Το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου : Ένα από τα επικινδυνότερα εργαλεία στα χέρια του ανθρώπου.

sunrise-1756274_1280

Ακούγοντας πραγματικά πολλά για το φαινόμενο του θερμοκηπίου δε θα ήταν παράλογο να ισχυριστούμε πως αποτελεί ένα απ’ τα δημοφιλέστερα φυσικά φαινόμενα των τελευταίων δεκαετιών.

Με το όνομά του, κιόλας, να το μαρτυρά. ‘Φαινόμενο’, κάτι που εμφανίζεται και ως εκ τούτου μπορεί να παρατηρηθεί.

Ουσιαστικά, όταν λέμε φαινόμενο, μιλάμε για έναν μηχανισμό που παρατηρήσαμε τόσο στη Γη, όσο και σε άλλους πλανήτες κι έπειτα χρησιμοποιήσαμε τις πληροφορίες αυτής της παρατήρησης και σε άλλους τομείς. Ο μηχανισμός αυτός λοιπόν, δεν είναι παρά κατά κάποιο τρόπο μια πλανητική ομοιοστατική μηχανή, που ρυθμίζει την θερμοκρασία πλανητών, «επιλέγοντας» συγκεκριμένα να εγκλωβίσει μέρος της ακτινοβολίας των πλανητών με ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα την θέρμανσή τους.  

Το φαινόμενο αυτό δεν δημιουργήθηκε από εμάς στη Γη, παρότι έχουμε καταφέρει να το επηρεάζουμε αρκετά, αλλά υπάρχει φύσιν σε όσους πλανήτες έχουν ατμόσφαιρα ακόμα και χιλιάδες έτη φωτός μακριά. 

Στο φαινόμενο αυτό, η ατμόσφαιρα των πλανητών φιλτράρει την εισερχόμενη ακτινοβολία, ανάλογα με τη σύσταση της. Μέρος αυτής προσπίπτει στο έδαφος, απορροφάται και ανακλάται. Παράλληλα το έδαφος εκπέμπει ακτινοβολία λόγω της θερμοκρασίας που βρίσκεται, μέρος της οποίας απορροφάται από το διοξείδιο του άνθρακα και τα άλλα αέρια θερμοκηπίου και επανεκπέμπεται προς τη Γη. Ως αποτέλεσμα η Γη θερμαίνεται.

Το εργαλείο αυτό είναι  εξαίσιο ως φυσικός, μη ρυπογόνος τρόπος θέρμανσης χώρου. 

Μας τον δίδαξε η φύση κι εμείς τον χρησιμοποιήσαμε από την καλλιέργεια ως στην αρχιτεκτονική, προκειμένου να ελέγχουμε την θερμοκρασία σε σπίτια (άλλοτε με μεγάλα συνεχόμενα υαλοστάσια και άλλοτε με μικρά παραθυράκια ανάλογα το κλίμα της χώρας και τις ανάγκες του ακινήτου) και θερμοκήπια (κρατώντας έτσι την Περσεφόνη κάθε εποχή του χρόνου στον κόσμο των ζωντανών).  

Για να καταλάβουμε την αξία του φαινομένου του θερμοκηπίου, είναι απαραίτητο να καταλάβουμε το ενεργειακό ισοζύγιο Γης – Ήλιου, δηλαδή τη «ζυγαριά» που δείχνει πόση ενέργεια διαφεύγει από τον πλανήτη και πόση αυτός απορροφά.

Στον πρώτο ζυγό έχουμε βάλει την ηλιακή ενέργεια που φτάνει στον πλανήτη μας και στον δεύτερο την γήινη ενέργεια που χάνεται στο άχρονο σύμπαν. Ο ζυγός της θέρμανσης του πλανήτη είναι σταθερός, δηλαδή η ενέργεια που δέχεται η Γη μακροπρόθεσμα θεωρείται σταθερή.

Ποιος καθορίζει όμως αν ο δεύτερος ζυγός θα ανέβει πιο ψηλά και η Γη θα ζεσταθεί ή αν θα διώξει περισσότερη θερμότητα και θα ψυχθεί; 

Πρόσπτωση ηλιακών ακτίνων στην Γη. Στις πράσινες περιοχές η γη έχει μεγαλύτερη καμπύλωση και μοιράζει την ακτινοβολία σε μεγαλύτερη επιφάνεια. Εικόνα από βίντεο του Simon Clark PhD.

