Fagstoff

Energibalansen i atmosfæren

Publisert: 13.05.2010, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Boiling the frog

Om det står i oppskriften at en suppe skal småkoke noen minutter, og at temperaturen da skal være konstant, innstiller vi kokeplaten på en passende effekt. Suppen mottar energi fra kokeplaten. For at temperaturen i suppen skal holde seg konstant, må den avgi like mye energi til omgivelsene. Da er det oppnådd såkalt termisk likevekt, og for suppen er det en balanse mellom mottatt energi fra kokeplaten og avgitt energi til omgivelsene.

Jordas strålingsbalanse. Illustrasjon.Jordas strålingsbalanse. Merk at energien som går inn i et nivå er lik energien som går ut av nivået, siden strålingsbudsjettet er i balanse.  

 

Flammetårn i Ta Phut. Foto.Flammetårn i Ta Phut, Rayong, Thailand.  

 

Hva har suppekoking med atmosfæren å gjøre?

Uten sammenligning for øvrig er prinsippet om energibalanse det samme for suppen som for hele jorda. Hadde vi ikke hatt noen atmosfære, måtte all energien som jorda mottok fra sola, i sin tur bli sendt videre og ut i verdensrommet. Da ville temperaturen på jorda ha vært konstant lik -19 °C, men det blir den ikke, fordi jorda har en atmosfære.

Med energibalanse mener vi at mottatt energi er lik avgitt energi.

Jorda mottar energi fra sola og blir varmet opp, deretter blir energien sendt videre til atmosfæren. Når atmosfæren mottar denne energien fra jorda, blir den også varmet opp. Atmosfæren sender så en del av energien videre ut til verdensrommet og den andre delen tilbake til jorda. Da vil temperaturen i atmosfæren bli konstant.

Energien som jorda mottar fra sola, er stort sett synlig lys, og det går praktisk talt uhindret gjennom atmosfæren. Energien som utveksles mellom jord og atmosfære, er stort sett varmestråling, og den blir absorbert av atmosfæren.

Utvekslingen av forskjellige energiformer mellom jorda, atmosfæren og verdensrommet er langt mer komplisert enn det enkle bilde vi har brukt. Blant annet kan transport av energi fra jordoverflaten også foregå ved fordampning av havvann og sirkulasjon av store luftmasser i atmosfæren. Men vår drivhusmodell har likevel en fordel fordi den på en enkel måte viser hovedprinsippet for energiutvekslingen mellom sola, jorda og atmosfæren.

Menneskelig aktivitet

Energiutvekslingen mellom jorda og atmosfæren er mer enn varmestråling til og fra et tenkt drivhustak. I resonnementet over har vi regnet med at atmosfæren absorberer all varmestråling fra jorda før atmosfæren sender den videre. Beregninger viser at det ikke er tilfelle.

Linjediagram. Illustrasjon.Et menneskelig bidrag på 5 % av CO2 til atmosfæren vil i likhet med et bankinnskudd hope seg opp over tid. En balanse mellom mottatt og avgitt energi, både for jorda og for atmosfæren, svarer til at bare 79 % av varmestrålingen fra jorda blir absorbert av atmosfæren. Det er denne brøkdelen som fordeles mellom verdensrommet og jorda som varmestråling, og som gir oss en gjennomsnittstemperatur på 15 °C. Men denne balansen kan forskyves.

Jo større innholdet av drivhusgasser i atmosfæren blir, desto mer vil atmosfæren absorbere av varmestrålingen fra jorda, og desto høyere vil gjennomsnittstemperaturen på jorda bli.

Menneskelig aktivitet har siden den industrielle revolusjonen ført til en økning av drivhusgasser i atmosfæren. Det betyr at atmosfæren absorberer stadig mer av varmestrålingen fra jorda, og da får den tilsvarende mer varmestråling å sende tilbake til jorda. Dette har ført til at gjennomsnittstemperaturen på jorda har økt med ca. 0,6 °C i løpet av de siste 150 årene. Hvis ikke utslippene av klimagasser reduseres, kan temperaturen øke adskillig mer.

 

 

Relatert innhold