Kasvuhooneefekt

Maad ümbritseb gaasidest koosnev atmosfäär. Atmosfääri tõttu on Maa justkui teki all, mis hoiab Maal temperatuure suhteliselt ühtlasena – kaitseb üle­kuume­ne­mise ja ala­jahtu­mise eest.

Kuul atmosfäär puudub. Päeval jõuab Päikese valgus- ja soojus­kiirgus takistamatult Kuu pinnani ja selle temperatuur tõuseb kõrgeks. Öösel ei takista miski Kuu pinna jahtumist ja tempera­tuur langeb madalale.

Atmosfäär takistab Maa jahtumist. Seetõttu on Maa pinna temperatuur kõrgem, kui see oleks atmosfääri puudumisel. Maa keskmine pinna­temperatuur on 15 °C. Kui Maal atmosfäär puuduks, oleks Maa keskmine pinna­temperatuur teadlaste arvutuste järgi –18 °C.

Mõnevõrra sarnane on olukord kasvu­hoones. Ka kasvu­hoonesse jääb soojus lõksu ning temperatuur kasvu­hoones tõuseb kõrgemaks kui väljaspool. Selle sarnasuse tõttu hakati atmosfääri soojendavat mõju Maale nimetama kasvu­hoone­efektiks.

Maa soojusallikaks on päikesekiirgus. Suur osa päikese­kiirgusest jõuab läbi atmosfääri maapinnani ja neeldub selles. Kiirguse neeldumise tõttu maapind soojeneb.

Maapind jahtub, kiirates väiksema energiaga osa infra­puna­kiirgusest. See aga ei haju takistamatult maailma­ruumi, sest teatud gaasid õhu koostises neelavad infra­puna­kiirgust. Kuna suur osa maapinna soojus­kiirgusest neeldub nendes gaasides, siis õhk soojeneb.

Õhk kiirgab selles neeldunud soojust igas suunas. Osa kiirgusest hajub maailma­ruumi, osa jõuab tagasi maa­pinnale, soojendades omakorda maapinda.

Gaase, mis neelavad soojuskiirgust, nimetatakse kasvu­hoone­gaasideks. Maa temperatuure mõjutavad kasvu­hoone­gaasidest enim veeaur (H₂O) ja süsi­happe­gaas (CO₂). Õhu peamised koostisosad lämmastik (N₂) ja hapnik (O₂) ei neela soojus­kiirgust ega ole kasvu­hoone­gaasid.

Süsihappegaas jõuab atmosfääri fossiilsete kütuste põletamise, aga ka suurte metsa­alade maha­raiumise tõttu. Inim­tegevuse mõjul on viimastel sajanditel atmosfääri jõudnud rohkem süsi­happe­gaasi, kui Maa taimestik ja ookeanid suudavad siduda. Seetõttu on CO₂ osakaal atmosfääris pidevalt suurenenud. Eriti kiire on kasv olnud viimastel aasta­kümnetel.

Kuna CO₂ on kasvuhoonegaas, muutub selle lisandumisega atmosfääri kasvu­hoone­efekt suuremaks. See toob kaasa Maa temperatuuri tõusu. Viimase saja aasta jooksul on CO₂ sisaldus atmosfääris tõusnud 0,03%-lt 0,04%-ni ning Maa keskmine temperatuur 0,75 °C võrra.

Maa temperatuuri tõusul on mitme­suguseid taga­järgi. Polaar­alade jääliustike sulamisega kaasneb merevee taseme tõus. Ookeanide soojenemine ja õhu­niiskuse suurenemine põhjustab tormide sagenemist. Taimede ja loomade elu­tingimused muutuvad, osad liigid surevad välja ning ökosüsteemide mitme­kesisus väheneb.

1. Uuri kasvuhooneefekti arvutimudeli abil. Tekita 100 päikesekiirt (soojenemine päeval) ja jälgi, kuidas muutub maapinnas oleva soojus­energia hulk kindla aja, nt poole minuti jooksul (maapinna jahtumine öösel).
   ​Muuda kasvu­hoone­gaaside sisaldust atmosfääris.
   ​Mida saad järeldada?
2. Selgita kasvuhooneefekti joonise ja arvuti­mudeli abil, kuidas toimib kasvu­hoone­efekt.
3. Päikesele lähima planeedi, Merkuuri keskmine pinna­temperatuur on –70 °C, Veenusel aga 460 °C. Miks on nende planeetide temperatuurid nii erinevad? Millest koosneb peamiselt Veenuse atmosfäär? Kasuta internetti.

Praktiline töö: kasvuhooneefekti mudel.