תהיתם פעם מדוע כדור הארץ, למרות היותו בערך באותו מרחק מהשמש כמו הירח, שומר על טמפרטורה שונה משלו? בעוד הירח חווה תנודות קיצוניות, משיאי טמפרטורה לוהטים ביום של כ-127 מעלות צלזיוס ועד לשפל קפוא בלילה של מינוס 173 מעלות צלזיוס, הטמפרטורה של כדור הארץ משתנה רק בעשרות בודדות של מעלות בין יום ללילה, או אפילו בין עונות השנה. הבדל יוצא דופן זה, שהופך את החיים לאפשריים, נובע בעיקר מהאטמוספרה הייחודית של כדור הארץ.
למעשה, האטמוספרה פועלת כמנגנון לוויסות חום, מה שהופך את טמפרטורת הפלנטה שלנו למאוזנת הרבה יותר ממה שהייתה בלעדיה. אבל איך עובדת השמיכה הבלתי נראית הזאת?
צפו בפרק של מיזם °מעלה וחצי על המנגנון שמאחורי אפקט החממה:
מהו אפקט החממה?
טווח הטמפרטורות בכדור הארץ מתאים לחיים הודות לאפקט החממה. אפקט החממה הוא תהליך שמתחיל בקרינת גל קצר המגיעה לכדור הארץ מהשמש. חלק מקרינה זו מוחזר, אך רובה נספג על ידי פני כדור הארץ, מה שגורם לו להתחמם. ככל שכדור הארץ מתחמם, כך הוא פולט חום חזרה לחלל בצורת קרינת גל ארוך.
האטמוספרה, ובמיוחד גזים מסוימים שמרכיבים אותה, ממלאים תפקיד מכריע. שלא כמו בירח, שאין לו אטמוספרה ללכוד את החום המוחזר הזה, האטמוספרה של כדור הארץ מכילה גזים שכולאים חלק מקרינת הגל הארוך המוחזרת הזו, ומונעים ממנה לברוח חזרה לחלל. החום הכלוא הזה מחמם את האטמוספרה עצמה, ותורם לאיזון הטמפרטורה של כדור הארץ. גזים לוכדי חום אלו קרויים גזי חממה.
מהם גזי החממה?
בעוד האטמוספרה של כדור הארץ מורכבת בעיקר מחנקן ומחמצן, גזים אלו אינם מגיבים לקרינת הגל הארוך המוחזרת; היא פשוט עוברת דרכם. עם זאת, גזים אחרים, שנמצאים בריכוזים נמוכים בהרבה, הם "גזי חממה" מכיוון שהמבנים המולקולריים המורכבים יותר שלהם מאפשרים להם לספוג ולפלוט מחדש קרינה זו, מה שמוביל לשחרור חום. גזי חממה מרכזיים כוללים פחמן דו-חמצני, מתאן, אוזון ואדי מים.
מעניין לציין שאדי מים הם כ-95 אחוז מגזי החממה באטמוספרה שלנו ותורמים באופן משמעותי לאפקט החממה הטבעי. נוכחותם יכולה להיות כ-50 אחוז מאפקט החממה. אז מדוע אדי מים אינם הדאגה העיקרית כשאנחנו מדברים על משבר האקלים? התשובה טמונה במחזור ההידרולוגי שלהם. מים מתאדים ללא הרף, יוצרים עננים ויורדים כגשם, מה שאומר שלריכוזם האטמוספרי יש מחזור טבעי וקצר יחסית שאינו משתנה ישירות על ידי פליטות תעשייתיות אנושיות.
מה הבעיה עם גזי חממה?
ההתמקדות שלנו עוברת לפחמן דו-חמצני ולמתאן מכיוון שפעילויות אנושיות מגבירות באופן ישיר את ריכוזם באטמוספרה. אף על פי שריכוז הפחמן הדו-חמצני הוא רק כ-3.5 אחוזים מסך גזי החממה באטמוספרה, מדובר בגז חממה יעיל ביותר, האחראי לכ-25 אחוז מאפקט החממה. גז החממה מתאן, למרות ריכוזיו הנמוכים עוד יותר, מגיב חזק מאוד לקרינה ותורם בערך 10 אחוזים או יותר לאפקט החממה. נתונים מראים עלייה משמעותית בריכוז הפחמן הדו-חמצני והמתאן באטמוספרה מאז המהפכה התעשייתית. ככל שריכוזיהם עולים, הם לוכדים יותר קרינה שמוחזרת, מה שמוביל לספיגה מוגברת של חום באטמוספרה.
מעלה וחצי - הכתבות הקודמות:
השפעת משבר האקלים על חיי היום-יום בישראל
לא נבואה, כך בונים תחזיות על העתיד האקלימי
פחות חורף, יותר מדבר
שוניות האלמוגים, הקנרית שמתריעה על התחממות כדור הארץ
מה הקשר בין האוקיינוסים למשבר האקלים
מעלה וחצי: האחראי המרכזי לעליית הפחמן הדו-חמצני
מעלה וחצי: כישלון התרמוסטט הטבעי של כדור הארץ
מעלה וחצי: למה כדור הארץ הוא לא גוש קרח ענקי?
ואיך כל זה קשור להתחממות הגלובלית ולמשבר האקלים? פחמן דו-חמצני נפלט משריפת דלקים מאובנים (פחם, נפט וגז "טבעי"). לכן כל עוד נמשיך להשתמש באנרגיה שמקורה בשריפת דלקים, כך ריכוז הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה ימשיך לעלות – והטמפרטורה בכדור הארץ תעלה.
יש מתאם בין העלייה בריכוז הפחמן הדו-חמצני והמתאן באטמוספרה לעלייה בטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ שנצפתה במאה האחרונה. יתרה מכך, אנחנו יודעים שהסוג הספציפי (האיזוטופ) של הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה הוא זה שנפלט משריפת דלקים מאובנים. העלייה בריכוז הפחמן הדו-חמצני מובילה להתחממות וזו גורמת לעלייה בריכוז אדי המים באטמוספרה, מה שמגביר עוד יותר את ההתחממות ויוצר מחזור מורכב שתורם להתחממות הגלובלית.
לסיכום, גזי חממה הם גורם חשוב בקביעת הטמפרטורה של כדור הארץ. הם מצילים את כדור הארץ מקפיאה. אבל במאה השנים האחרונות, שריפה של דלקים מובילה לעלייה בריכוז גזי החממה באטמוספרה וגורמת לחימום מהיר של כדור הארץ, למשבר האקלים.
פרופ' יוחאי כספי הוא חוקר דינמיקה אטמוספרית ממכון ויצמן וחבר בפורום מדעני ומדעניות האקלים. הפורום הוקם במטרה ליצור חיבור אפקטיבי בין המחקר המדעי העוסק במשבר האקלים למקבלי ההחלטות והתקשורת.
הכתבה הוכנה על ידי פורום מדעני ומדעניות האקלים וסוכנות הידיעות זווית מבית האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה
