שינויים

[[תמונה:Air_.pollution_1.jpg|שמאל|ממוזער|350px|תחנת כוח במקסיקו סיטי [[זיהום אוויר|מזהמת את האוויר ]]. זיהום אוויר הוא אחד המקורות העיקריים לפליטה של [[גזי חממה]] שמקורם בפעילות אנושית]]  

[[תמונה:Air_.pollution_1.jpg|שמאל|ממוזער|350px|תחנת כוח במקסיקו סיטי [[זיהום אוויר|מזהמת את האוויר ]]. זיהום אוויר הוא אחד המקורות העיקריים לפליטה של [[גזי חממה]] שמקורם בפעילות אנושית]]  

'''אפקט החממה''' הוא תהליך שבו [[גזי חממה]] ב[[אטמוספירה]] של כוכב לכת גורמים להחזר של קרינה אלקטרומגנטית אינפרה אדומה אל פני השטח שלו, ובכך גורמת להתחממות שלו. מקור השם הוא באנלוגיה מוטעית לחימום של אוויר בתוך חממה יחסית לאוויר מחוץ לה (ראו הסבר בהמשך). הטמפרטורה הממוצעת של פני השטח של [[כדור הארץ]] עומדת על כ-15 מעלות צלזיוס. בהעדר אפקט החממה הטמפרטורה היתה קרה יותר בכ-33 מעלות צלזיוס - מתחת לנקודת הקפאון של [[מים]]. המודל הוצע לראשונה על ידי הכימאי השבדי סוונטה אוגוסט אהרניוס בשנת 1896.   

'''אפקט החממה''' הוא תהליך שבו [[גזי חממה]] ב[[אטמוספירה]] של כוכב לכת גורמים להחזר של קרינה אלקטרומגנטית אינפרה אדומה אל פני השטח שלו, ובכך גורמת להתחממות שלו. מקור השם הוא באנלוגיה מוטעית לחימום של אוויר בתוך חממה יחסית לאוויר מחוץ לה (ראו הסבר בהמשך). הטמפרטורה הממוצעת של פני השטח של [[כדור הארץ]] עומדת על כ-15 מעלות צלזיוס. בהעדר אפקט החממה הטמפרטורה היתה קרה יותר בכ-33 מעלות צלזיוס - מתחת לנקודת הקפאון של [[מים]]. המודל הוצע לראשונה על ידי הכימאי השבדי סוונטה אוגוסט אהרניוס בשנת 1896.   

כיום ישנה תמיכה רחבה בקהילה המדעית בהשערה שהתעצמות אפקט החממה של כדור הארץ, שמקורה בפעילות של בני אדם (בעיקר עקב פליטת [[גזי חממה]] מסוג [[פחמן דו חמצני]] ו[[מתאן]]), גורמת ל[[התחממות עולמית|התחממות העולמית]] [http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/306/5702/1686].

כיום ישנה תמיכה רחבה בקהילה המדעית בהשערה שהתעצמות אפקט החממה של כדור הארץ, שמקורה בפעילות של בני אדם (בעיקר עקב פליטת [[גזי חממה]] מסוג [[פחמן דו חמצני]] ו[[מתאן]]), גורמת ל[[התחממות עולמית|התחממות העולמית]] [http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/306/5702/1686].

==מנגנון בסיסי של אפקט החממה==

==מנגנון בסיסי של אפקט החממה==

{{תבנית:התחממות עולמית}}

{{התחממות עולמית}}

כדור הארץ מקבל את רוב האנרגיה שלו מהשמש. אנרגיה זו מגיעה באורכי גל שונים של קרינה כמו אולטרה-סגול, אור נראה, וקרינה קרובה לאולטרה-אדום. מתוך סך כמות האנרגיה שזמינה בחלק הגבוה של האטמוספירה רק כ 50% נקלטת על ידי פני השטח של כדור הארץ. היות וכדור הארץ הוא גוף חם, פני השטח שלו פולטים קרינת אינפרה-אדומה שרחוקה מאור נראה. רוב הקרינה האינפרה אדומה הזאת (שנפלטת לכיוון החלל) נקלטת על ידי האטמוספירה (שמתחממת כתוצאה מכך) וחלק מהקרינה הזאת נשברת בדומה לאור נראה - חלקה מוחזר לכדור הארץ וחלקה מוחזר כלפי מעלה. הקרינה האינפרה-אדומה שמוחזרת אל כדור הארץ נקלטת על ידי פני השטח שלו שמתחממים עוד יותר מכך. לכידה זו של קרינה אינפרה אדומה בעלת אורך-גל ארוך מובילה לטמפרטורה גבוהה יותר יחסית למצב שבו לכדור הארץ לא היתה אטמוספירה כלל. הפרש טמפרטוה זה הוא "אפקט החממה".  

