NV-Rapport - Global opvarmning og drivhuseffekten

Side 1

Marselisborg Gymnasium 1.ms [navn fjernet]

1/6

Klima og klimaforandringer

Drivhuseffekten s. 1-2

Ozonlaget og drivhuseffekten s. 2-3

Albedoeffekten s. 3

Grønlandspumpen s. 3-4

Konsekvenser af den globale opvarmning s. 4-5

Det elektromagnetiske spektrum s. 5-6

Litteraturliste s. 6

Drivhuseffekten

Den væsentlige årsag til klimaændringerne mener man er at drivhuseffekten bliver kraftigere. Det gør den

på grund af den stigende CO_{2} udledning der primært kommer fra industrien.

Drivhuseffekten fungere ved at kortbølgede stråler bliver tilladt at passere drivhuslaget, hvorefter de når ned til jordoverfladen. På jordoverfladen bliver de omdannet til varmestråler, der derefter bliver sendt tilbage mod atmosfæren. Nogle af varmestrålerne passerer ikke drivhuslaget, og opvarmer derfor jorden.

Se billedet her

Jordens atmosfære virker som glasset i et drivhus. Derfor navnet ”drivhuseffekten”.

På billedet ses, at der fra solen kommer 100% kortbølgede stråler ind til atmosfæren, hvoraf 49% absorberes af jordoverfladen. 8% af de kortbølgede stråler bliver reflekteret af jordoverfladen, typisk over steder med is eller sne, som har en høj albedo. Ved at lægge alt den stråling der kommer ind i atmosfæren

(kortbølget stråling og atmosfærisk tilbagestråling) sammen, giver det 192%. Hvis man derimod lægger den

Side 2

Marselisborg Gymnasium 1.ms [navn fjernet]

2/6

stråling sammen, der kommer ud af atmosfæren (infrarød stråling, fordampning og reflekteret stråling) bliver tallet mindre end det andet. Når tallet ikke er det samme i begge disse tilfælde, kan man forvente forandringer og klimaforandringer.

Grunden til at det ikke er det samme i begge tilfælde er, at der på grund af den globale opvarmning kommer mere stråling ind end ud.

I fysik lavede vi et forsøg der skulle påvise drivhuseffekten. Vi havde to baljer, med lige meget, og lige varmt vand i, som vi spændte husholdningsfilt udover. Vi satte et termometer ned i vandet af hver balje,

og tilførte noget CO_{2} i luften af den ene balje. Efter kuldioxiden havde

strømmet ind i fem minutter, tændte vi en lampe, der lyste over begge bakker, observerede vi temperaturen af baljernes vand.

Efter ca. 20 min. tog vi temperaturen af vandet i baljerne. I den balje med

den atmosfæriske luft, var temperaturen 24,2°C. Vandet i baljen med CO_{2}

var kommet op på 24,8°C. Selvom der ikke var meget forskel på disse temperaturer, viste forsøget stadig at

der i baljen med CO_{2} var en kraftigere drivhuseffekt.

Ozonlaget og drivhuseffekten

Nedbrydningen af ozonlaget, der skaber de såkaldte ozonhuller - og drivhuseffekten er to forskellige ting med meget forskellige konsekvenser. Men der er en kraftig sammenhæng, hvad angår årsagerne til de to fænomener.

Ozonlaget

I den del af atmosfæren der kaldes stratosfæren, som ligger i ca. 15-25 km. Højde over jorden, findes de store mængder ozon. Det er dette der kaldes ozonlaget, og der beskytter os imod de ultraviolette stråler fra solen. Ozonlaget bliver nedbrudt ved at vi i dagligdagen producerer og anvender chlorfluorcarboner der også bliver kaldt CFC-gasser. Disse gasser bruger vi f.eks. i frysere, køleskabe, fjernvarme og spraydåser.

