اثر گلخانه ای

اثر گلخانه ای فرایندی است از تأثیرات مستقیم گازهای گلخانه ای بر روی تابش خورشید در جو و بالا بردن دمای سطح زمین. در این فرایند گرمای سطح زمین به دمایی بالاتر از دمای طبیعی جو می رسد و از این رو این امر موجب تغییرات آب وهوا بر روی کره زمین می گردد. با تابش نور خورشید به کلروفیل که گیاهان دارای آن هستند، اشعه فروسرخ و فرابنفش تشکیل می شود که با ترکیب آن با مخصوصاً با اکسیژن، آن را از بین برده و دی اکسید تشکیل می شود. [ ۱] [ ۲] میان افزایش میزان گازهای گلخانه ای موجود در جو با گرم شدن کرهٔ زمین ارتباط مستقیمی وجود دارد.
زمین مقداری از انرژی خورشید را جذب می کند و باقی آن را باز می تاباند. در طی این فرایند طول موج نور تغییر پیدا می کند. بعضی از گازهای موجود در جو زمین، این تابش خروجی را جذب می کنند. این تابش عمدتاً در محدودهٔ فروسرخ است. مولکول گازهای گلخانه ای، بسیار بیش تر از سایر گازها نور فروسرخ را جذب می کند. جذب انرژی توسط مولکول های گاز سبب جنبش مولکول و افزایش انرژی آن می شود. وقتی این اتفاق در مقیاس بزرگ رخ دهد، مانند این است که زمین را با یک پتو پوشانده ایم. دمای کل نواحی زمین افزایش می یابد; این پدیده اثر گلخانه ای نامیده می شود. [ ۳]
گازهای گلخانه ای گازهایی هستند که باعث اثر گلخانه ای در جو می شوند. این گازها می توانند تا مدت زیادی حرارت را در خود نگه دارند. امروزه اضافه شدن بیش از حد گازهای گلخانه ای به جو زمین، باعث افزایش دمای زمین شده است. از مهم ترین این گازها می توان از بخار آب و دی اکسیدکربن نام برد. از دیگر گازهای گلخانه ای می توان متان را نام برد که دراثر خوردن چوب توسط موریانه تولید می شود.
گازهای گلخانه ای عبارت اند از ترکیبات گازی که در «اثر گلخانه ای» نقش دارند. عمده ترین گازهای طبیعی از این دسته عبارت اند از: بخار آب ( ۶۰ درصد ) ، دی اکسید کربن ( ۲۶ درصد ) و ازن. دیگر گازها که اهمیت کمتری دارند عبارت اند از: متان، اکسید نیتروژن، سولفید هگزافلوراید، هالوکربن ها مثل فرئون و دیگر CFCها.
ترکیبات گازی عمده اتمسفری یعنی اکسیژن و نیتروژن ( N۲ and O۲ ) جزء گازهای گلخانه ای محسوب نمی شوند به این دلیل که گازهای دو ملکولی همسان مثل: N۲, O۲, H۲ و غیره نقشی در جذب اشعهٔ فروسرخ ندارند.
فعالیت های صنعتی و کشاورزی انسان ها در افزایش این گازها نقش دارند. بیشترین اثر فعالیت های انسانی بر افزایش گاز دی اکسید کربن است. موارد زیر نمونه ای از نقش انسان در افزایش این گازها می باشند:

اَثَرِ گلخانه ای (greenhouse effect)
فرآیندی که از طریق آن پرتو موج کوتاه خورشید امکان عبور از جوّ پیدا می کند، اما تابش موج بلند سطح زمین را دی اکسید کربن CO۲(یکی از «گازهای گلخانه ای») به دام می اندازد و از خروج و انتشار آن به خارج از جوّ جلوگیری می کند. گازهای گلخانه ای گرما را به این علت به دام می اندازند که اشعۀ مادونِ قرمز را به آسانی جذب می کنند. نتیجۀ اثر گلخانه ای همانا بالارفتن دمای کرۀ زمین (گرم شدن زمین) است. گازهای گلخانه ای عمده عبارت اند از دی اکسید کربن، متان، و ترکیب های کلروفلوئوروکربن (CFCها)، اکسیدهای نیتروژن دار(به ویژه حاصل از سوخت های فسیلی) ونیز بخار آب. مصرف سوخت های فسیلی و وقوع آتش سوزی در جنگل ها، علت های اصلی تولید دی اکسید کربن اند؛ متان فرآوردۀ جانبی فعالیت های کشاورزی (برنج کاری و پرورش گلّه های گاو و گوسفند) است. در «برنامۀ محیط زیست سازمان ملل متحد» برآورد شده است که تا ۲۰۲۵، میانگین دمای جهان تا۱.