כדור הארץ מקבל את רוב האנרגיה שלו מהשמש. אנרגיה זו מגיעה באורכי גל שונים של קרינה כמו אולטרה-סגול, אור נראה, וקרינה קרובה לאולטרה-אדום. מתוך סך כמות האנרגיה שזמינה בחלק הגבוה של האטמוספירה רק כ 50% נקלטת על ידי פני השטח של כדור הארץ. היות וכדור הארץ הוא גוף חם, פני השטח שלו פולטים קרינת אינפרה-אדומה שרחוקה מאור נראה. רוב הקרינה האינפרה אדומה הזאת (שנפלטת לכיוון החלל) נקלטת על ידי האטמוספירה (שמתחממת כתוצאה מכך) וחלק מהקרינה הזאת נשברת בדומה לאור נראה - חלקה מוחזר לכדור הארץ וחלקה מוחזר כלפי מעלה. הקרינה האינפרה-אדומה שמוחזרת אל כדור הארץ נקלטת על ידי פני השטח שלו שמתחממים עוד יותר מכך. לכידה זו של קרינה אינפרה אדומה בעלת אורך-גל ארוך מובילה לטמפרטורה גבוהה יותר יחסית למצב שבו לכדור הארץ לא היתה אטמוספירה כלל. הפרש טמפרטורה זה הוא "אפקט החממה".  

* הקרינה שנכנסת אל כדור הארץ היא ברובה באורכי גל קרובים לאור הנראה, בעיקר בטווחים של 0.2-4 μm. כמעט חצי מקרינה זו היא בצורה של אור נראה (ההסבר לכך הוא כי העיניים שלנו ושל חלק גדול מבעלי החיים האחרים [[אבולוציה ביולוגית|התפתחו]] כדי לראות בצורה טובה תוך שימוש בקרינה באורך גל זה).  

* הקרינה שנכנסת אל כדור הארץ היא ברובה באורכי גל קרובים לאור הנראה, בעיקר בטווחים של 0.2-4 μm. כמעט חצי מקרינה זו היא בצורה של אור נראה (ההסבר לכך הוא כי העיניים שלנו ושל חלק גדול מבעלי החיים האחרים [[אבולוציה ביולוגית|התפתחו]] כדי לראות בצורה טובה תוך שימוש בקרינה באורך גל זה).  

[[קובץ:Greenhouse Effect svg.png|ממוזער|300px|תרשים סכמטי של אפקט החממה. אור שמש מגיע לכדור הארץ פוגע בו ומחממת אותו. כדור הארץ מתחמם ולכן פולט קרינה אינפרה-אדומה שמוקרנת לכיוון החלל. קרינה זו נתקלת ב[[גזי חממה]] המצויים באטמוספירה ואשר מחזירים אותה חזרה לכיוון האדמה או בולעים אותה באטמוספירה ובכך גורמים להתחממות פני השטח של הכדור.]]

[[קובץ:Greenhouse Effect svg.png|ממוזער|300px|תרשים סכמטי של אפקט החממה. אור שמש מגיע לכדור הארץ פוגע בו ומחממת אותו. כדור הארץ מתחמם ולכן פולט קרינה אינפרה-אדומה שמוקרנת לכיוון החלל. קרינה זו נתקלת ב[[גזי חממה]] המצויים באטמוספירה ואשר מחזירים אותה חזרה לכיוון האדמה או בולעים אותה באטמוספירה ובכך גורמים להתחממות פני השטח של הכדור.]]

כאמור כמעט כל האנרגיה שמגיעה לפני השטח של כדור הארץ מקורה ב[[אנרגיה סולארית]] מהשמש. קרינה זו בקצה העליון של האטמוספירה מספקת הספק אנרגטי שנתי של 1366 וואט למטר רבוע בממוצע. אבל אפקטים גאומטרים ומשטחים מחזירי אור מגבילים את כמות האור הנקלט לממוצע של כ-235 וואט למטר רבוע בממוצע. אם זו היתה כמות החום שמתקבלת בפני השטח, אזי, אם נזניח שינויים באלבדו (החזר קרינה), פני השטח של כדור הארץ היו מצויים בטמפרטורה של מינוס 18 מעלות צלזיוס (Lashof 1989). מעל 75% מהחום שנקלט באטמוספירה נקלט בגלל פעילותם של [[גזי חממה]] שבולעים קרינת חום הנפלטת על ידי פני השטח של כדור הארץ. האטמוספירה בתורה מעבירה את האנרגיה שקיבלה אל החלל (38%) ואל פני השטח של כדור הארץ (62%). הכמוניות האלה תלוית בחום ובדחיסות של האטמוספירה. [[תהליך|תהליך]] זה שבו יש מחזור של אנרגיה שמחמם את פני כדור הארץ הוא חלק מהותי מהאקלים של כדור הארץ.  

