En beskrivelse av hva som frigjør energi fra solen, er omtrent slik:
I sentrum av sola er det ekstremt varmt – hele 15 millioner grader celsius. På grunn av den enorme massen til sola, er også trykket inni kjernen enormt. Det som skjer da er at atomkjernene til hydrogen fusjonere. Fusjon betyr at grunnstoffene smelter sammen ved at elektroner hopper over til den andre. Fire hydrogenkjerner blir til en heliumkjerne. I denne prosessen frigjøres det energi. Helium veier mindre enn hydrogenatomene til sammen.
Forholdet mellom masse og energi utrykkes ved den berømte likningen til Albert Einstein E= mc2, noe som betyr at selv en forsvinnende liten masse blir omdannet til en kolossal mengde energi (E står for energi, m står for masse og c står for lysets hastighet opphøyd). Denne massen frigjøres som strålingsenergi som sendes ut i verdensrommet og blant annet treffer jorda. Denne energien kan vi høste inn, og kaller den solenergi.
Den globale oppvarmingen
Den globale middeltemperaturen er i all hovedsak styrt av hvor mye energi jorden mottar fra sola og hvor mye energi jorden sender tilbake til verdensrommet i form av varmestråling. Denne utvekslingen av energi kalles jordens energibudsjett. De siste 10 000 år har energien inn i og ut av systemet vært i ganske god balanse, med kun gradvise temperatursvingninger på under én grad i gjennomsnitt.
Ny teknologi blant annet værsatellitter, har gjort det mulig for oss å overvåke alle deler av klimasystemet nøye – fra toppen av atmosfæren til dypt ned i havet. Alle disse observasjonene viser at verden blir varmere. En rekke uavhengige forskningsinstitutter arbeider i dag med å analysere alle målingene fra ulike deler av kloden til en sammenhengende tidsserie for global middeltemperatur.
I 2015 nådde vi for første gang en økning i den globale middeltemperaturen på én grad i forhold til førindustriell tid. Når den globale middeltemperaturen på jorda nå stiger, betyr det at mengden energi inn i klimasystemet øker. Endringer i middeltemperaturen, er altså et symptom på en ubalanse i energibudsjettet.
Global oppvarming innebærer ikke at temperaturen øker like mye for hvert år eller like mye overalt på jorden. Global oppvarming er en gradvis prosess, mens det er store naturlige svingninger i temperaturen fra år til år. For å studere klimaendringer må vi se på trender over lengre tid.
En global oppvarming på én grad krever en stor mengde energi. Det stabile klimaet som har vært en forutsetning for utviklingen av vår sivilisasjon er i endring og selv tilsynelatende små endringer kan få alvorlige konsekvenser for oss.
Det er fortsatt betydelig uenighet om hva som forårsaker oppvarmingen. Energibalansen kan påvirkes av en rekke faktorer som endringer i solstråling, vulkanutbrudd, skyer og andre naturlig variasjon.
Drivhuseffekten
Vi vet imidlertid at en av de viktigste faktorene for klimaet på jorden er drivhuseffekten. CO₂ og andre drivhusgasser har den egenskapen at de fanger opp deler av den utgående varmestrålingen fra jorden og dermed bidrar til at den gjennomsnittlige overflatetemperaturen er 15 plussgrader isteden for 18 minusgrader som vi ellers ville hatt. Øker mengden klimagasser vil gjennomsnittstemperaturen øke.
Vi vet at menneskelig aktivitet produserer klimagasser. Ved å forbrenne fossilt brensel frigjøres solenergien som er bundet i brenselet, men samtidig får vi CO₂ som biprodukt. Den viktigste menneskeskapte klimapåvirkningen er økte utslipp av CO₂-gass. Denne gassen er viktig for planteproduksjon og blir delvis tatt opp i havet og delvis av vegetasjonen, men det som ikke kan tas opp av naturen blir værende i atmosfæren hvor det bidrar til å fange solenergi, noe som gir økt global oppvarming.
Hvordan temperaturen endrer seg framover avhenger i stor grad av hvor mye og hvor raskt vi klarer å redusere våre utslipp av drivhusgasser. Mengden CO₂ i atmosfæren varer i mange hundre år. Derfor vil karbonet vi slipper ut nå fortsette å gi en oppvarmende effekt mange år framover.