CFC-gasserne bliver frigivet til atmosfæren, og det tager solens stråler ca. 10 år at nedbryde denne gas. Ved nedbrydningen frigøres klor, som angriber ozonen. Den ultraviolette stråling kan spalte et kloratom fra CTC-molokylet. Kloratomet angriber som sagt ozonen, og spalter et iltatom fra. Dette iltatom binder sig sammen med kloratomet og danner klormonoxid og iltmolekyle. Et andet, fritflyvende iltatom, stjæler ilten fra klormonoxiden og danner nu et ilt molekyle. Derfor er kloratomet nu igen frit, og kan nedbryde endnu et ozonmolekyle. Et kloratom kan derfor nedbryde helt op til 100.000 ozonmolekyler.

Drivhuslaget

En drivhusgas er en luftart, som er i stand til at absorbere den varmestråling som udsendes fra jorden. De vigtigste drivhusgasser er vanddamp og kuldioxid, men også metan, lattergas, ozon og halocarboner har betydning. Mange af de luftarter som virker nedbrydende for ozonlaget, har vist sig samtidig også at være kraftige drivhusgasser. Disse har derfor dobbelt effekt på både klimaet og ozonlaget. Vanddamp er den drivhusgas, der er mest af i atmosfæren. Koncentrationen af vanddamp i atmosfæren afgøres først og fremmest af jordens overfladetemperatur. Jo højere temperatur, des højere fordampning, og det giver

Side 3

Marselisborg Gymnasium 1.ms [navn fjernet]

3/6

mere vanddamp i luften. Man fokuserer ikke så meget på vanddamp, som drivhusgas, fordi det ikke er der vi har størst indflydelse. Vi fokuserer mere på mængden af kuldioxid, fordi vi netop der har en stor indflydelse. Når vi derfor snakker om ”drivhuseffekten” henviser vi til drivhuslaget og ikke ozonlaget.

Albedoeffekten

Albedoeffekten omhandler et objekts evne til at reflektere lys. Et objekt der er hvidt har en høj albedo, og på albedoskalaen ligger den på 1. Et objekt der er sort ligger derimod på 0 og har en lav albedo. Når solens stråler rammer den mørke jordoverflade, bliver de absorberet og omdannet til varmestråler. Flere af disse varmestråle passerer ikke drivhuslaget, og forbliver derved i vores atmosfære. Dette gør atmosfæren varmere, fordi strålerne netop er blevet omdannet til varmestråler. Når solstrålerne rammer en lys overflade, f.eks. sne, der ligger ca. på 0,6 på albedoskalaen, bliver 60% af solens stråler reflekteret uden at bliver omdannet til varmestråler. Når disse rammer drivhuslaget, og bliver sendt tilbage imod jordens overflade, gør de ikke atmosfæren varmere, fordi de stadig er kortbølgede stråler.

Varmen får isen til at smelte og derved mister vi store område der førhen reflekterede lys. Disse områder absorbere nu strålerne, og omdanner dem til langbølgede stråler – varmestråler.

Vi har lavet et forsøg for at undersøge hvorvidt sort absorberer mere end hvid. Vi havde henholdsvis et sort- og et hvidt glas, begge med vand i. Vi stillede dem under en lampe, og betragtede deres ændrende temperaturer.

Tid | 0 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24
Temp. sort | 24,2°C | 25,2°C | 26,3°C | 27,1°C | 27,6°C | 28,7°C
Temp. hvid | 24,3°C | 24,8°C | 25,7°C | 26,1°C | 26,6°C | 26,7°C

Ud fra forsøget kunne vi konkludere og sort absorbere mere end hvid, da temperaturen i den sorte flaske til slut var hele 2°C højere end den hvides.

Grønlandspumpen

Det grønlandspumpen primært gør, er at ”hive” varmt overflade vand mod nord, og sende kolde dybhavsstrømme mod syd. Men for at forstå grønlandspumpen ordentligt, er det vigtigt at have kendskab til densiteten af havvand, ferskvand, koldt- og varmt vand.

I NV lavede vi mange forsøg, som skulle påvise densiteter. I et forsøg undersøgte vi densiteten af koldt vand i forhold til varmt vand. Vi puttede en farvet isterning i noget lunkent vand, og så at da det smeltede sank det farvede kolde vand til bunds.

Dette fortalte os at koldt vand har en højere densitet end varmt vand.

I et andet forsøg undersøgte vi saltvandets densitet i forhold til ferskvandets densitet. Vi puttede noget frugtfarve i noget ferskvand, og hældte forsigtigt det farvede ferskvand i noget saltholdigt vand. Vi kunne se at det farvede ferskvand lagde sig oven på det salte vand, hvilket konkluderer at saltvand har en højere densitet end ferskvand.

Side 4

Marselisborg Gymnasium 1.ms [navn fjernet]

4/6

Når det varme saltholdige vand kommer til Grønland, bliver saltet sorteret fra, fordi vandet fryser til is. Det salte vand har en større densitet end det omkringliggende vand, derfor synker det til bunds, og bliver ført videre mod syd. Det er dette der holder grønlandspumpen i gang.

Det man frygter ved den globale opvarmning, er at isen på grønland smelter, og der derfor kommer mere ferskvand i vandet omkring Grønland. Dette ville påvirke at det dengang meget saltholdige vand, ville blive mindre saltholdigt, og det kolde vand muligvis ikke ville synke. Hvis dette skete, ville grønlandspumpen gå i stå.

Konsekvenser af den globale opvarmning

Der er mange konsekvenser af den globale opvarmning. På grund af global opvarmning bliver der et mere ustabilt klima, der f.eks. nogle steder giver regn, mens det andre steder fører til tørke.

Oversvømmelser

Oversvømmelser er naturlige, men ofte uventede hændelser. De forekommer når vand oversvømmer store landområder. Oversvømmelser opstår når store mængder vand samles på et sted, som f.eks. kan forekomme ved kraftig regn, hurtig sne- eller issmeltning, orkaner eller storme, eller evt. flere af disse faktorer på en gang. Oversvømmelser opstår for det meste ved at en flod går over sine bredder, men havet kan sommetider gøre det samme.

Hvis den globale opvarmning fortsætter sin udvikling vil store områder af is på længere sigt smelte. Store områder som indlandsisen vil smelte, og vi vil derfor få en højere vandstand. Hvis den smeltede is havde været is der i forvejen lå ude i vandet, og ikke på landoverfladen, ville vandstanden ikke stige, selvom det smeltede. Dette ville selvfølgelig medføre en masse andre konsekvenser, men vandstigning ville ikke være en. Hvis indlandsisen smelter vil det føre til en havvandsstigning på omkring 7 meter. Denne smeltning fører også til at vores albedoeffekt bliver forværret, og at den resterende is derfor hurtigere vil smelte.

Indlandsisen er selvfølgelig ikke det første område der vil smelte. Før indlandsisen vil f.eks. gletsjere rundt omkring på jorden smelte. Vandstanden vil også stige på grund af opvarmningen af vandet. Når vand bliver opvarmet udvider det sig, og varmt vand fylder derfor mere end koldt vand.

Orkaner

Orkaner dannes oftest over de varme have, hvor varmen får luften til at stige til vejrs, mens der suges kold luft ind forneden. Den varme luft snor sig opad, og der dannes voldsomme tordenskyer. Det hele begynder

at rotere hurtigere og hurtigere, og orkanen bevæger sig med omkring ca. 50 km/t, over jordoverfladen.

Orkanen kan rejse havbølger på omkring 25 meters højde, når den bevæger sig over havet. Orkanens

centrum kaldes øjet, og her er helt vindstille. Men lige uden for øjet, kan hastigheden nå over 250 km/t.

