Sera etkisi, bir gezegenin atmosferinden yayılan radyasyonun gezegenin yüzeyini, atmosferi olmadan olabileceği sıcaklığın üzerinde bir sıcaklığa ısıtma sürecidir.
Bir gezegenin atmosferi ışınımsal gazlar (yani sera gazları) içerdiğinde, atmosfer her yöne enerji yayar. Bu radyasyonun bir kısmı yüzeye yönlendirilir ve onu ısıtır. Bu radyasyonun aşağı yönlü bileşeni – sera etkisinin gücü – atmosferin sıcaklığına ve atmosferdeki sera gazı miktarına bağlıdır.
Dünya’da atmosfer, alttaki yüzeyden kızılötesi ısı radyasyonunun soğurulması, güneşten daha kısa dalga boylu radyant enerjinin soğurulması ve yüzeyden konvektif ısı akışları ile ısıtılır. Atmosferdeki sera gazları, bir kısmı yüzeye ve alt atmosfere iletilen enerji yayar. Gerçek yüzey sıcaklığı ile efektif sıcaklık arasındaki bu farkı yaratan mekanizma atmosferden kaynaklanır ve sera etkisi olarak adlandırılır.
Dünyanın doğal sera etkisi, yaşamı sürdürmek için kritik öneme sahiptir. Başta fosil yakıtların yakılması ve ormansızlaşma olmak üzere insan faaliyetleri, doğal sera etkisini artırmış ve küresel ısınmaya neden olmuştur.
Hikaye
Sera etkisinin varlığı 1824 yılında Joseph Fourier tarafından tartışılmıştır. Argüman ve kanıtlar, 1827 ve 1838’de Claude Pouillet tarafından ve 1859’da John Tyndall tarafından yapılan deneysel gözlemlere dayanılarak daha da güçlendirildi. Etki, 1896’da Svante Arrhenius tarafından daha tam olarak ölçüldü. Ancak, “sera” terimi bu bilim adamlarının hiçbiri tarafından bu etkiyi belirtmek için kullanılmadı; Terim ilk kez 1901 yılında Nils Gustaf Ekholm tarafından bu şekilde kullanılmıştır.
1917’de Alexander Graham Bell şunları yazdı: “[The unchecked burning of fossil fuels would have a sort of greenhouse effect”, and “The net result is the greenhouse becomes a sort of hot-house.” Bell went on to also advocate the use of alternate energy sources, such as solar energy.
Mechanism
Earth receives energy from the Sun in the form of ultraviolet, visible, and near-infrared radiation. Of the total amount of solar energy available at the top of the atmosphere, about 26% is reflected to space by the atmosphere and clouds and 19% is absorbed by the atmosphere and clouds. Most of the remaining energy is absorbed at the surface of Earth. Because the Earth’s surface is colder than the photosphere of the Sun, it radiates at wavelengths that are much longer than the wavelengths that were absorbed. Most of this thermal radiation is absorbed by the atmosphere, thereby warming it. In addition to the absorption of solar and thermal radiation, the atmosphere further gains heat by sensible and latent heat fluxes from the surface. The atmosphere radiates energy both upwards and downwards; the part radiated downwards is absorbed by the surface of Earth. This leads to a higher equilibrium temperature than if the atmosphere were absent.
