E-Okul Bilgi

KÜRESEL ISINMA VE SERA ETKİSİ



Küresel ısınma, dünyanın gündeminde olan önemli bir çevre problemidir.

İnsan etkinlikleri sonucunda atmosfere salınan ve doğal sera etkisini kuvvetlendirerek hava ve deniz suyu sıcaklıklarının artmasına neden olan sera gazları sorunun odak noktasını oluşturmaktadır.

Atmosferde bulunan CO2, CH4, N2O, O3 ve CFC’lar doğal sera gazları olarak bilinmektedirler ve dünyanın yüzeyinde doğal yaşama ortamı yaratırlar.

Bu gazlar, güneşten gelen alçak frekans ve uzun dalga ışınlarını emerler. Böylece atmosferde ısıyı tutmuş olurlar. Hesaplamalara göre, bu gazlar olmasaydı, dünyanın yüzey ısısı şimdikinden 33 0C daha az olurdu.

Dengeli bir sera etkisinin dünya için büyük önemi vardır. sera gazlarının atmosferde artması küresel ısınmaya neden olur. Bu gazların miktarı endüstriyel faaliyetler ve kimyasal tüketimler sonucu artış göstermektedir.

Sera etkisi teorisi ilk kez 1827’de ortaya atılmıştır. Konuyla ilgili çalışmalar yıllarca devam etmiştir. İlk olarak 1938 ‘de atmosferde iklimi önemli ölçüde değiştirecek miktarda sera gazı emisyonu olduğu ortaya atıldı. Elde edilen bu bilgiye gereken önem verilmedi.

1957’de konu ile ilgili çalışmalara ağırlık verildi ve bundan sonra küresel ısınma teorisi ortaya çıktı ama büyük ölçüde kabul edilmedi.

1980’li yıllardan itibaren küresel ısınma gerçeği üzerinde durulmaya ve bilimsel işbirliğine gidilmeye başlandı.

1990’da Birleşmiş milletlerin düzenlediği Uluslar arası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) geniş ölçüde kabul edilen raporunu sundu. Bu rapora göre; 21. yüzyıl boyunca küresel ortalama hava sıcaklığındaki artış oranı, her on yıl için yaklaşık 0.3 0C olarak belirlenmiştir. Ayrıca ortalama deniz seviyesinin de 65 cm. Kadar yükseleceği öngörülmektedir

A. SERA ETKİSİ NEDİR ?

Güneş sisteminde, Merkür dışındaki bütün gezegenlerin bir atmosferi vardır. Örneğin Mars’ın CO2 ‘den oluşan ince ve soğuk bir atmosferi, Venüs’ün CO2 , N2 , SO2 (kükürt dioksit) ve su buharı içeren çok yoğun ve sıcak bir atmosferi vardır.

Her iki gezegende de dünyadaki yaşam formlarının bulunması olanaksızdır. Yeryüzünde yaşam, atmosferin oluşturduğu uygun koşullar sayesinde devam etmektedir.

Dünyamızın oluşumunun ilk aşamalarında bir atmosferin bulunmadığı düşünülmektedir. Tektonik hareketlerin sonucunda dünyanın iç kısımlarındaki gazların zamanla bir atmosfer oluşturduğu varsayılıyor.

Bu ilk atmosferin yapısı bugünkünden oldukça farklıydı. Mesela O2 yok denecek kadar azdı, bir ozon tabakası da yoktu.

Günümüzde dünya atmosferi N2, O2, Ar, CO2, CH4, H2O(g) ve az miktarda diğer gazlardan, partiküller ve aerosollerden oluşmaktadır.

Atmosferimiz, çeşitli katmanlardan meydana gelmiştir. İlk tabaka troposferdir. Atmosferdeki gaz kütlesinin %85’i, su buharında hemen hemen hepsi bir tabakadadır. Bir sonraki tabaka stratosferdir. Bu tabakada mor ötesi ışınlar tutulur.

Uzaydan bakıldığında dünyanın yaydığı enerjinin dalga boyunun, -18 0C deki bir cisimden yayılan enerjinin dalga boyuyla aynı olduğu görülür. Ancak dünyada ortalama sıcaklık 15 0C dir. Bu durum dünyaya gelen enerjinin atmosfer onda dokuzu yeryüzüne geçer.

