Kasvihuoneilmiö

Mikä on kasvihuoneilmiö?

Nimensä mukaisesti kasvihuoneilmiö toimii vähän kuin oikea kasvihuone. Kasvihuone on lasiseinistä ja -katosta rakennettu tila, jossa kasvatetaan kasveja, kuten tomaatteja tai trooppisia kukkia. Sen sisällä pysyy lämpimämpänä kuin ulkona – jopa talvella. Päivisin aurinko lämmittää kasvit ja ilman, ja yöllä lämpö ei pääse helposti karkuun, koska lasit pitävät sen sisällä.

Maapallon ilmakehä käyttäytyy hyvin samalla tavalla. Auringonvalo pääsee ilmakehän läpi ja lämmittää maan pintaa. Kun maa yrittää säteillä lämpöä takaisin avaruuteen, osa siitä jääkin ilmakehään niin sanottujen kasvihuonekaasujen takia. Näitä kaasuja ovat muun muassa hiilidioksidi, metaani, typpioksidi ja erilaiset fluoratut yhdisteet.

Ilman tätä luonnollista ilmiötä maapallon keskilämpötila olisi noin 33 astetta kylmempi – eli aika epämukava paikka elää. Kasvihuoneilmiö pitää meidät siis sopivan lämpiminä.

Ongelmaksi tämä muuttuu silloin, kun ihmisten toiminta voimistaa ilmiötä liikaa. Teollistumisen myötä – erityisesti 1800-luvulta alkaen – olemme alkaneet tuottaa kasvihuonekaasuja valtavia määriä. Esimerkiksi hiilidioksidipitoisuus ilmakehässä on noussut jyrkästi, erityisesti viimeisen sadan vuoden aikana.

Mistä nämä päästöt sitten tulevat? Suurin osa hiilidioksidista syntyy, kun poltetaan fossiilisia polttoaineita kuten öljyä, hiiltä ja maakaasua. Näitä käytetään niin autoissa, lentokoneissa kuin voimalaitoksissakin. Lisäksi metsien kaataminen vapauttaa hiiltä, koska puut, jotka normaalisti sitoisivat hiilidioksidia, eivät enää tee työtään – ja kaadettaessa ne päästävät varastoimansa hiilen ilmakehään.

Metaania taas syntyy esimerkiksi karjankasvatuksesta, kaatopaikoista ja fossiilisten polttoaineiden tuotannosta. Typpioksidi on pitkälti maatalouden ja fossiilisten polttoaineiden palamisen sivutuote. Ja sitten on vielä fluoratut kaasut, joita löytyy esimerkiksi kylmälaitteista ja aerosoleista.

Kaikki nämä päästöt yhdessä vahvistavat kasvihuoneilmiötä, mikä tarkoittaa sitä, että maapallo lämpenee nopeammin kuin olisi luonnollista. Se taas vaikuttaa koko ilmastojärjestelmään – ja siihen, millaisessa maailmassa tulevaisuudessa elämme.

Miten ihmiset vaikuttavat kasvihuoneilmiöön?

Ihmisen toiminta vaikuttaa siihen, miten maapallon luonnollinen kasvihuoneilmiö toimii. Kun poltamme fossiilisia polttoaineita – kuten hiiltä ja öljyä – ilmakehään vapautuu lisää hiilidioksidia.

NASA on seurannut tilannetta ja huomannut, että sekä hiilidioksidin että muiden kasvihuonekaasujen määrä on kasvanut ilmakehässä. Kun näitä kaasuja kertyy liikaa, ne sitovat yhä enemmän lämpöä. Seurauksena on se, että maapallo alkaa lämmetä tavallista nopeammin.

Mikä vähentää kasvihuoneilmiötä maapallolla?

Maapallon kasvihuone on itse asiassa täynnä kasveja – ihan niin kuin oikeakin kasvihuone. Ja nämä kasvit tekevät tärkeää työtä: ne auttavat pitämään kasvihuoneilmiön tasapainossa. Kaikki vihreä – valtavat puut metsissä ja pikkuruiset kasviplanktonit meressä – sitovat hiilidioksidia ja vapauttavat happea ilmakehään.

Myös meret osallistuvat talkoisiin. Ne imevät itseensä suuren osan ilmakehän ylimääräisestä hiilidioksidista. Mutta tällä on kääntöpuoli: kun hiilidioksidia kertyy liikaa, merivesi alkaa muuttua happamammaksi. Tätä ilmiötä kutsutaan valtameren happamoitumiseksi.

Happamoitunut merivesi voi olla haitaksi monille merieläimille – esimerkiksi koralleille ja joillekin äyriäisille. Lisäksi kun meret lämpenevät kasvihuonekaasujen vaikutuksesta, se pahentaa tilannetta entisestään. Lämpimät vedet ovatkin yksi suurimmista syistä siihen, miksi korallit menettävät värinsä eli kärsivät niin sanotusta korallien valkaistumisesta.

Kaasut kasvihuoneilmiön taustalla

Useat eri kaasut vaikuttavat kasvihuoneilmiöön, joka taas määrittää pitkällä aikavälillä maapallon lämpötilan. Pienetkin muutokset näiden kaasujen pitoisuuksissa voivat vaikuttaa paljon: ne ovat olleet osaltaan syynä siihen, miksi maapallolla on ollut vuoroin jääkausia – kuten silloin, kun mastodonit vaelsivat – ja kuumia aikakausia, jolloin dinosaurukset elivät.

Kaksi tärkeää ominaisuutta ratkaisee sen, miten vahvasti jokin kaasu vaikuttaa kasvihuoneilmiöön:

1. Säteilytehokkuus eli kuinka hyvin kaasu pystyy imemään ja säteilemään lämpöenergiaa.
2. Ilmakehän elinkaari, eli kuinka kauan kaasu pysyy ilmakehässä ennen kuin luonnolliset prosessit (kuten kemialliset reaktiot tai sään vaikutukset) poistavat sen.

Nämä kaksi tekijää yhdistetään mittariin nimeltä ilmaston lämpenemispotentiaali (GWP). Se kertoo, kuinka paljon tietty kaasu lämmittää maapalloa verrattuna hiilidioksidiin (CO₂) tietyn ajanjakson – yleensä 100 vuoden – aikana. Mitä korkeampi GWP, sitä enemmän lämpövaikutusta kaasu aiheuttaa.

Esimerkiksi:

• Hiilidioksidi (CO₂) koostuu yhdestä hiili- ja kahdesta happiatomista. Vaikka sitä on vain pieni osa ilmakehästä, sen vaikutus ilmastoon on suuri. Ennen teollista vallankumousta CO₂-pitoisuus oli noin 270 ppm (miljoonasosaa ilmatilavuudesta). Nyt se on noussut jo yli 400 ppm:n, pääasiassa fossiilisten polttoaineiden käytön takia.
• Metaani (CH₄) on paljon voimakkaampi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi – se pystyy sitomaan lämpöä moninkertaisesti enemmän, vaikka sitä on ilmassa vähemmän. Metaani koostuu yhdestä hiili- ja neljästä vetyatomista. Sitä syntyy luonnollisesti, mutta myös ihmisen toiminta – kuten karjankasvatus ja kaatopaikat – lisäävät sitä. Lisäksi metaania käytetään polttoaineena, ja poltettaessa se vapauttaa ilmakehään CO₂:ta.

Lisää kasvihuonekaasuja = Lämpimämpi maa

Vaikka kasvihuonekaasut muodostavat vain pienen osan maapallon ilmakehästä, niiden vaikutus ilmastoon on todella suuri. Arvioiden mukaan tämän vuosisadan aikana näiden kaasujen määrä ilmakehässä saattaa jopa kaksinkertaistua. Eikä kyse ole pelkästään hiilidioksidista – myös metaanin ja typpioksidin pitoisuudet ovat kasvussa.

Kasvihuonekaasut lisääntyvät erityisesti silloin, kun poltamme fossiilisia polttoaineita, kuten öljyä, hiiltä ja maakaasua. Poltettaessa vapautuu paitsi kasvihuonekaasuja myös muita ilman epäpuhtauksia. Mutta näitä kaasuja pääsee ilmakehään myös muista lähteistä. Esimerkiksi maatilan eläimet tuottavat metaania ruoansulatuksen yhteydessä. Ja jopa sementin valmistus – koska se tehdään kalkkikivestä – vapauttaa hiilidioksidia ilmaan.

Mitä enemmän näitä kaasuja on ilmassa, sitä tehokkaammin ne pidättävät lämpöä. Kun lämpö yrittää poistua avaruuteen, kasvihuonekaasut ottavat sen talteen. Osa lämmöstä karkaa edelleen ulos, osa osuu uudelleen kasvihuonekaasuihin ja osa palaa takaisin maan pinnalle. Lopputuloksena lämpö jää ”pyörimään” ilmakehään, ja se saa maapallon vähitellen lämpenemään.

Kasvihuoneilmiön seuraukset

Ihmisen toiminta nostaa maapallon lämpötilaa, ja siksi kasvihuoneilmiö – joka aiemmin oli elämän edellytys – on alkanut muuttua uhkaksi. Kun ilmakehä sitoo liikaa lämpöä, seuraukset alkavat näkyä: rannikkokaupungit kokevat yhä useammin tulvia, hedelmälliset alueet kuivuvat ja aavikoituvat, jäätiköt sulavat ja äärimmäiset sääilmiöt, kuten hurrikaanit, käyvät entistä rajummiksi.

Kasvihuoneilmiö itsessään on luonnollinen ja elintärkeä ilmiö. Ilmakehässä olevat tietyt kaasut – esimerkiksi hiilidioksidi ja metaani – pitävät osan Auringon lämmöstä maapallon pinnalla, mikä tekee planeetastamme asumiskelpoisen.

Ongelma syntyy siitä, että ihmisen toiminta on lisännyt näiden kaasujen määrää liikaa. Teollisuus, liikenne, tehomaatalous ja karjankasvatus ovat suurimpia päästölähteitä. Fossiilisten polttoaineiden – kuten hiilen, öljyn ja kaasun – polttaminen vapauttaa ilmakehään valtavia määriä hiilidioksidia. Myös metaania pääsee ilmaan esimerkiksi karjasta ja jätteistä. Kun kasvihuonekaasujen pitoisuudet kasvavat, ne vangitsevat yhä enemmän lämpöä, mikä nostaa maapallon keskilämpötilaa.

Tätä ilmiötä kutsutaan ilmaston lämpenemiseksi – ja sen vaikutukset ulottuvat kaikkialle maapallolla.

Kasvihuoneilmiö muilla planeetoilla

Venus on aurinkokuntamme selkeä ykkönen, kun puhutaan kasvihuoneilmiön voimakkuudesta. Sen ilmakehä koostuu lähes kokonaan hiilidioksidista, ja sen lämmönpidätyskyky – eli lämpöinen opasiteetti – on noin 100 kertaa suurempi kuin maapallolla. Vaikka vain noin yksi prosentti auringon säteilystä pääsee Venuksen pinnalle asti, planeetan kasvihuoneilmiö on silti noin 15 kertaa voimakkaampi kuin meillä täällä Maassa.

Tämä massiivinen lämpöä sitova vaikutus nostaa Venuksen pintalämpötilan lähes 460 °C:een – niin kuumaksi, että lyijy sulaa ja elohopea höyrystyy. Vertailun vuoksi: jos Venus olisi lämpötasapainossa sen vastaanottaman auringonvalon kanssa, pinnan lämpötila olisi noin −40 °C. Tällainen tilanne, jossa kasvihuoneilmiö karkaa käsistä, tunnetaan nimellä karkaava kasvihuoneilmiö, ja Venus on siitä äärimmäinen esimerkki – planeetta on muuttunut täysin elinkelvottomaksi.

Marsilla tilanne on toinen. Sen ohut ilmakehä – vain sadasosa Maan ilmanpaineesta – pystyy nostamaan pintalämpötilaa vain muutamalla asteella (noin 5 °C). Merkuriuksella taas ei ole käytännössä lainkaan ilmakehää, joten kasvihuoneilmiötä ei synny. Sen pintalämpötila määräytyy suoraan sen mukaan, kuinka paljon aurinkoenergiaa se saa ja kuinka nopeasti se pääsee karkuun.

Kasvihuoneilmiö kauppa

Sivustomme kasvihuoneilmiö kauppa mahdollistaa oman hiilijalanjäljen hyvityksen helposti.