Antallet af orkaner er steget markant i de seneste år, og forklaringen er højst sandsynlig den globale opvarmning, der opvarmer havets overfladetemperatur. En anden forklaring ville være en naturlig ændring af havstrømmene. Hvis den sidstnævnte forklaring er årsagen, kan man forvente et fald inden for ca. 20 år.

Hvis det derimod er den globale opvarmning der er årsagen, kan man forvente at antallet af orkaner yderligere vil stige.

Varmere klima medfører som sagt kraftigere og hyppigere orkaner. Havtemperaturen skal op på ca. 26-27°

Side 5

Marselisborg Gymnasium 1.ms [navn fjernet]

5/6

før orkaner dannes – og de forekommer således kun i de tropiske egne.

Se billedet her

På billedet ses banerne for tropiske storme, orkaner og lavtryk gennem de seneste 150 år. Banerne har forskellige farver efter, hvor kraftige de er.

Grunden til at der på billedet ikke er nogle orkaner og storme længst mod Ækvator, skyldes at corioliskraften (afbøjningskraften) ikke er stor nok. Det er derfor først ved ca. 5-10 breddegrader væk fra Ækvator, hvor der kan opstå orkaner og storme.

Det elektromagnetiske spektrum

I det elektromagnetiske spektrum står strålerne på en række efter deres bølgelængde. Gammastrålerne, der er længst til højre på tegningen, er de korteste bølgelængder, der er de hårdeste strålinger som er farlige og proppet af energi. Det er kortbølgede stråler der også i den globale opvarmning kommer fra solen, og passerer drivhuslaget. De længste bølgelængder er radiobølgerne. De langbølgede strålinger er de strålinger der bliver sendt tilbage imod atmosfæren i form af varmestrålinger. I midten af spektrummet er et lille område, med stråler der er synlige for mennesker.

Atmosfæren blokerer og absorberer nogle strålinger, mens den tillader visse radiobølger at passere og komme helt ned til jordens overflade.

Hvordan ser vi farver?

Når vi kigger på en grøn ting, f.eks. en dør, er det svært for os at forstå hvorfor den lige netop er grøn.

Svaret på dette er fordi døren absorberer alle andre farver end grøn, og reflekterer derfor grøn tilbage.

Dette gør den fordi den grønne farve har præcis den lysbølge som grøn reflekterer, alle andre lysbølger med en anden frekvens absorberes af døren. Dette gælder også for alle andre farver, men sort og hvid er anderledes. Den sorte genstand er sort fordi den absorberer alle farver og ikke reflekterer nogle. Hvid reflekterer derimod alle lysbølgerne og absorberer ingen.

Side 6

Marselisborg Gymnasium 1.ms [navn fjernet]

6/6

Litteraturliste

Notater fra timerne

Ark omkring albedoeffekten

http://www.drivhus.dk/Kort%20om/kortom4.html

http://www.dr.dk/Tema/vandetstiger/Artikler/Hele+verden+under+forandring/orkaner.htm

http://www.google.dk/imgres?imgurl=http://i2-images.tv2.dk/s/77/2154177-
4a768b9d3378b3beffa039ec16a16f1c.png&imgrefurl=http://vejret.tv2.dk/article.php/id-
7912951.html&h=280&w=475&sz=155&tbnid=DDqH8deb7jezZM:&tbnh=76&tbnw=129&prev=/images%3F
q%3Dorkaner&hl=da&usg=__4o5ZwA-4vvd6ol7Xgj-TfxgATG8=&ei=WW3dSvzrEdLn-
QbMkcw5&sa=X&oi=image_result&resnum=4&ct=image&ved=0CA0Q9QEwAw

http://www.climateminds.dk/science-con-sensus/forsoeg-og-cases/klimaforandringer/illustration-af-

groenlandspumpen/

http://da.wikipedia.org/wiki/Oversv%C3%B8mmelse

http://www.wiki.berlingske.dk/klima/Albedo-effekt