Ο πλανήτης που μας φιλοξενεί είναι καμπύλος, έτσι, όπως βλέπουμε και στην Εικόνα 1, η ακτινοβολία στον Ισημερινό φτάνει κατακόρυφα (κόκκινο επίπεδο), ενώ στους πόλους υπό γωνία (πράσινο επίπεδο). Από αυτό φαίνεται πώς μοιράζεται το ίδιο ποσό ενέργειας σε διαφορετικά μεγέθη επιφανειών με  επακόλουθο τους πόλους να θερμαίνονται λιγότερο και τις περιοχές του Ισημερινού περισσότερο. Σκεφτείτε ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος, πού συναντάμε πάγους και πού ερήμους.

Η πρώτη που θα αποφασίσει για το πώς θα κινηθεί ο ζυγός που προαναφέραμε δεν είναι παρά η ατμόσφαιρα. 

Ας θυμηθούμε πρώτα τη δομή της. Ανάλογα με το πως μεταβάλλεται η θερμοκρασία όσο ανεβαίνουμε από το έδαφος, η ατμόσφαιρα χωρίζεται σε διάφορες ζώνες. Το χαμηλότερο επίπεδο είναι η Τροπόσφαιρα (0-15 km) όπου η θερμοκρασία «πέφτει», ακολουθεί η Τροπόπαυση (7-17km), όπου το θερμόμετρο μένει στάσιμο, και η Στρατόσφαιρα (17-50km) στην οποία όσο ανεβαίνουμε η θερμοκρασία «ανεβαίνει». Ας δεχτούμε αυτά, ως τα σημαντικότερα στρώματα της ατμόσφαιρας αφού περιλαμβάνουν το 99% της ύλης της.  

Τώρα, στην περιοχή της Στρατόσφαιρας στα 20 – 30km σχηματίζεται σε μεγάλο βαθμό το όζον (Ο3) , και το όνομα της περιοχής: Οζονόσφαιρα. Μετά τα 50km βρίσκονται η Μεσόσφαιρα και η Θερμόσφαιρα. Στα διάφορα αυτά επίπεδα, να συγκρατήσουμε πως η χημική σύσταση διαφέρει, με τα σημαντικότερα αέρια, τα «αέρια του θερμοκηπίου» να εμφανίζονται εκεί και να ορθώνονται κυρίως μέχρι τα 50km. 

Είδη ακτινοβολίας.

Οι υδρατμοί (H2O), το όζον (Ο3), το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), το μεθάνιο (CH4), οι χλωροφθοράνθρακες (CFC’s) αποφασίζουν πόση ενέργεια θα κατακρατήσουν. Τα αέρια αυτά είτε δεσμεύουν ακτινοβολία είτε την αφήνουν να τα διαπεράσει, δηλαδή είναι διαφανή σε αυτήν. H ηλιακή ακτινοβολία, δέσμια των υδρατμών, θερμαίνει την τροπόσφαιρα, ενώ το διοξείδιο του άνθρακα είναι διαφανές σε αυτό το είδος ακτινοβολίας. Όμως, στην μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία, όπως αυτή που εκπέμπει η Γη, είναι  αδιαφανές και την απορροφά. Η διαφορά στο μήκος κύματος του πλανήτη μας και του άστρου μας υπάρχει λόγω της διαφοράς στην θερμοκρασία τους, όπως φαίνεται και στην Εικόνα 2. 

Στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, εξαιρώντας την ανθρώπινη παρέμβαση, τα αέρια αυτά είναι τρόπων τινά στρατηγικά τοποθετημένα στα ατμοσφαιρικά επίπεδα. Το όζον, για παράδειγμα, βρίσκεται κυρίως στην στρατόσφαιρα όπου μας προστατεύει από  την UV ακτινοβολία του Ήλιου και συμβάλλει παράλληλα στην ψύξη των κατώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας και στην διατήρηση της ζωής στον πλανήτη. Το όζον, όμως, που βρίσκεται στην τροπόσφαιρα αυξάνει την κατακρατούμενη γήινη ακτινοβολία και οδηγεί στην θέρμανση της γήινης επιφάνειας. Εδώ μπορούμε να παραδεχτούμε πως οι δραστηριότητές μας έχουν αλλάξει τα πράματα… 

Το βασικότερο παρά ταύτα αέριο του θερμοκηπίου είναι το διοξείδιο του άνθρακα, κατέχοντας την ιδιότητα απορρόφησης ακτινοβολίας από την επιφάνεια της Γης και εκπομπής της στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας.

Κάθε νέα εκπομπή, ασθενέστερη της προηγούμενης, μια διαδικασία που επαναλαμβάνεται μέχρι ένα ύψος όπου η πυκνότητα της ατμόσφαιρας μικραίνει πολύ. Πόσο; Αρκετά ώστε να μην μπορεί να συγκρατήσει την ακτινοβολία που δέχεται και να της επιτρέπει να διαφύγει στο διάστημα. Αυτό για την Γη συμβαίνει στα μισά περίπου της Τροπόσφαιρας σε θερμοκρασία -21οC.