Dünyamız gelen bu ışınlarla ısınmış olur. Bu ışınlar, atmosferdeki su buharı, CO2 ve CH4 molekülleri tarafından soğurulur. Böylece dünya yüzeyi ve troposfer olması gerekenden daha sıcak olur.

Ekvatordan yükselen sıcak hava kutuplara, kutupların soğuk havası da ekvatora doğru yönelir. Böylece atmosfer olayları, su ve karbon döngüsü vb. süreçlerle dünyada yaşam sürer.

Sera etkisi teorisi ilk kez Fransız matematikçisi Fourier tarafından ortaya atılmıştır.

Fourier, dünya atmosferini, güneş ışınlarıyla ısınan ama içindeki ısıyı dışarıya bırakmayan seralara benzetmiştir. Bu nedenle bu olaya doğal sera etkisi denilmektedir.

Dengeli bir sera etkisi dünyamız için gereklidir. Çünkü dünyayı sıcak ve yaşanabilir hale getirir. Eğer bu etki olmasaydı dünyadaki sıcaklık -18 0C dolayında olurdu. Şiddetli bir sera etkisi ise dünyayı çok sıcak bir gezegen yapabilir.

Sera Gazları

Sera etkisi, atmosferin kimyasal kompozisyonu tarafından sağlanır. Kimyasal kompozisyonu, sera etkisi yapan gazlar veya kısaca sera gazları oluşturur. Su buharı CO2 , O3 , CH4 doğal sera gazlarıdır. N2O ve CFC’lar da dolaylı olarak sera etkisi yapar.

Atmosferdeki sera gazlarının miktarı olması gerekenden fazla olduğu takdirde şiddetli bir sera etkisi ortaya çıkabilir.

Nitekim; endüstri devriminden itibaren atmosferdeki CO2 ve diğer sera gazlarının konsantrasyonları önemli ölçüde artmıştır. 20. yüzyıl boyunca artış devam etmiştir ve hala artmaktadır.

Bu gazların artışı, atmosferin ısı tutma kapasitesini artırıyor ve böylece küresel sıcaklığın yükselmesine yol açıyor.

Küresel ısınmanın temel nedeni olarak sera gazlarının artışı görülmektedir. En büyük sera etkisini su buharı yapar.

Su buharı miktarı su çevrimine bağlıdır, insanların su çevrimine karşı yapabilecekleri bir şey yoktur. Diğer sera gazlarının artışına ise insan aktiviteleri sebep olmaktadır. Bu aktivitelerin başında ise fosil yakıtların kullanılması gelir.

Sera Gazları
CO2
(ppm) Ch8
(ppm) CFC-118
(ppt) (FC-12
(ppt) N2O
(ppb)

Endüstri öncesi atmosferik konsantrasyon (1750-1800) 280 0,8 0 0 280

1990 yılı hesaplamalarına göre atmosferik
konsantrasyon

353 1,72 280 484 310

Atmosferik birikiminde yıllık artış
(%) 1,8 0,015 9,5 17 0,8

Atmosferik ömrü (yıl)
50.200 10 65 130 150

Tablo 1. İnsan Aktivitelerine Bağlı Olarak Sera Gazlarının Artış Miktarları (IPCC, 1990)

Sera Gazları Katkı Oranı (%) Emisyon Kaynakları

CO2 %50 * Kömür, petrol, doğal gaz gibi fosil
yakıtların kullanımı
* Ormanların yok edilmesi

CFC
%22 * Sprey kutularındaki aerosoller
* Buzdolaplarındaki soğutucu maddeler
* Elektronik sanayiinde kullanılan
temizleme maddeleri
* Aircondition sistemleri

CH4

%14 * Pirinç tarlaları
* Hayvanların mideleri
* Biyokütlenin yakılması
* Çöp sahaları
* Doğal gaz boru hatlarındaki kaçaklar
* Maden ocakları

O3 %7 * Trafik
* Termik santrallerdeki yanma olayları
* Tropikal ormanların yok olması

N2O %4 * Suni gübreler
* Fosil yakıtlar
* Naylon üretimi

Su buharı %3

Tablo 2. Sera Gazları, Bunların Küresel Isınmaya Katkıları ve Emisyon Kaynakları

B. KÜRESEL ISINMA

Dünya iklim sistemi, milyonlarca yıldan son yıllara kadar tüm zaman ölçeklerinde doğal olarak bir değişim göstermektedir.

Jeomorfolojik ve klimatolojik bakımdan en iyi bilinen, en son ve en önemli doğal iklim değişiklikleri 4. Zaman’daki (kuvarternedeki) buzul ve buzularası dönemlerde olmuştur.

Ancak 19. yüzyıldan sonra, iklimdeki doğal değişimlere ek olarak, insan aktivitelerinin de iklimi etkilediği yeni bir döneme girilmiştir.

Küresel iklim sistemindeki değişiklikler, doğal iç ve dış kuvvetlerin ve etmenlerin yanı sıra, sera gazı birikimlerini arttıran insan etkinlikleri de dikkate alınarak tanımlanmakta ve değerlendirilmektedir.

Atmosferdeki sera gazlarının miktarlarının artarak sera etkisini kuvvetlendirmesi sonucu küresel ısınma, özellikle 1980’li yıllardan sonra daha da belirginleşmiş ve 1990’lı yıllarda en yüksek değerine ulaşmıştır.

Dünya iklim sistemi, atmosfer, okyanuslar, okyanus akıntı sistemi, kutup bölgeleri, ormanlar, çöller, buzullar ve yanardağlar, insan etkinlikleri vb. birçok değişkeni olan çok karmaşık bir bulmaca gibidir. Bunların iklim sistemine etkileri tam olarak anlaşılmış değildir.

Bu nedenle hava durumu tahminlerinde, kasırga rotalarının ve gelecekteki iklim desenlerinin öngörülmesinde iklimbilimciler en çok matematiksel modellere başvururlar.

Günümüzde kullanılan birkaç küresel iklim modeli vardır. bu modellerin bazı ayrıntıları farklı olsa da genel öngörüleri aynıdır. Örneğin modellerin tümü; atmosferdeki CO2 oranının artışının dünyanın yavaş yavaş ısınmasına yol açacağını söyler. Bu ısınmanın devamı da küresel enerji kullanımına bağlı olacaktır. Fosil yakıtlardan elde edilen enerji tüketiminin 2050 yılında 30 terawatt’a (milyar kw) kadar çıkacağı hesaplanmıştır. Bununla birlikte atmosferdeki CO2 oranının da 2050 ‘li yıllarda ikiye katlanacağı tahmin edilmektedir.

Bu artışın sıcaklıklardaki artışı ne kadar etkileyeceği konusunda farklı iklim modelleri mevcuttur. Bazı modeller, sıcaklık artışının 1 0C ‘de kalacağını, bazıları da 5 0C’ye kadar çıkacağını söylüyor. Görüldüğü gibi küresel bir ısınmanın olacağı kesindir. Ancak bu ısınmanın ne kadar olacağı, ne kadar süreceği ve en önemlisi dünyayı nasıl etkileyeceği konularında net bir şeyler söylenememektedir. 1 0C ‘lik bir artışın bugünkü hayat, pek etkilemeyeceği düşünülüyor. Eğer sıcaklık 5 0C artarsa, sadece insanlık için değil tüm canlılar için çok büyük etkileri olacaktır.

1. Küresel Isınmanın Dünya Üzerindeki Etkileri

Küresel ısınmaya karşı alınacak önlemlerin belirlenmesi için bilim adamlarından küresel ısınmanın sonuçlarını tahmin etmeleri beklenmektedir. Ancak iklimbilimciler küresel ısınma sürecinin nedenleri, süresi, olası sonuçları ve yapılması gerekenler konusunda bir görüş birliğine varamamışlardır. Gerçekten de bölgesel olarak öngörülerde bulunmak şimdilik çok zor. Yalnızca genel olarak ne tür değişiklikler olabileceğini söyleyebiliyorlar.