Kasvihuoneilmiön tulevaisuus

Kukaan ei pysty näkemään tulevaisuuteen täysin varmasti – ei edes tutkijat. Mutta he voivat tehdä hyvin perusteltuja arvioita siitä, mihin suuntaan olemme menossa. Esimerkiksi väestönkasvua, kasvihuonekaasupäästöjä ja muita ilmastoon vaikuttavia tekijöitä voidaan mallintaa tietokoneiden avulla, ja näin saadaan selville todennäköisimmät kehityssuunnat.

IPCC (eli hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli) ennustaa, että kasvihuonekaasupäästöt jatkavat kasvuaan tulevina vuosikymmeninä. Tämän seurauksena maapallon keskilämpötila voi nousta noin 0,2 °C joka vuosikymmen. Ja vaikka päästöt saataisiin takaisin vuoden 2000 tasolle, ilmasto lämpenisi silti noin 0,1 °C vuosikymmenessä.

IPCC arvioi myös, että ilmastonmuutos tulee vaikuttamaan vakavasti vesivarojen saatavuuteen eri puolilla maailmaa. 2000-luvun puoliväliin mennessä joet voivat virrata runsaammin ja veden saatavuus parantua korkeilla leveysasteilla ja tietyillä trooppisilla alueilla. Samaan aikaan monilla kuivilla seuduilla – erityisesti keskileveysasteilla ja tropiikissa – veden saatavuus todennäköisesti heikkenee.

Tällä voi olla suuria vaikutuksia miljoonien ihmisten elämään. Vesipula voi tarkoittaa puutetta juomavedestä, sähkön tuotannosta ja hygieniasta. Kasteluvettä ei riitä pelloille, mikä heikentää maataloustuotantoa ja nostaa ruoan hintoja. Yhdysvaltojen ja Kanadan viljavat tasankoalueet voisivat kärsiä esimerkiksi toistuvista kuivuuskausista.

IPCC:n mukaan myös sääilmiöt muuttuvat rajummiksi. Lämpöaallot ja äärimmäiset sateet yleistyvät, ja trooppiset myrskyt sekä syklonit saattavat voimistua. Myrskyt voivat olla sekä voimakkaampia että kestää pidempään, ja ne voivat aiheuttaa rajuja tulvia – etenkin kun ne nostavat merenpintaa nopeasti. Tällaiset ”myrskynousut” ovat erityisen tuhoisia rannikkoseuduilla, missä ne voivat aiheuttaa eroosiota, vahingoittaa rakennuksia ja tuhota satoa pitkällä aikavälillä.

Mitä voisimme tehdä?

Kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen on yksi tärkeimmistä asioista, joita voimme tehdä ilmastonmuutoksen hidastamiseksi. Monet valtiot tekevät jo töitä tämän tavoitteen eteen.

Yksi merkittävimmistä kansainvälisistä toimenpiteistä on Kioton pöytäkirja, joka hyväksyttiin vuonna 1997 ja astui voimaan 2005. Vuoteen 2009 mennessä sopimuksen oli ratifioinut 187 maata. Sen mukaan 37 teollisuusmaata ja EU sitoutuivat vähentämään kasvihuonekaasupäästöjään.

Mutta ilmastotyö ei ole vain hallitusten vastuulla – myös yritykset ja yksityiset ihmiset voivat vaikuttaa:

• Parantamalla energiatehokkuutta kotona ja työpaikoilla
• Kehittämällä polttoainetehokkaampia ajoneuvoja
• Tukemalla uusiutuvaa energiaa, kuten aurinkoa ja biopolttoaineita

Tutkijat kehittävät myös teknologioita, kuten hiilen sitomista, jossa hiilidioksidi kerätään talteen ja varastoidaan maan alle sen sijaan, että se päätyisi ilmakehään.

Metsien suojeleminen ja uusien istuttaminen auttaa, sillä puut sitovat hiilidioksidia kasvaessaan. Myös maataloudessa on keinoja vaikuttaa: esimerkiksi typpilannoitteiden käytön vähentäminen pienentää typpioksidipäästöjä. Lisäksi eläinten lannan käsittelytapa vaikuttaa – metaania vapautuu erityisesti silloin, kun lantaa säilytetään nestemäisenä. Kuivana säilytettynä päästöt ovat vähäisemmät.

Vaikka päästöjen vähentäminen on ensiarvoisen tärkeää, maapallon lämpötila on jo nousussa – ja tulee todennäköisesti nousemaan vielä vuosia.