískjörnum hafa gert það mögulegt að álykta um efnasamsetningu andrúmsloftsins á ísöld og hefur
ýmislegt óvænt komið í ljós. Má þar nefna að rykmengun í gufuhvolfinu reynist hafa verið mjög mikil á
jökulskeiðum og meira ryk því borist upp í loftið en áður var talið. Dæmi um þessar breytingar er að
finna í árhringjum gamalla trjáa og í jöklum t.d. Grænlandsjökli.
Hækkun sjávarhita gæti haft áhrif á hafstrauma. Þannig gæti Golfstraumurinn breytt um stefnu og það
leitt til þess að loftslag yrði kaldara á Íslandi. Á sama tíma, myndu skyndilegar breytingar á
úrkomumynstri hafa áhrif á landbúnað og vatnsforða.
Sums staðar í svissnesku Ölpunum hefur snjólínan hækkað um 100m á 15 árum.
Í dag getum við hvorki áætlað nákvæmlega þær breytingar á umhverfi sem verða ef hitastig lofthjúpsins
hækkar, né hin flóknu áhrif semýmis konar umhverfisbreytingar munu hafa á líf á jörðinni. Nákvæmari
rannsóknir á umhverfi og lífi nyliðins tíma ættu að auka gildi þeirra ályktana sem dregnar eru.
Út frá veðurfarslíkönum er ýmist talið að hlýnun á Norður-Atlantshafi verði svipuð og að meðaltali yfir
jörðina þ.e. 0,3° á áratug, helmingi meiri eða helmingi minni, svo mikil er óvissan í reikningum.
Rannsóknir á gróðurhúsaáhrifum hafa aukist mikið á seinni árum eftir að í ljós kom að vaxandi
gróðurhúsaáhrif í andrúmslofti jarðar kynnu að valda meiri breytingum á veðurfari en orðið hafa í
árþúsundir og að mikil röskun á lífríki og mannlegu samfélagi gæti fylgt í kjölfarið. Ber þar fyrst að nefna
að Alþjóða veðurfræðistofnunin (WMO) og Umhverfisstofnun Sameinuðu þjóðanna (UNEP) stofnuðu
árið 1988 starfshóp eða ráð vísindamanna sem vera á stjórnvöldum til ráðuneytis um
veðurfarsbreytingar.
Heimurinn hefur síðustu tvær milljónir ára, gengið í gegnum raðir ísalda með hlýskeiðum á milli. Flestir
vísindamenn eru sammála um að á síðustu 450.000 árum hafi verið fimm hlýskeið. Seinasta hlýskeiðið,
það sem nútíma menning varð til á og við lifum á, er þegar orðið 10 000 ára. Það er ljóst að loftslag
hefur breyst hægt síðustu áratugi, árhundruð og árþúsundir, og mun halda því áfram. Spurningin er því
hvaða áhrif þessar breytingar hafa haft, hafa og munu hafa á samfélag manna.
Mikil óvissa ríkir um niðurstöður rannsókna á gróðurhúsaáhrifum, sérstaklega í sambandi við spár um
hlýnun á tilteknum stöðum eða svæðum á jörðinni. þessi óvissa gerir það að verkum að vísindamenn eru
iðulega ekki sammála um það hvernig beri að túlka niðurstöður líkanareikninga og veðurathugana.
Náttúrulegar breytingar á veðurfari valda því hve erfitt er að benda á óyggjandi merki þess að loftslag
hafi hlýnað. það er því ekki fyrr en hlynunin er orðin mun meiri en þær óreglulegu hitabreytingar, er
mælst hafa, sem hægt er að fullyrða nokkuð um það. Saman valda þessi atriði því hvað fréttir af
afleiðingum vaxandi gróðurhúsaáhrifa eru oft ruglingslegar.
Það er óumdeilt að gróðurhúsaáhrif hafa afgerandi áhrif á orkubúskap lofthjúpsins og að án
gróðurhúsalofttegunda í andrúmsloftinu væri mikill hluti jarðar óbyggilegur. Styrkur helstu
gróðurhúsalofttegunda fer vaxandi og mun halda áfram að vaxa á næstu áratugum. Flestir vísindamenn
eru sammála um að þetta muni leiða til hlýnunar að meðaltali yfir jörðina en deilt er um hversu mikil og
hröð hún verður. Óvissa ríkir um dreifingu hlýnunarinnar en ljóst þykir að hún verður misjöfn eftir
svæðum.
Hlýnun á Íslandi er mikilli óvissu undirorpin vegna vandkvæða á því að reikna breytingar á
hafstraumum sem verða kunna samfara hlýnun.
Að svo stöddu er ekki hægt að skera út um það hvort hlýnunar af völdum vaxandi gróðurhúsaáhrifa sé
þegar farið að gæta í veðurfari á jörðinni eða á Íslandi. Vegna mikils náttúrulegs breytileika í veðurfari
er ólíklegt að úr þessu fáist skorið fyrr en eftir 10-20 ár. þangað til megum við búast við að erfitt verði
að draga ótvíræðar ályktanir af mælingum og að skiptar skoðanir vísindamanna og misvísandi fréttir um
þetta efni verði áberandi í fjölmiðlum eins og verið hefur undanfarin ár.
Hinn sífjölgandi bifreiða, skipa- og flugvélafloti mannsins þarf meiri og meiri orku til að hægt sé að
knyja hann áfram og eins og stendur eru langstærstu orkugjafarnir bensín, gasolía og svartolía. Þó að
með hertum reglugerðum um mengunarvarnir, t.d. um útblástursloft bíla til að um að draga úr magni
mengandi lofttegunda, er ekki víst að það leysi vandann. Helsta ástæðan er hin sívaxandi almenna
bílaeign og hið mikla fólksfjölgunarvandamál.