Isınmanın dünyanın her yerinde aynı ölçüde olmayacağı söylenebilir. Sıcaklık artışı, yüksek enlemlerde ve kutup bölgelerinde daha şiddetli olacaktır. Artışın, dünya ortalamasının iki katı kadar olacağı tahmin ediliyor. Yani dünyanın ortalama sıcaklığı 3,5 0C artarsa kutup bölgelerinde ortalama sıcaklık 7 0C kadar artacak (Bilim ve teknik, 392).

Sıcaklığın bu artışı, Arktik Denizi ile Antartika’daki buzların ve dağlardaki buzulların erimesine neden olacaktır. Belki de uzun zaman sonra bu bölgeler bitki ve ormanlarla kaplanacaktır.

90’lı yıllardan sonra küresel ısınmanın artmasıyla dünyadaki buzların erimesi hızlanmıştır. Buz erimesindeki artışın en kolay gözlendiği yerlerden birisi, Antartika’dır. Antartika’nın batısındaki buz tabakaları 1973 ile 1993 yılları arasında %20 küçülmüştür. Kimi bilim adamları,buzların erimesinin bölgesel ısınmadan kaynaklandığını düşünüyor. Son 20 yılda, buzların eridiği sıcak dönem 2-3 hafta uzamış.

1940 yılından 2000 yılına kadar bölgenin yıllık hava sıcaklığı ortalaması 2,5 0C artmıştır.
Ayrıca buzulların erimesiyle deniz seviyeleri yükselecektir. Hesaplamalara göre 3-4 0C ‘lik bir sıcaklık artışı, 2050 yılında denizlerin düzeyini en fazla 35 cm. yükseltecek. Deniz seviyesinin yükselmesinde sıcaklık artışı nedeniyle okyanus sularının ısıl genleşmesinin de payı olacaktır. Bu yükselme, kıyı şeritlerinin değişmesine ve kışı ülkelerinin toprak kaybetmesine yol açacaktır.

Deniz seviyesinin yükselmesiyle kıyılara yakın temiz su kaynaklarının denizle birleşmesi, temiz su sorununu ortaya çıkaracaktır. Artan buharlaşma yüzünden de göl ve ırmak sularında %20’ye varan bir su kaybı olması bekleniyor.

Küresel ısınma, deniz sularının ısınmasına da neden olacaktır. Bu ortamlardaki canlılar ya koşullara uyum sağlayacaklardır. Ya da elverişli alanlara göz edeceklerdir. Araştırmacılar artan sıcaklığa bağlı olarak tropikal türlerin Süveyş kanalını geçerek Akdeniz havzasının güneyini istila etmeye başladıklarını, mevcut türlerin de güneyden kuzeye doğru çıktıklarını
saptamışlardır

Ekvatordaki sıcaklık artışının ise dünya ortalamasının çok altında olacağı tahmin ediliyor. Sıcaklık artışı kışları, yazlara göre birkaç derece fazla olacak.

Gece sıcaklıklarındaki artışın da gündüzden %10 daha fazla olacağı tahmin ediliyor.

Yazla kış, geceyle gündüz arasındaki sıcaklık farkının azalması, bütün dünyadaki rüzgar desenlerini etkileyecek, belki de fırtınaların sıklığı, şiddeti ve rotaları değişecektir.

Küresel ısınma, insan sağlığını da etkileyecektir. Aşırı sıcaklardan dolayı 1995’te Chicago’da 465 kişi hayatını kaybetmiştir.

Sıcaklık artışları nedeniyle her yıl binlerce kişinin yaşamını yitireceği tahmin ediliyor.
Ayrıca böcek yumurtalarının ölmesine neden olan gece ve kış soğuklarının hafiflemesi önemli sorunlar yaratacaktır.

Sıtma taşıyan sivrisinekler 17 0C ‘nin altındaki sıcaklıklarda en fazla 2 gün yaşayabilir. Bu durum, onları dünyanın %58’inden uzak tutmaktadır. Ama 5 0C ‘lik bir sıcaklık artışı, onların yaşama alanını genişletebilecek ve dünya nüfusunun %60’ını etkileyebilecektir.
Bazı bölgelerde şiddetli kuraklık dönemlerinin ardından gelecek aşırı yağışların virüs mutasyonlarını hızlandıracağı tahmin ediliyor. Bu nedenle bugün kuzey enlemlerde pek rastlanmayan bazı hastalıklara gelecekte daha sık rastlanacağı tahmin ediliyor.