Συγκεκριμένα, όσο περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα περιέχει η Τροπόσφαιρα, τόσο πιο αδιαφανής γίνεται η ατμόσφαιρα σε μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία, τόσο περισσότερη θερμότητα αποθηκεύεται μέσα της και τόσο πιο ψηλά ανεβαίνει το όριο διαφυγής της ακτινοβολίας. 

Το δεύτερο φίλτρο είναι το έδαφος με την ικανότητά του να ανακλά μέρος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας στον πλανήτη και το υπόλοιπο να το απορροφά.

Το ποσό της ακτινοβολίας και στις δύο περιπτώσεις κρίνεται με βάση τη σύστασή του.

Πρακτικά, η ικανότητα του εδάφους να ανακλάσει ακτινοβολία μπορεί να μετρηθεί. Για παράδειγμα, ο πάγος στους πόλους και το χιόνι που καλύπτει σημαντικό μέρος του βορείου ημισφαιρίου έχουν πολύ μεγαλύτερη ανακλαστικότητα από το νερό της θάλασσας που απορροφά μεγάλο μέρος της ακτινοβολίας. Αυτό το φαινόμενο εξηγεί γιατί όταν πάμε σε χιονισμένη περιοχή με ηλιοφάνεια χρειάζεται να φοράμε γυαλιά ηλίου. Έτσι, το έδαφος και το νερό ορίζουν πόση και τί είδους ακτινοβολία θα κατευθύνουν προς την ατμόσφαιρα. Αυτό το μέρος του μηχανισμού, αν και απαραίτητο για το φαινόμενο του θερμοκηπίου, έχει μια ιδιαιτερότητα.

Όσο καταστρέφουμε περιοχές με πάγους, αυξάνουμε την ακτινοβολία που αιχμαλωτίζει η Γη και ενισχύουμε το φαινόμενου του θερμοκηπίου, χωρίς να μπορούμε να αναπλάσουμε τις ίδιες περιοχές.  

Μετά τη βιομηχανική επανάσταση, συνέβη κάτι ιστορικά μοναδικό.

Ο άνθρωπος προκάλεσε ακαριαία μεταβολή στο κλίμα, επιδεινώνοντας το φαινόμενο του θερμοκηπίου, θέτοντας σε κίνδυνο την φιλοξενία του στον πλανήτη. Ελλοχεύει ο κίνδυνος της μονιμοποίησης των συνεπειών του φαινομένου . Τα αποτελέσματα, ευρέως γνωστά, από το λιώσιμο των πάγων ως την εξαφάνιση ειδών από το ζωικό βασίλειο ή ως την εκδήλωση ακραίων καιρικών φαινομένων. Προκλήθηκε σημαντική ζημιά από τις εκπομπές CO2 στην τροπόσφαιρα. Είναι τόσο μεγάλη η αλλαγή που επέφερε ο άνθρωπος στη λειτουργία του φαινομένου που κατά πολλούς επιστήμονες ακόμα και με την πλήρη παύση των εκπομπών ρύπων, η κατάσταση είναι μη αναστρέψιμη. Ωστόσο, άλλες φωνές πιστεύουν στην πιθανότητα επαναφοράς των επιπέδων CO2 στα φυσιολογικά.

Γίνονται έρευνες για την άμεση μείωση του ήδη υπάρχοντος διοξειδίου του άνθρακα αλλά μέχρι τώρα καμία δεν έχει κριθεί βιώσιμη.  

 Οι καύσεις πετρελαίου και των παραγώγων του ήδη από το 1750, έχουν αυξήσει θεαματικά το CO2 στην ατμόσφαιρα, με την τιμή από τα 280ppm το 1750, στα 400ppm το 2015. Μια τέτοια αύξηση ίσως να θεωρείται μικρή γνωρίζοντας ότι τα 400ppm δεν είναι η μεγαλύτερη τιμή CO2 που είχε η ατμόσφαιρα, ωστόσο, το προβληματικό της κατάστασης έγκειται στο μικρό χρονικό διάστημα στο οποίο συντελείται η μεταβολή. Όπως ξέρουμε, μικρές αυξομειώσεις τιμών στα φυσικά επίπεδα είναι ικανές για ενεργοποίηση διεργασιών που δύνανται  δυσκολέψουν τη ζωή μας στο πλανήτη πολύ έντονα. Συγκεκριμένα εδώ, ενώ το H2O υπερισχύει σε ποσότητα στην ατμόσφαιρα, δεν θεωρείται επικίνδυνο γιατί δεν μεταβλήθηκαν τα επίπεδά του από την βιομηχανική επανάσταση. Με την θέρμανση, όμως, του πλανήτη λόγω του CO2  και κυρίως της θέρμανσης της ατμόσφαιρας, αυξάνεται η ικανότητα του αέρα να περιέχει υδρατμούς.

