Sera Etkisi Nasıl Oluşur?

Sera Gazı Etkisi Nasıl Oluşur? Her gün güneş ışığı dünyanın atmosferinden geçerek gezegenimizin yüzeyini ısıtmaktadır. Gezegenin yüzeyi ısındıkça ısı meydana getirmektedir. Bu ısının bir kısmı atmosferin içinden geri uzaya yansımaktadır. Bununla birlikte yansıtılan ısının tamamı uzaya çıkamamaktadır. Dünyanın atmosferdeki sera gazları bu ısının (kızılötesi ışıma) bir kısmının tekrar yeryüzüne dönmesini sağlamaktadır. Kızılötesi ışığın önce soğurulması daha sonra tekrar yayılmasıyla gerçekleşen ve sera etkisi olarak adlandırılan bu süreç, Dünya’nın ısınmasına neden olur.

 

Işık ışınları elektromanyetik dalgalardır. Uzayda yol alırken beraberlerinde elektrik ve manyetik alan taşırlar. Işık ışınlarının içindeki fotonların (en küçük enerji paketlerinin) moleküller tarafından soğurulması, ışığın elektrik alanı ile moleküllerin etkileşmesinin sonucudur. Ancak bu etkileşim her zaman mümkün değildir.

 

Sera Gazları Nelerdir?

Grup kuramı ve kuantum mekaniği, aynı tür iki atomun bağ yapmasıyla oluşan moleküllerin kızılötesi ışığı doğrudan soğuramayacağını söyler. Dolayısıyla atmosferde bol miktarda bulunan O₂ ve N₂ gazları sera etkisine katkıda bulunmaz. Ancak ikiden fazla atom içeren moleküller ve farklı tür atomların bağ yapmasıyla oluşan iki atomlu moleküller sera etkisine katkıda bulunur. Örneğin Karbondioksit (CO₂), Metan (CH₄), Ozon (O₃), Su (H₂O), Nitröz Oksit (N₂O), Hidroflorür karbonlar (HFCs), Perfloro karbonlar (PFCs), Sülfürhekza florid (SF₆) gibi gazlarından oluşan ve atmosferde ısı tutma özelliğine sahip sera etkisine katkıda bulunan gazlardır. Bu gazların Dünya’nın ısınmasına olan katkıları, atmosferdeki miktarlarına ve kızılötesi ışığı soğurmadaki etkinliklerine göre değişir. Eğer sera gazları olmasaydı dünyamız buzlarla kaplı bir çöl olurdu. Sera gazları Dünya’daki ısının uzaya kaçmasını engelleyerek Dünya’mızı yaşanabilir hale getirmektedir. Ancak nasıl sera gazlarının eksikliği Dünya’yı çok soğuk bir hale getiriyorsa, aynı şekilde sera gazlarının fazla olması da Dünya’mızı çok sıcak hale getirmektedir.

 

Sera gazları Dünya’nın yaklaşık 32°C daha sıcak olmasına neden olur. Çağımızın en önemli sorunlarından biri olan küresel ısınmanın en önemli nedeninin bir sera gazı olan karbondioksitin atmosferdeki miktarında yaşanan artış olduğu düşünülüyor.

 

Güneşten Dünya’ya yüksek miktarlarda radyasyon gelmektedir. Bu radyasyon Dünya atmosferine görülebilir ışık, ultraviyole ve kızıl ötesi formlarda düşer. Dünya üzerine düşen radyasyonun %30’u, gezegendeki buzullar, bulutlar ve diğer yansıtıcı kaynaklar tarafından geri yansıtılır. Geri kalanı ise atmosfer, toprak ve okyanuslar tarafından emilir. Atmosferden yansıtılan ısının bir kısmını sera gazları hapsederler. Bunun nedeni sera gazlarının genellikle üç ya da daha fazla atomdan oluşan bileşikler olmasıdır. Sonuçta sera gazları hapsettikleri ısıyı Dünya’ya yeniden yayarak sera gazı etkisi oluştururlar. Yani atmosferde ne kadar çok miktarda sera gazı varsa, Dünya o kadar sıcak bir yer olacaktır.

 

Geçtiğimiz bir buçuk asırda atmosferdeki sera gazı seviyeleri %40’tan daha fazla miktarda artmıştır. Gezegenimiz artık güneşten uzaya kaçan enerjiden daha fazla miktarda enerji emmektedir. Bunun bir sonucu olarak Dünya ısınmaktadır.

 

İnsanlar tarafından salınan temel sera gazı karbondioksittir (CO₂). İnsanlar karbondioksiti atmosfere kömür, petrol ve gaz gibi fosil yakıtları kullandıkları zaman salarlar. Bu fosil yakıtları örneğin elektrik üretmek ve ulaşım ile ısınma için enerji üretmek amacıyla yakıyoruz. Karbondioksit ayrıca tarım veya arazi açma gibi nedenlerle ağaçları yaktığımızda da atmosfere salınmaktadır.

 

Diğer önemli sera gazları arasında tarımdaki suni gübrelerin üretilmesi ve kullanılmasından kaynaklanan azot oksitler sayılabilir. Metan da çürüyen atıklardan ve çiftlik hayvanlarından salınan güçlü bir sera gazıdır. Bu madde ayrıca doğal gazın ana bileşenidir ve bu yüzden petrol ve gaz endüstrisi tarafından salınabilir. Son olarak florlu gazlar adı verilen diğer güçlü sera gazları buzdolaplarında ve klimalarda kullanılmaktadır.

 

Sera gazları doğal olarak da üretilmektedir. Örneğin karbondioksit topraktan, yanardağlardan ve doğal yangınlardan salınmaktadır. Ancak bilim insanlarının günümüzde atmosferdeki karbondioksit seviyelerinin yükselmesinin sorumlusunun insan kaynaklı faaliyetler olduğu konusunda şüpheleri yoktur.

 

Sera Etkisi Neden Büyüyen Bir Sorundur?

18.yüzyıldan beri daha zengin ülkeler fosil yakıtları yakmak suretiyle motorlara ve makinelere enerji üreterek ekonomilerini büyütmüştür. Sanayileşmenin bir sonucu olarak insan ırkı geçtiğimiz birkaç yüzyıl içinde neredeyse 2000 milyar ton karbondioksit salmıştır. Bu karbon emisyonları hala neredeyse her yıl artmaktadır. Yıllık karbondioksit emisyonlarımız şu anda her zamankinden daha yüksek olarak rekor seviyelerde yılda yaklaşık 40 milyar tondur. Atmosferdeki karbondioksit oranı son 650 000 yıl içinde en yüksek seviyesindedir.

 

Hızla büyüyen bu sera gazları sebebiyle dünya ısınmaktadır. Bilim insanları 2021 yılının, modern kayıtların tutulmaya başlandığı 1850’li yıllardan beri ölçülen en sıcak yıl olduğunu söylüyorlar. En sıcak 15 yılın on dört tanesi de 21 yüzyılda yaşanmıştır.

 

1850 yılından beri, küresel ortalama yüzey sıcaklıkları neredeyse 1 santigrat derece (°C) artmıştır. Bu miktar kulağa çok gelmeyebilir ancak Dünya’nın geçmişi bize ortalama sıcaklıktaki ufak farkların çok önemli olduğunu göstermiştir. Örneğin, son buzul çağı ile günümüz arasında 4°C fark vardı. Günümüzde küresel deniz seviyeleri son buzul çağında olduğundan 100 metre daha yüksektir.

 

Kaynaklar

– IPCC, 2013. Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis.

– IPCC, 2014. Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.).

– NASA, n.d..Climate change: How do we know? – Hansen, J. and Sato, M. 2012.Climate Sensitivity Estimated from Earth’s Climate History.

– Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2014.IPCC Factsheet: How does the IPCC select its authors?

– Met Office Hadley Centre, n.d..Met Office Hadley Centre observations datasets.