Ayrıca sıcaklıkla birlikte salgın hastalıklar da artabilecektir.
Bilim adamları, küresel ısınmanın taşıyıcı bant yani okyanus akıntı sistemi üzerinde etkili olmasından korkuyorlar.

Deniz suyu sıcaklıklarının artışı taşıyıcı bantın alttan ve üstten giden akıntıları arasındaki sıcaklık farkını azaltırsa ve bu sırada okyanusların daha fazla yağış almasına yol açarak tuzluluk oranını düşürürse, bu dev akıntı sistemi durabilir.

Geçmiş dönemlerde taşıyıcı bantın birkaç kez durmuş olduğu bilinmektedir. Eğer böyle bir durum olursa küresel sıcaklık artışının sonuçlarından birinin, Kuzey Avrupa’nın şiddetli bir şekilde soğuması olarak tahmin edilmektedir.
Görüldüğü gibi küresel ısınma, çok karmaşık bir yapısı olan dünya iklim sisteminde köklü değişimlere yol açabilir.

Bazı bölgeler, mesela kuzey yarım küredeki kıtaların iç bölgeleri, çok ısınıp kuraklık çekerken, bazı bölgeler ılıman bir iklimin, bazıları da aşırı yağışların ve taşkınların etkisinde kalabilir. Yağış miktarları, dönemleri ve türleri değişecektir. Artan sıcaklık daha çok buharlaşmaya neden olabilir. Bu da atmosferdeki su buharı miktarını arttırabilecektir. Bu artış, küresel ısınmanın daha da artmasına sebep olabilecektir.

Sıcaklığın ve yağış düzeninin etkisiyle, ekilebilecek alanların kuzeye doğru kayacağı sanılmaktadır. Bu da ekilen tarım bitkilerinin değişeceğini gösterir.
Atmosferdeki CO2 miktarı

ndaki artışın, genel olarak dünya tarımını olumlu etkilemesi bekleniyor. CO2 miktarının 2 katına çıkması dünyadaki tarım üretimini %10-50 arasında arttıracakmış gibi görünüyor. Ancak, sıcaklıkla birlikte bitkilerde görülen hastalıklar da artacağı için tarım ilacı kullanımı artacaktır. Kurak bölgelerde de sulama gerektiği için tarımsal faaliyetlerin maliyeti yükselecektir.
İklimsel değişimler, aşırı sıcaklar, taşkınlar, orman ve çayır yangını gibi olaylar, hayvan ve bitkilerin doğal yaşama alanlarında değişikliklere yol açacak, birçok hayvan türünün beslenme düzeni değişecek, yaşam alanları daralacak ve büyük göçler yaşanacaktır. Yeni koşullara uyum sağlayamayan bitki, böcek ve kuş türü ortadan kalkacaktır.
2. Küresel Isınma Konusunda Alınan Önlemler
Atmosferdeki sera gazlarının miktarının kontrol edilebilmesi için 1988’den beri çeşitli çalışmalar yapılıyor. Bu amaçla düzenlenen ilk konferans 1988’deki Dünya Meteoroloji Örgütü ve birleşmiş Milletlerin ortaklaşa düzenlediği ve kısaca IPCC adıyla anılan, küresel ısınma konulu konferanstır. Bu konferansta taraf ülkeler, 2000 yılına kadar sera gazı üretimlerini 1990 yılı düzeyine geri çekeceklerine dair bir anlaşma imzaladılar. Ancak herhangi bir yaptırımı olmayan bu anlaşmaya kimse uymadı.
Daha sonra 1992’de Rio de Jenerio’da ve 1995’de Berlin’de aynı amaçla birer toplantı daha yapıldı. Bu toplantılarda, daha önce alınan kararlara uyulmadığı ortaya çıktı. Taraf ülkelerde sera gazı üretimlerinin %5-40 oranında artmış olduğu görüldü.
Küresel ısınma devam ettiği için 1997’de Japonya’nın Kyoto kentinde büyük bir konferans düzenlendi.
Konferansta iklim değişiminin çevresel ve sosyo-ekonomik sonuçları ve bunlara yönelik politikalar görüşüldü. Enerjinin aha verimli kullanılması, yeni ve temiz enerji kaynaklarının araştırılması, ormanların korunması ve yeni orman alanlarının oluşturulması kararlaştırıldı. Konferansta, Kyoto Protokolü adı verilen bir anlaşma imzalandı. Protokole göre gelişmiş ülkeler, sera gazı üretimlerini 2012 yılına kadar 1990 düzeylerinin en az %5 altına çekecekler. Ancak bu ülkelerde, 2010 yılındaki CO2 emisyonlarının 1990 yılı emisyonlarından %30 daha fazla olabileceği tahmin edilmektedir.
Anlaşmanın yürürlüğe girebilmesi için en az 55 ülke parlamentosunda onaylanması gerekiyor. Mayıs 2000 tarihine kadar 22 ülke bunu başarabildi. Yani protokol aha yürürlüğe girmedi.
C. SERA GAZI EMİSYONLARININ AZALTILMASINDA TEKNOLOJİNİN ROLÜ
Küresel iklim değişikliği sorununa kalıcı ve etkili bir çözüm sağlanması amacıyla gelişmiş ülkelerin (OECD Ülkeleri), Kyoto Protokolünde alınan kararları uygulamaları gerekmektedir. Bu hedefleri gerçekleştirmede teknolojinin büyük önemi vardır. çevreye duyarlı ve çevre dostu teknolojilerin geliştirilmesi ve ticarileşmesi, ancak teknolojinin hızlı bir şekilde ilerlemesi ile mümkündür. Daha temiz ve verimli teknolojilerin kullanımı, ülkelerin taahhüt ettikleri emisyon düşüşlerini sağlamak üzere yapacakları harcamaların azalmasına olanak sağlayacaktır.