Συνεπώς, ενισχύεται η δυσοίωνη φάση που, συνδυαστικά με τις συνέπειες που επιφέρει το λιώσιμο των πάγων (μικρότερη συνολική ανακλαστικότητα), το φαινόμενο ενισχύεται και γίνεται όλο και λιγότερο αναστρέψιμο.  

Αν οραματιζόμαστε ένα καλύτερο μέλλον, λύσεις υπάρχουν και ξεκινούν από εμάς.

Μην ξεχνάμε τη ρήση, μην ξεχνάμε πως κάθε πρωί πρέπει να φωνάζουμε  «Ναι! Μονάχοι μας θα σώσουμε τον κόσμο!» Η ελπίδα έτσι και αλλιώς βρίσκεται στην καθημερινότητά μας. Παρ΄ότι οι μεγαλύτεροι ρύποι έρχονται από τη βιομηχανία, ως πολίτες μπορούμε να ενεργοποιηθούμε για την ελάττωση της έντασης του φαινομένου με απλά μέσα: μειώνοντας την  χρήση μηχανοκίνητων οχημάτων και εργαλείων που καταναλώνουν ορυκτά καύσιμα και παράγωγά τους (π.χ. πετρέλαιο, βενζίνη, κηροζίνη κ.λπ.), ελαττώνοντας την άσκοπη κατανάλωση ενέργειας, και πρωτοστατώντας σε τοπικό επίπεδο στη χρήση δημιουργίας υποδομών για ΑΠΕ (με την χρήση φωτοβολταϊκών ή ανεμογεννητριών σε οικιακή κλίμακα), Η ανακύκλωση και η επανάχρηση συσκευών και υλικών, ακόμα, μπορεί να αποτελέσει το λιθαράκι του καθενός. Επίσης,  και η ελάττωση της κατανάλωσης κρέατος και η ορθή εκτίμηση διατροφικών συνηθειών και ποσοτήτων, φυσικά, συμβάλλουν.

Να θυμάστε πως όλα τα παραπάνω δεν κάνουν μόνο καλό στο πλανήτη, αλλά και στην τσέπη, και στην υγεία, και στην αισθητική μας. 

Αντίστοιχα, είναι ώρα να είμαστε ενεργοί ως πολίτες και σε παγκόσμιο επίπεδο  και να πιέζουμε τους ηγέτες να υιοθετούν προτάσεις για μεγαλύτερη χρήση ΑΠΕ, αναδασώσεις και υποχρεωτικά μέτρα μείωσης ρύπων παντός τύπου στη βιομηχανία. Λαμπρό παράδειγμα συνιστούν οι Σκανδιναβικές χώρες.  

Οι απόψεις που κρίνουν αν η κατάσταση είναι αναστρέψιμη ή όχι, είναι πολλές, με τους αισιόδοξους μελετητές να δίνουν δύο χρόνια περιθώριο για να εφαρμοστούν δραστικές αλλαγές στην μικρο- και μάκρο- πολιτική προσέγγιση του ανθρώπου στον πλανήτη.

Νέες προσεγγίσεις  είναι απαραίτητες. 

Εξάλλου, καμία από τις προαναφερθείσες λύσεις  δεν θα επιφέρει άμεσα ορατά αποτελέσματα.

Ακούγοντας παράλληλα και τις πιο μελανές απόψεις περί μη αναστρέψιμων καταστάσεων οφείλουμε να προετοιμαστούμε για βίαιες αλλαγές στο κλίμα, και για τα αποτελέσματά τους, όπως ερημοποιήσεις μεγάλων εκτάσεων και πληθυσμιακές μετακινήσεις.

Πηγές :

  1. Shu F. R(2010). Αστροφυσική: Δομή και εξέλιξη του σύμπαντος. Τόμος 2: Γαλαξίες – Ηλιακό σύστημα. Ηράκλειο. Πανεπιστημιακές εκδόσεις Κρήτης. 
  2. Δανέζης Μ. & Θεωδοσίου Σ. (2012). Το σύμπαν που αγάπησα: εισαγωγή στην αστροφυσική. Αθήνα. Δίαυλος. 
  3. Βαρώτσος Κ. (2008). Ατμόσφαιρα: σύγχρονα περιβαλλοντικά προβλήματα. Αθήνα. Εκδόσεις συμμετρία.  
Ακολουθείστε μας και χαρίστε μας ένα like:
Close Menu