כאמור כמעט כל האנרגיה שמגיעה לפני השטח של כדור הארץ מקורה ב[[אנרגיה סולארית]] מהשמש. קרינה זו בקצה העליון של האטמוספירה מספקת הספק אנרגטי שנתי של 1366 וואט למטר רבוע בממוצע. אבל אפקטים גאומטרים ומשטחים מחזירי אור מגבילים את כמות האור הנקלט לממוצע של כ-235 וואט למטר רבוע בממוצע. אם זו היתה כמות החום שמתקבלת בפני השטח, אזי, אם נזניח שינויים באלבדו (החזר קרינה), פני השטח של כדור הארץ היו מצויים בטמפרטורה של מינוס 18 מעלות צלזיוס (Lashof 1989). מעל 75% מהחום שנקלט באטמוספירה נקלט בגלל פעילותם של [[גזי חממה]] שבולעים קרינת חום הנפלטת על ידי פני השטח של כדור הארץ. האטמוספירה בתורה מעבירה את האנרגיה שקיבלה אל החלל (38%) ואל פני השטח של כדור הארץ (62%). הכמויות האלה תלויות בחום ובדחיסות של האטמוספירה. [[תהליך|תהליך]] זה שבו יש מחזור של אנרגיה שמחמם את פני כדור הארץ הוא חלק מהותי מהאקלים של כדור הארץ.  

בתנאים יציבים, (ללא שינוי באפקט החממה) כמות האנרגיה הכוללת שנכנסת לכדור הארץ מהשמש, שווה בדיוק לכמות האנרגיה, מה שמאפשר טמפרטורה יציבה (ממוצעת) בכדור הארץ על פני זמן. עם זאת מדידות מהשנים האחרונות מצביעות על כך שכדור הארץ קולט קרינה עודפת בכמות של 0.85 וואט למטר רבוע (עם מרווח שגיאה של 0.15 וואט למטר רבוע). רוב מדעני האקלים חושבים שאי-סימטריה זו של מאזן האנרגיה נובעת מהגדלת הפליטות של [[גזי חממה]] על ידי בני אדם. [http://en.wikipedia.org/wiki/File:Greenhouse_Effect.svg]

בתנאים יציבים, (ללא שינוי באפקט החממה) כמות האנרגיה הכוללת שנכנסת לכדור הארץ מהשמש, שווה בדיוק לכמות האנרגיה, מה שמאפשר טמפרטורה יציבה (ממוצעת) בכדור הארץ על פני זמן. עם זאת מדידות מהשנים האחרונות מצביעות על כך שכדור הארץ קולט קרינה עודפת בכמות של 0.85 וואט למטר רבוע (עם מרווח שגיאה של 0.15 וואט למטר רבוע). רוב מדעני האקלים חושבים שאי-סימטריה זו של מאזן האנרגיה נובעת מהגדלת הפליטות של [[גזי חממה]] על ידי בני אדם. [http://en.wikipedia.org/wiki/File:Greenhouse_Effect.svg]

קיים הבדל בין אפקט החnמה הקיים בזמן נתון, לבין ה[[תהליך ארוך טווח|תהליך]] של [[התחממות עולמית]], ובמיוחד בגורמים המשפיעים על שני הדברים.  

קיים הבדל בין אפקט החnמה הקיים בזמן נתון, לבין ה[[תהליך ארוך טווח|תהליך]] של [[התחממות עולמית]], ובמיוחד בגורמים המשפיעים על שני הדברים.  

גזי חממה גורמים לספיגת קרינה של חלקים מהספקטרום האלקרומגנטי (בתחום התת אדום) המוחזר מכדור הארץ. הגזים השונים משפיעים על איזורי אורך-גל שונים, ובין חלק מהם יש חפיפה באיזורי הספקטרום. בנוסף לכך, בחלק מאורכי הגל קיים כבר כיום אפקט חממה שקרוב ל-100%. הוספת גזי חממה שישפיעו על אורכי גל אלה, משפיעה מעט מאד על הגידול בהתחממות העולמית. באורכי גל אחרים, כמות הבליעה נמוכה, ותוספת של גזי חממה בהם היא משמעותית יותר. זו אחת הסיבות מדוע התרומה של גז חממה לאפקט החממה הקיים שונה מתרומת אותו גז לההתחממות העולמית.  