Enerji üretim ve tüketiminden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının azaltılması için yapılması gerekenler şunlardır:

1. Enerji tasarrufunun arttırılması ve enerji tüketiminin (ısıtma, aydınlatma, ulaşım, endüstriyel prosesler vb) azaltılması.
2. Enerji verimliliği daha yüksek teknolojilerin kullanılması.
3. Fosil yakıtların yerine fosil olmayanların ve yüksek karbonlu fosil yakıtlar yerine düşük karbonlu fosil yakıtların kullanılması.
4. karbonun ayrılması ve tutulması, sera gazı konsantrelerinin kimyasal ve endüstriyel proseslerde kullanılması, petrolün geri kazanımının arttırılması.
Bugün sera gazı emisyonlarını düşürme kapasitesine sahip birçok teknoloji mevcuttur. Ancak sorun bunların kullanımlarının sınırlı kalması ve yeterince yaygınlaşamamasıdır.
1. Kısa Dönem İtibariyle Küresel Isınmaya Karşı Anılabilecek Önlemler
1. Evde geleneksel ampullerin yerine kompakt floresanların kullanılması.
2. Evlerde ısı yalıtımlarının (çatıda, pencerelerde, duvarlarda, kapılarda) iyi yapılması,* güneş ışığından en yüksek düzeyde yararlanılması.
3. Isıtma sistemlerinde termostat ve öteki ısı kontrol yöntemlerinin kullanılması.
4. Eskiyen ya da ekonomik ömrünü tamamlayan elektrikli ev aletlerinin enerji verimliliği en yüksek olan ürünlerle değiştirilmesi.
5. Kağıdın yeniden kazanılması için önlemler alınması, fazla paketleme malzemesinden ve ayrışmayan ürünlerin kullanımından kaçınılması.
6. Toplu ulaşım araçlarının kullanılması.
7. Yapay gübrelerin kullanımına dayalı yoğun tarım ürünleri yerine, organik olarak üretilen tarımsal ürün kullanımının benimsenmesi.
8. etkinlikleri doğal sera etkisini kuvvetlendiren ürünlerin tüketimine karşı tüketicinin bilinçlendirilmesi.
* Uzun dönemde temiz ve yenilenebilir enerji üretim kaynaklarına yönelmeli, düşük karbonlu yakıtlar kullanılmalıdır.