۵ درجۀ سانتی گراد افزایش خواهد یافت، و پیامد آن بالاآمدن ۲۵سانتی متری سطح آب دریا خواهد بود. نواحی پَست و تمامی کشورها در معرض خطر سیلاب خواهند بود و محصولات کشاورزی تحت تأثیر تغییرات اقلیمی قرار خواهد گرفت. اما، پیش بینی ها دربارۀ گرم شدن زمین و آثار اقلیمی احتمالی آن تردیدآمیز و غالباً باهم در تناقض اند. در کنفرانس زمین (۱۹۹۲) توافق شد که تا سال ۲۰۰۰، کشورهای جهان میزان انتشار دی اکسید کربن خود را تا سطح انتشار ۱۹۹۰ ثابت نگه دارند، اما برای متوقف کردن شتاب گرم شدن زمین، انتشار گازهای گلخانه ای احتمالاً باید تا ۶۰ درصد کاهش یابد. گمان می رود که هرگونه افزایش در انتشار دی اکسید کربن ناشی از رفت وآمد وسایل نقلیۀ موتوری باشد. «بخشنامۀ برلین»، که در ۱۹۹۵ در کنفرانس آب و هوا در برلین به اتفاق آرا تصویب شد، کشورهای صنعتی را به تداوم کاهش انتشار گازهای گلخانه ای بعد از سال ۲۰۰۰ متعهد کرد؛ در این سال اعتبار توافق نامۀ مربوط به ثابت نگه داشتن انتشار گازهای گلخانه ای به پایان می رسید. ثابت نگه داشتن انتشار دی اکسید کربن تا سال ۲۰۰۰، در همان سطح انتشار این گازها در ۱۹۹۰، بنابر برآوردهای ۱۹۹۷، در شماری از کشورهای پیشرفته ـ ازجمله اسپانیا، استرالیا، و امریکا ـ تحقق نخواهد یافت. استرالیا خواستار تعیین اهداف گوناگون برای کشورهای مختلف است، و از امضای بیانیۀ «مجمع اقیانوس آرام جنوبی» که در ۱۹۹۷ در جزایر کوکبرگزار شد سرباز زد. در این بیانیه بر سپردن تعهدات قانونی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای تأکید شده بود. اصطلاح «اثر گلخانه ای» را سوانته آرِنیوسدانشمند سوئدی وضع کرد، اما ژوزف فوریه، ریاضی دان فرانسوی این اثر را نخستین بار در ۱۸۲۷ پیشگویی کرد. برآورد می شود که غلظت دی اکسیدکربن در جوّ از زمان وقوع انقلاب صنعتی به بعد ۲۵ درصد، و از ۱۹۵۰ به بعد هم دَه درصد افزایش یافته است؛ آهنگ این افزایش در حال حاضر سالانه۰.۵ درصد است. سطح گازهای کلروفلوئوروکربن سالانه با آهنگ پنج درصد، و میزان مونواکسیدِ نیتروژن سالانه با آهنگ۰.۴ درصد بالا می رود، و همین امر به۰.۵ درصد افزایش اثر گرم شدن زمین از ۱۹۰۰ به بعد، و افزایشی حدود۰.۱ درجه سانتی گراد در هر سال در دمای اقیانوس های جهان درخلال دهۀ ۱۹۸۰ انجامیده است. ضخامت یخ های شمالگان در ۱۹۷۶ شش تا هفت متر بود، که تا ۱۹۸۷ به چهار تا پنج متر کاهش یافت. یک نیروگاه متوسط، که حدود ۵۰۰ مگاوات برق تولید می کند، در هر ساعت ۵۰۰ تن کربن به صورت دی اکسید کربن تولید می کند. شاید بتوان این گاز انتشاری از دودکش را در مخزنی تحت فشار ذخیره کرد، هرچند که انرژی مورد نیاز برای انجام این کار به یک پنجم برق تولیدی خود نیروگاه بالغ می شود. افزون براین، ضایعات آن بسیار حجیم است و باید به صورت ایمن و بی خطر منهدم شود. دنبالۀ بخار آبی که از هواپیماها برجای می ماند نیز از عوامل مؤثر در گرم شدن زمین تلقی می شود. هواپیما گازهای لولۀ موتورش را در هوای سرد ارتفاعات جوّ رها می کند؛ این گازها یخ می زنند و ابرهای پَرسارا تشکیل می دهند. این ابرها گرما را به دام می اندازند، و بر گرم شدن جوِّ زیرین خود می افزایند. اگرچه نگرانی از بابت مقدار دی اکسید کربنی که هواپیماها در جوّ رها می کنند، بسیار زیاد است، با این حال، کوره های کارخانه های سیمان در انتشار این گاز در جهان نسبت به هواپیماها سهم بیشتری دارند.