גזי חממה גורמים לספיגת קרינה של חלקים מהספקטרום האלקטרומגנטי (בתחום התת אדום) המוחזר מכדור הארץ. הגזים השונים משפיעים על איזורי אורך-גל שונים, ובין חלק מהם יש חפיפה באיזורי הספקטרום. בנוסף לכך, בחלק מאורכי הגל קיים כבר כיום אפקט חממה שקרוב ל-100%. הוספת גזי חממה שישפיעו על אורכי גל אלה, משפיעה מעט מאד על הגידול בהתחממות העולמית. באורכי גל אחרים, כמות הבליעה נמוכה, ותוספת של גזי חממה בהם היא משמעותית יותר. זו אחת הסיבות מדוע התרומה של גז חממה לאפקט החממה הקיים שונה מתרומת אותו גז להתחממות העולמית.  

[[אדי מים]] הם [[גז החממה]] העיקרי בכדור הארץ, והם התורמים העיקריים לאפקט החממה הקיים. לעומת זאת הם בעלי השפעה מוגבלת על [[תהליך]] ההתחממות העולמי. הקיבולת המקסימלית של אדי המים באטמוספירה נקבעת על ידי הטמפרטורה שלה. כאשר האטמוספירה מתחממת היא יכולה להכיל כמות גבוהה יותר של אדי מים. אם מוסיפים עוד אדי מים, מעל יכולת הקיבולת המקסימלית, הם מתעבים בצורת משקעים שונים כמו טל או גשם ויוצאים מתוך האטמוספירה. מסיבה זו, כמות אדי המים באטמוספירה מוגבלת לגודל מקסימלי בכל טמפרטורה נתונה. הכמות האמיתית של אדי מים באטמוספירה משתנה במהירות על ידי אירועי מזג אוויר - בתוך מספר ימים . לעומת זאת גזי חממה כמו [[פחמן דו חמצני]] או [[מתאן]] נמצאים באטמופסירה במשך עשרות שנים.  

[[אדי מים]] הם [[גז החממה]] העיקרי בכדור הארץ, והם התורמים העיקריים לאפקט החממה הקיים. לעומת זאת הם בעלי השפעה מוגבלת על [[תהליך]] ההתחממות העולמי. הקיבולת המקסימלית של אדי המים באטמוספירה נקבעת על ידי הטמפרטורה שלה. כאשר האטמוספירה מתחממת היא יכולה להכיל כמות גבוהה יותר של אדי מים. אם מוסיפים עוד אדי מים, מעל יכולת הקיבולת המקסימלית, הם מתעבים בצורת משקעים שונים כמו טל או גשם ויוצאים מתוך האטמוספירה. מסיבה זו, כמות אדי המים באטמוספירה מוגבלת לגודל מקסימלי בכל טמפרטורה נתונה. הכמות האמיתית של אדי מים באטמוספירה משתנה במהירות על ידי אירועי מזג אוויר - בתוך מספר ימים. לעומת זאת גזי חממה כמו [[פחמן דו חמצני]] או [[מתאן]] נמצאים באטמוספירה במשך עשרות שנים.  

הדבר דומה לשימוש בשמיכות שונות לכיסוי ילד ישן. בעוד שאדי מים מייצגים שמיכה "חמה" יותר (שגורמת לבידוד טוב יותר) - לדוגמה שמיכת פוך, [[פחמן דו חמצני]] הוא שמיכה "חמה" פחות - לדוגמה שמיכת צמר. אבל הוספת שמיכת הפוך נמשכת למשך שניות בודדות, לפני שהיא נזרקת על ידי הילד, בעוד ששמיכת הצמר נשארת על הילד כל הלילה. במצב זה שמיכת הצמר גרמה לבידוד טוב יותר יחסית לשמיכת הפוך, למרות שבמשך זמן נתון היא מבודדת פחות.

הדבר דומה לשימוש בשמיכות שונות לכיסוי ילד ישן. בעוד שאדי מים מייצגים שמיכה "חמה" יותר (שגורמת לבידוד טוב יותר) - לדוגמה שמיכת פוך, [[פחמן דו חמצני]] הוא שמיכה "חמה" פחות - לדוגמה שמיכת צמר. אבל הוספת שמיכת הפוך נמשכת למשך שניות בודדות, לפני שהיא נזרקת על ידי הילד, בעוד ששמיכת הצמר נשארת על הילד כל הלילה. במצב זה שמיכת הצמר גרמה לבידוד טוב יותר יחסית לשמיכת הפוך, למרות שבמשך זמן נתון היא מבודדת פחות.