DOĞAL VE KUVVETLENMİŞ SERA ETKİSİ NEDİR?

  Yeryüzündeki tüm yaşam biçimleri için vazgeçilmez bir ortam olan atmosfer, kendilerine özgü fiziksel ve kimyasal özellikleri bulunan birçok gazın karışımından oluşur. Atmosferin bileşimi durağan değildir; zamandan zamana, yerden yere değişebilir. Atmosferi oluşturan başlıca gazlar, azot (% 78.08) ve oksijen (% 20.95), temiz ve kuru hava hacminin % 99’unu oluşturur. Bu gazlar atmosferin en bol bulunan bileşenleri ve Yerküre üzerindeki yaşam için çok önemli olmalarına karşın, hava olaylarını etkilemedeki görevleri küçüktür ya da önemsizdir. Kalan yaklaşık % 1’lik kuru hava bölümü, etkisiz bir gaz olan argon (% 0.93) ile nicelikleri çok küçük olan bazı eser gazlardan oluşur. Atmosferdeki birikimi çok küçük olmakla birlikte, önemli bir sera gazı olan CO2, % 0.037 oranı ile dördüncü sırada yer alır.

Doğal Sera Etkisi

Atmosferdeki doğal sera etkisinin varlığı ve işlevi, daha küçük bir ölçekte, tarımsal üretimde kullanılan bitki seralarının çalışma sistematiği ile benzeştirilebilir. Bitki seralarında kullanılan cam ya da plastik kaplamalar, kısa dalgalı güneş ışınımlarını geçirmekte, buna karşılık uzun dalgalı yer (kızıl ötesi ya da termik) ışınımının büyük bölümünün kaçmasına engel olmaktadır. Sera içinde tutulan termik ışınım, seranın ısınmasını sağlayarak, hassas ya da ticari değeri bulunan bitkiler için uygun bir yetişme ortamı oluşturur. Bitki seralarının içindeki sıcaklığın istenen değerlerde olmasını sağlamak için, hava koşullarındaki değişimler dikkate alınarak, havalandırma pencereleri kullanılır ya da ek ısıtma yapılır.Yerküre’nin sıcaklık dengesinin kuruluşundaki en önemli süreç olan doğal sera etkisinin oluşumu da, atmosferin kısa dalgalı güneş ışınımını geçirme, buna karşılık uzun dalgalı yer ışınımını emme ya da tutma eğiliminde olmasına bağlıdır.

Gelen güneş ışınımının yaklaşık % 31’i yüzeyden, atmosferdeki aerosollerden ve bulut tepelerinden yansıyarak uzaya geri döner. Güneş enerjisinin Yerküre-atmosfer sisteminde tutulan % 69’luk bölüm, iklim sistemini oluşturan ana bileşenlerce (atmos­fer, hidrosfer, litosfer ve biyosfer) kullanıldıktan sonra uzun dalgalı yer ışınımı olarak atmosfere geri verilir. Giden kızıl ötesi ışınımın önemli bir bölümü sera gazlarınca ve bulutlarca emilir ve atmosfere geri salınır.  “Atmosferdeki gazların gelen Güneş ışınımına karşı geçirgen, buna karşılık geri salınan uzun dalgalı yer ışınımına karşı çok daha az geçirgen olması nedeniyle, Yerküre’nin beklenenden daha fazla ısınmasını sağlayan ve ısı dengesini düzenleyen doğal süreç” doğal sera etkisi olarak adlandırılır.

Yeryüzü, sera etkisi sayesinde, bu sürecin bulunmadığı ortam koşullarına göre yaklaşık 33 °C daha sıcaktır. Güneş ışınımı ile yer ışınımı arasındaki bu dengeyi ya da enerjinin atmosferdeki ve atmosfer ile kara ve okyanus arasındaki dağılışını değiştiren herhangi bir etmen, iklimi de etkileyebilir. “Yerküre/atmosfer sisteminin enerji dengesindeki herhangi bir değişiklik” ise ışınımsal zorlama olarak adlandırılır. Yerküre’nin güneşin çevresinde izlediği yörüngedeki ve kendi eksen eğimindeki yavaş değişimler, güneş ışınımının  mevsimsel ve enlemsel dağılışını etkilemektedir. Bu yüzden, bazı bilimciler, eskiden beri iklim değişikliklerinin (örneğin, buzul ve buzularası çağların) oluşmasından, Yerküre’nin eksen eğimindeki değişimleri ve yörüngesindeki sapmaları da sorumlu tutmuştur.

Kuvvetlenmiş Sera Etkisi

Sanayi devriminden bu yana yoğunlaşan insan etkinlikleri (örn.; kömür, petrol, doğal gaz gibi fosil yakıtların yakılması), orman alanlarının yok edilmesi ve endüstriyel süreçlerde ortaya çıkan gazlar) nedeniyle, atmosferdeki sera gazı birikimlerinde belirgin bir artış gözlemlenmektedir.
BM İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi (İDÇS) ve onun Kyoto Protokolü (KP) başlıca altı sera gazının (CO2, CH4, N2O, hidrofluorokarbonlar (HFC’ler), perfluorokarbonlar (PFC’ler) ve sülfür heksafluorid (SF6)), kontrol altına alınmasını öngörmektedir. Stratosferdeki ozon tabakasının incelmesine neden olan klorofluorokarbonlar (CFC’ler) ise Montreal Protokolü’nce denetlenmektedirler.

Özellikle atmosferdeki birikiminin büyüklüğü ve artış hızı ile yaşam süresi dikkate alındığında, öteki sera gazlarına göre CO2’nin önemi daha iyi anlaşılır. Bu yüzden, Mauna Loa (Hawaii) Gözlemevi’ndeki atmosferik karbondioksit izleme programı, küresel iklim değişikliği çalışmalarının temelini oluşturur. 1958 yılından beri yapılmakta olan Mauna Loa ölçümlerine göre, Yerküre atmosferindeki CO2 birikimi çok hızlı bir biçimde artmaktadır. Mauna Loa’nın yayımlanan son ölçüm sonuçları, 1958 yılında yaklaşık 315 ppmv olan atmosferdeki yıllık ortalama CO2 birikiminin, 2003 yılında yaklaşık 376 ppmv’e yükseldiğini gösteriyor. Küresel ölçümler, öteki sera gazlarının çoğunun atmosferik birikimlerinin de arttığını kanıtlıyor.

Sera gazı birikimlerindeki bu artışlar, Yerküre’nin daha fazla ısınmasına yol açan pozitif  ışınımsal zorlamanın oluşmasını sağlar. “Yerküre/atmosfer ortak sisteminin enerji dengesine yapılan pozitif katkı”, kuvvetlenmiş sera etkisi olarak adlandırılır. Bu ise, Yerküre atmosferindeki doğal sera gazları (su buharı, CO2, CH4, N2O ve O3) yardımıyla yüz milyonlarca yıldan beri çalışmakta olan doğal sera etkisinin kuvvetlenmesi anlamını taşır. (Şekil.3) Ancak bitkisel sera örneğinden farklı olarak, Yeryüzü’nün doğal sera etkisinin kuvvetlenmesi sonucunda ortaya çıkan küresel ısınmanın etkisini zayıflatacak bir “havalandırma penceresi” yoktur. Bu nedenle, insan kaynaklı sera gazlarının salımlarının kontrol altına alınması ve  azaltılması, iklim değişikliği ile mücadelenin en önemli adımlarını oluşturur.