Sklenikový efekt

Zem je obklopená atmosférou, ktorá udržiava na nej teplo. Tento proces sa nazýva skleníkový efekt a je úplne prirodzený. To, že Zem má atmosféru obsahujúcu pre život takú dôležitú zložku, možno pripísať dvom okolnostiam: vzniku oceánov, teda vode, rozkladom ktorej zrejme prvotný kyslík vznikol, a rastlinám, ktoré kyslík produkujú. Vzťah medzi vegetáciou a atmosférou je daný biochemickými procesmi v zelených rastlinách, keď sa niektoré zložky z ovzdušia odoberajú a iné doň prichádzajú. Veľmi intenzívny zásah do tejto po tisícročia trvajúcej rovnováhy znamenal prudký rozvoj priemyselnej výroby na celom svete, začatý po prvej svetovej vojne. Výsledkom tohto, v histórii ľudstva ojedinelého vývoja, je stav, keď sa do atmosféry každoročne dostáva asi 10 miliárd ton oxidu uhličitého ako produkt spaľovania palív. Ďalšie 2 miliardy ton sa dostávajú do atmosféry pre klčovanie lesov a orbu, ktoré urýchľujú oxidáciu humusu. Obsah oxidu uhličitého v ovzduší rastie aj vďaka znižovaniu rozlohy lesov ako jeho hlavných spotrebiteľov.

Nepomer medzi obsahom kyslíka a oxidu uhličitého v atmosfére sa zväčšuje práve vyrubovaním lesov ako najvýznamnejších producentov kyslíka na súši. Znečisťovanie povrchu morí ropou a ropnými látkami ničí zasa najvýznamnejší zdroj kyslíka na Zemi – morský rastlinný planktón. Za polstoročie (1920-1970) sa zvýšilo množstvo oxidu uhličitého v atmosfére o 10-20%. Včom spočíva nebezpečenstvo pre tepelnú bilanciu Zeme, vyplývajúce zo vzrastu obsahu oxidu uhličitého v atmosfére? Oxid uhličitý spolu s vodnou parou patrí k látkam, ktoré prepúšťajú jednotlivé zložky slnečného žiarenia, ale neprepúšťa (absorbuje) dlhovlnnú infračervenú zložku žiarenia, ktoré emituje zemský povrch. Podobný jav sa využíva v skleníkoch, tam je pôvod označenia ,,skleníkový efekt“. Možno ho definovať ako zvýšenie teploty zemského povrchu vplyvom selektívnej absorpcie slnečných lúčov atmosférou. Vodná para, čiastočky prachu a pod. absorbujú slnečnú energiu v závislosti od vlnovej dĺžky. Krátkovlnná časť slnečného spektra je absorbovaná len v malom množstve, napriek tomu červené lúče viditeľnej časti spektra, a najmä neviditeľné dlhovlnné infračervené žiarenie (tzv. tepelné žiarenie), je absorbované významne.

Krátkovlnná zložka slnečného žiarenia ohrieva zemský povrch, ktorý vysiela tepelné žiarenie späť do spodných vrstiev atmosféry. Atmosféra, obsahujúca vodné pary, najmä clona oblakov, oxid uhličitý a ďalšie zložky, toto tepelné žiarenie neprepustia do kozmického priestoru, ale podstatná časť sa vracia späť na povrch Zeme. Uplatnením sklenikového efektu nastanú zmeny predovšetkým v teplote ovzdušia. Predpokladá sa, že stredná globálna teplota bude v roku 2030 vyššia asi o 1,2°C. V polárnych oblastiach môže byť toto zvýšenie niekoľkonásobne vyššie. Tieto zmeny v termodynamickom stave atmosféry sa prejavia predovšetkým zmenami zrážkového režimu a o vplyvnia existenciu ľadovcov na našej planéte. Ľadovce predstavujú obrovský prirodzený regulátor, vyrovnávajúci tepelné extrémy jednotlivých kontinentov prirodzenou výmenou tepla a chladu. Veď v ľadovcoch je viazaných približne 75% svetových zásob nemineralizovanej (sladkej) vody. Atmosferické prúdenie by dostalo celkom iný charakter, ktorý by mal nepriaznivé následky na všetku ľudskú činnosť v dôsledku zmien podnebia a počasia. Roztopili by sa ľadovce v oblastiach okolo pólov, v Severnom ľadovom oceáne, pevninské ľadovce v Grónsku, Antarktíde a inde. Ľadovce sú v mnohých ohľadoch pre budúcnosť našej planéty rovnako dôležité ako moria alebo atmosféra.

Ak by sa podnebie Zeme podstatne ochladilo, ako sa to v minulosti neraz stávalo, rozšírili by sa ľadové plochy Antarktídy a Grónska, čo by malo za následok pokles morskej hladiny s katastrofálnymi dôsledkami pre ľudstvo. Otepľovanie Zeme sa najzreteľnejšie prejavuje v polárnych oblastiach, ktoré sú veľmi citlivé aj na nepatrné zmeny podnebia. V Antarktíde sa tieto zmeny prejavujú rozpúšťaním ľadovcov. Predpokladá sa, že hladina svetového oceána stúpa o 7-8 cm za sto rokov. Toto ohrievanie je spôsobené zvyšovaním množstva určitých plynov vo vzduchu. Nazývame ich skleníkové plyny. Väčšina skleníkových plynov sa vyskytuje prirodzene. Dnes je ich však vo vzduchu príliš veľa. Oxid uhličitý vzniká spaľovaním paliva a vyskytuje sa aj v priemyselnom odpade. Rastliny ho pohlcujú, ale keďže sa mnohé stromy vyrubujú, spotrebuje sa z neho len malé množstvo. Metán sa vytvára v niektorých odvetviach poľnohospodárstva, najmä pri chove dobytka, pestovaní ryže a z hnijúceho odpadu. Freóny však nie sú prirodzené plyny, sú produktom priemyselnej výroby.