Το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου

Το θερμοκήπιο είναι μια ανθρώπινη κατασκευή όπου περιορίζουμε μια καλλιεργήσιμη έκταση γης με ένα διαφανές υλικό όπως το γυαλί ή το διαφανές πλαστικό, έτσι ώστε η ηλιακή ακτινοβολία να μπορεί να εισέρχεται στο χώρο του θερμοκηπίου. Έτσι λοιπόν η ηλιακή ακτινοβολία, στην ορατή κλίμακα φάσματος κυρίως, περνάει από τη γυάλινη οροφή και τα γυάλινα τοιχώματα του θερμοκηπίου και απορροφάται από το πάτωμα, τη γη και τα περιεχόμενά του, τα οποία όμως ξαναεκπέμπουν την ενέργεια ως υπέρυθρη ακτινοβολία. Επειδή η υπέρυθρη ακτινοβολία δεν μπορεί να διαφύγει από το γυαλί, η θερμοκρασία μέσα στο θερμοκήπιο αυξάνεται. Επέκταση αυτού του φαινόμενου σε παγκόσμια κλίμακα όπου το ρόλο του διαφανούς υλικού παίζει το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) και το ρόλο του θερμοκηπίου η γη είναι το φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Κατά παρόμοιο τρόπο η γήινη ατμόσφαιρα παρουσιάζει συμπεριφορά θερμοκηπίου και η επιφάνεια της Γης απορροφά το μεγαλύτερο ποσοστό της ηλιακής ακτινοβολίας, επανεκπέμποντάς την ως υπέρυθρη ακτινοβολία. Αυτή απορροφάται από το διοξείδιο του άνθρακα, το νερό, το όζον της ατμόσφαιρας, το μεθάνιο (CH₄), τους χλωροφθοράνθρακες (CFCs), καθώς επίσης και από τα σύννεφα και επανακτινοβολείται πίσω στη Γη. Κατά τις νυχτερινές ώρες η απορρόφηση αυτή εμποδίζει τη γρήγορη πτώση της θερμοκρασίας ύστερα από μια ζεστή μέρα, ιδιαίτερα σε περιοχές με υψηλή ατμοσφαιρική υγρασία. Αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας είναι η αύξηση της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της Γης.

Το φαινόμενο του θερμοκηπίου στα αρχικά στάδια κατέστησε ικανό τον πλανήτη Γη να αναπτύξει ζωή, καθώς χωρίς την εμφάνισή του η θερμοκρασία θα έφτανε τους -20°C, στη συνέχεια όμως άρχισε ν’ απειλεί την ύπαρξή του. Η βιομηχανική επανάσταση που έχει συντελεστεί από τα μέσα του 19ου αιώνα και η σπατάλη ενέργειας που παρατηρείται στον «πολιτισμένο» κόσμο έχει προκαλέσει αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Η Γη έγινε θερμότερη κυρίως λόγω αύξησης του διοξειδίου του άνθρακα (CO₂), που είναι το πιο σημαντικό αέριο του θερμοκηπίου και η αύξησή του προέρχεται κυρίως από την αύξηση της χρήσης ορυκτών καυσίμων. Η αύξηση της μέσης θερμοκρασίας κατά 2°C θα προκαλούσε τεράστιες κλιματολογικές αλλαγές (περισσότερες ξηρασίες, εντονότερους ανέμους, καταρρακτώδεις βροχές και αύξηση της στάθμης της θάλασσας). Λύση στο πρόβλημα του φαινομένου του θερμοκηπίου θεωρείται από τη μια η σε παγκόσμια κλίμακα εξοικονόμηση ενέργειας και από την άλλη η στροφή προς ήπιες ή καθαρές πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή, η αιολική, η ενέργεια από τις παλίρροιες, τα κύματα, τα θαλάσσια ρεύματα κ.ά.

Επιπτώσεις από το  Φαινόμενο Του  θερμοκηπίου

   α) Αύξηση της θερμοκρασίας

Αν το CO₂ διπλασιαστεί τα επόμενα 100 χρόνια τα μοντέλα κλίματος δίνουν μια αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του εδάφους μεταξύ 1,5-5,5C.

Η αύξηση 0,3-0,7C στη μέση θερμοκρασία, που έχει παρατηρηθεί τα τελευταία 100 χρόνια ,δεν μπορεί αναμφισβήτητα να αποδοθεί στην αύξηση του CO2 από 280 ppvm στο σημερινό επίπεδο των 345 ppvm, αν και τα μοντέλα δίνουν 0,3-1,1C αύξηση στη μέση θερμοκρασία  για τέτοια άνοδο του CO2.

 β) Μεταβολή της θαλάσσιας στάθμης

Αυτό τον αιώνα η στάθμη έχει ήδη αυξηθεί κατά12,5cm.Η αύξηση της θερμοκρασίας κατά 1,5-5,5C  θα προκαλέσει 20-165cm άνοδο της στάθμης (θερμική εκτόνωση των ωκεανών). Επίσης προβλέπεται ότι η καταστροφή του δυτικού παγετώνα να πάρει 100 χρόνια μέχρι να συμβεί.

   γ) Επιπτώσεις στη γεωργία

  Η αύξηση του CO2 έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της παραγωγής δημητριακών κατά 10% περίπου. Επίσης πολλές αγροτικές περιοχές θα μετατοπιστούν κατά 100 km/C προς τους πόλους και 100m/C ψηλότερα από το επίπεδο της θάλασσας.

 δ) Επιπτώσεις στα δάση

Ψηλότερη θερμοκρασία στα αρκτικά πλάτη μπορεί να μειώσει την έκταση των αρκτικών δασών.Επιπλέον η αύξηση στη συγκέντρωση τουCO2 μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα την αυξημένη παραγωγή των εμπορικών δασών.

  Πείραμα

Για να κατανοήσουμε το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου υλοποιούμε τη παρακάτω κατασκευή και δημιουργούμε ένα μοντέλο που να προσομοιάζει το φαινόμενο. Παίρνουμε ένα χάρτινο κουτί. Το καλύπτουμε με αλουμινόχαρτο και στη συνέχεια με διάφανη μεμβράνη. Βάζουμε ένα θερμόμετρο μέσα και το αφήνουμε στον ήλιο. Μετά από αρκετή ώρα βλέπουμε τη θερμοκρασία που δείχνει το θερμόμετρο και παρατηρούμε ότι είναι γύρω στους 20-25C παραπάνω από την κανονική θερμοκρασία.

                                                                                                              ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΚΥΡΙΑΚΟΣ