Sera Gazı Nedir?

Güneşten edinilen ışık ve ışınlar, atmosferde filtrelenerek kızılötesi ışımaya maruz kalmakta ancak bulunan çeşitli gazlar nedeni ile ısının bir kısmı yeryüzüne dönmektedir. Yerkürenin ısınmasına ve ısı kaybının önlenmesine neden olan atmosferin ısı geçirme veya ısı tutma özelliği sera gazı etkisi olarak adlandırılmaktadır. Bu süreç kızılötesi ışığın yayılması, soğrulması ve tekrar yayılmasını kapsamaktadır.

Işınlar elektromanyetik dalgalar olmak ile beraber ihtiva ettikleri fotonların moleküller tarafından soğrulması elektrik alanı ile etkileşimden kaynaklanmaktadır. Grup kuramı ve kuantum mekaniği ile aynı atomlardan oluşan moleküllerin kızılötesi ışığı doğrudan soğuramadığı kanıtlanmaktadır. Bu nedenle nitrojen, oksijen argon ve diazotdioksit, vb. gazlar sera etkisine katkı sağlamamaktadır. Ancak su buharı, karbon monoksit, karbon dioksit, azot protoksit, azot oksit, ozon, sülfürhekza florid (SF6), Perfloro karbonlar (PFCs), hidroflorür karbonlar (HFCs), metan (CH4) miktar ve kızılötesi ışıma tutma kapasitesi miktarında etki göstermektedir.

Kyoto Protokolü’nde sera gazı olarak kabul edilen bu bileşiklerden kükürt ve azot bileşikleri asit yağmuruna neden olduklarından salınımları yasaklanmıştır. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından ülkelerin hava kalitesinin korunması adına sınır miktarları yönetmelikler ile belirlenmekte ve kontrol altında tutulma çalışmaları gerçekleşmektedir.

Dünya sistemine giren kısa dalgalı güneş ışınları ve geri salınımı gerçekleştirilen uzun dalgalı ışınımlar ortalama ve doğal koşullarda dengededir. Bu dengeyi etkileyen herhangi bir etmen başta iklim olmak üzere birçok negatif değişime neden olmaktadır. Gerçekleşen etki ışınımsal zorlama olarak adlandırılmaktadır. Sera gazlarının haricinde aerosol, albedo değişiklikleri ve ozonun tabakasının incelmesine neden olan kloroflorokarbonlar (CFCs) ışınımsal zorlama etmenlerindendir.

Sera Gazı Etkisi

Doğal bir proses olmak ile birlikte dünya sıcaklığının yaklaşık yüzde 33 kaynağıdır. Su buharı, metan gazı ve karbondioksit atmosferi örtülemekte ve atmosferde tutulan ısı neticesinde sıcaklık dengede kalmaktadır. Böylece canlı faaliyetleri uygun iklim koşullarında gerçekleşmekte ve sucul ortamların donması engellenmektedir. Sera gazı salınımları birincil ve ikincil kaynağa bağlanmaktadır. Birincil kaynaklar antropojen salınım, ikincil kaynaklar ise doğal salınımlardır.

Sera Gazı Etkisine Dolayısı ile Küresel Isınmaya Katkısı Olan Emisyonlar

Sera gazı etkisine katkı sağlayan emisyonlar yüzde 36-72 su buharı, yüzde 9-26 karbon dioksit, yüzde 4-9 metan ve yüzde 3-7 ile ozondur. Oluşumu doğal prosesler sonucu olan bazı sera emisyonları ozon, azot protoksit, metan, karbondioksit ve su buharı ihtiva etmektedir. Antropojen katkılar ilavesinin ardından taşıma kapasitesi aşılarak doğal denge bozulmakta böylece küresel ısınma ve iklim değişikliği gerçekleşmektedir.

Su buharının yerkürede bulunduğu miktarı edinilen radyasyon şiddeti ve küresel ortalama sıcaklığına bağlı değişmektedir. Ortalama ısıda artış gözlendikçe buharlaşma artmakta bu durumda atmosferde daha fazla su buharı birikmektedir. Küresel ısınmaya pozitif geri bildirim ile artış sağlamaktadır.

Sanayi Devrimi ile günümüz arasında geçen zamanda yüzde 31 artış gösteren karbondioksit antropojen katkılardan etkilenmektedir. Salınımın kaynağı ise yüksek oranda fosil yakıtların kullanımından kaynaklanmaktadır. Atmosfer konsantrasyonu 19. Yüzyılda 290 ppm iken günümüzde 380 ppm düzeyine ulaşmaktadır.

Metan gazı ise Sanayi Devriminden bu yana yüzde 51 oranında artış göstermiştir. Tarımsal faaliyetler, hayvan yetiştiriciliği, atık ve artıkların gömülmesi ve fosil enerji kaynaklarının kullanımı ile meydana gelmektedir. Konsantrasyon bakımından karbondioksit salınımından az olsa dahi 21 kat daha fazla kalıcılığa sahip olması metan gazını tehlikeli kılmaktadır.

Ozon emisyonu ise atmosferin ozon tabakasını oluşturmakta ve UV ışınları absorplayarak yerküreyi yaşamsal faaliyetlerin gerçekleştirilebildiği bir ortam oluşturmaktadır. Ayrıca doğal sera etkisi ile küresel sıcaklığı ortalama bir değerde sabitlemektedir.

Karbon monoksit düşük konsantrasyonlarda (yüzde 0,1) seyretmesine rağmen oldukça zehirli bir gazdır. Diazot oksit emisyonları ise Sanayi Devriminden itibaren yüzde 17 oranında yükselmiştir. Katı atıklar, araç egzozları, tarımsal ve endüstriyel faaliyetler sonucu oluşmaktadır. Kloroflorokarbon vb. halokarbon gazları ozonu oksijen ve türevlerine dönüştürmekte ve ozon tabakasının incelmesine yol açmaktadır.

Böylece UV ışınlarını yeteri miktarda absorplayamayan ozon tabakası çeşitli zararlara ve küresel ısınmaya neden olmaktadır. Kloroflorokarbon emisyonları karbon, flüorin, klorin ve genelde hidrojen reaksiyonlarından meydana gelmektedir. Plastik, sprey üretiminde, yangın söndürme cihazları, buzdolabı ve klimalarda kullanılmaktadır. Sodyum nitrat, polimer, kükürt dioksit, kurşun, cıva, dioksin, vinil klorid, DDT, PCB gibi gazların ozonu yok edebilecek seviyeye ulaşılmasından endişelenilmektedir.