Mesteparten av energien fra sola kommer som kortbølget stråling og trenger lett gjennom atmosfæren.

• 30 prosent av den kortbølgde strålingen reflekteres tilbake fra noen typer skyer og isdekkede områder
• 20 prosent absorberes av skyer, vanndamp og enkelte andre gasser
• 50 prosent når fram til og varmer opp jordoverflata, både på land og i havene.

Jordoverflaten sender ut energi i form av langbølget stråling. Denne energien blir holdt tilbake i atmosfæren, som dermed varmes opp.

Hva består atmosfæren av?

Atmosfæren består av 20 prosent oksygen (O2) og 78 prosent nitrogen
(N2) og små mengder av såkalte klimagasser. Klimagassene er både naturlige gasser som karbondioksid (CO2), metan og lystgass og menneskeskapte klor- og fluorforbindelser som for eksempel KFK- og HFK gasser.

Til sammen utgjør klimagassene under en prosent av atmosfæren, men uten klimagassene ville gjennomsnittstemperaturen på jorda vært -18ºC, ikke +15°C som den er nå. Da hadde store deler av jorda vært dekket av is og vært helt ubeboelig. Verdenshavene ville ha vært dekket av is.

De viktigste klimagassene

De viktigste naturlige klimagassene er vanndamp, karbondioksid (CO2) og metan. Disse gassene har sine naturlige kretsløp mellom atmosfæren og havet, jordsmonnet eller biosfæren.

Menneskeskapte utslipp bidrar til at konsentrasjonen av disse gassene øker. Det samme gjelder gasser som ozon på bakkenivå og lystgass. I tillegg til disse kommer andre gasser, i hovedsak fluorforbindelser, som utelukkende er framstilt industrielt.

Vanndamp

Vanndamp er den gassen som har størst oppvarmingseffekt. Direkte utslipp av vanndamp fra menneskelig aktivitet er små og av liten betydning for atmosfærens innhold av vanndamp. Indirekte bidrar imidlertid menneskelig aktivitet betydelig.  

Atmosfærens innhold av vanndamp øker med temperaturen. Når atmosfæren blir litt varmere, for eksempel ved utslipp av CO2, øker mengden vanndamp i atmosfæren. Dette bidrar til ytterligere temperaturstigning, som igjen fører til enda mer vanndamp. Men med mer vanndamp kan det også bli mer skydannelse og effekten av skyer er ikke entydig.

Partikler med oppvarmende eller avkjølende effekt

Atmosfæren inneholder også partikler som enten kan ha oppvarmende eller avkjølende effekt på klimaet. Sulfatpartikler er et eksempel på partikler som kan ha avkjølende effekt er sulfatpartikler.

Konsentrasjonen av partikler med avkjølende effekt har ikke økt i tilsvarende grad som konsentrasjonen av klimagassene, slik at resultatet er økende global oppvarming.

Globalt oppvarmingspotensiale

Klimagassene har meget ulik oppvarmingseffekt og dessuten varierer levetiden i atmosfæren fra få år til flere titusener av år. For lettere å kunne sammenligne de ulike klimagassenes oppvarmingseffekt, har forskerne kommet fram til en måleenhet som kalles globalt oppvarmingspotensiale (GWP eller Global Warming Potential).

GWP-verdiene angir akkumulert oppvarmingseffekt i forhold til karbondioksid (CO2) over et valgt tidsrom. Vanligvis brukes tidsrommene 20 år, 100 år og 500 år, definert som den tida det tar før gasskonsentrasjonen er nede på 1/3 av opprinnelig nivå. I Kyotoavtalen brukes et tidsrom på 100 år i forbindelse med landenes forpliktelser.

Et lite utslipp av en klimagass med høy GWP-verdi kan medføre mer oppvarming enn et stort utslipp av en gass med lav GWP-verdi. For eksempel vil en gass som SF6 vil forårsake 23 900 ganger så mye oppvarming som en tilsvarende mengde CO2 sett i et hundreårs perspektiv.

GWP-verdiene kan også være et hjelpemiddel når man må gjøre prioriteringer. Er virkningene på kort sikt viktigst, for eksempel noen tiår, er det mest fordelaktig å redusere metanutslippene enn utslippene av de langlivede fluorgassene. Fluorgassene vil derimot kunne skape problemer i mange generasjoner framover, slik at en reduksjon av disse gassene vil være en investering for framtiden.

Globalt oppvarmingspotensial for noen klimagasser

I tabellen under har vi listet opp en del klimagasser og deres globale oppvarmingspotensial for 20, 100 og 500 års tidshorisont. Vi har brukt GWP-verdiene fra FNs Klimapanels 2. hovedrapport (SAR) fra 1996. Det er 100-års verdiene fra denne rapporten som skal brukes for å beregne klimagassutslipp under Kyotoavtalen.

Strålingspådriv - oppvarmingseffekt

Strålingspådriv, eller "Radiative Forcing" er en måleenhet som beskriver ulike klimafaktorers oppvarmingseffekt; både naturlige og menneskeskapte. Strålingspådriv beskrives som en endring i netto vertikal innstråling og uttrykkes i watt per kvadratmeter.

• Se illustrasjon av strålingspådriv hos Cicero

Økte konsentrasjoner av klimagasser og økt solinnstråling har positivt strålingspådriv, det vil si en oppvarmende effekt. Økt konsentrasjon av sulfatpartikler har negativt strålingspådriv og dermed en avkjølende effekt. Figuren under er hentet fra FNs Klimapanels fjerde hovedrapport fra 2007 og illustrerer i hvilken grad ulike naturlige og mennskeskapte faktorer bidrar til global oppvarming.