DRIVHUSEFFEKTEN-
Menneskeskapt klimaendring?

Innholdsfortegnelse
Del 1 *

Del 2 * Hvorfor og hvordan bruke IT i undervisning om drivhuseffekten. *

Vedlegg. *

1.0 Innledning

Klimaendring og drivhuseffekt på grunn av gasser menneskene slipper ut i atmosfæren er et tema vi ofte hører om. Stadig flere forskere mener at vi i dag kan påvise global temperaturøkning som skyldes antropogene utslipp. Media sprer om seg med katastofeoverskrifter hvor værfenomener vi også har vært utsatt for tidligere nå blir forklart med "Drivhuseffekten". Jeg vil prøve å klargjøre begrepet drivhuseffekt, og at det er et naturlig fenomen som er nødvendig for å opprettholde den type liv vi kjenner til. Det hevdes at klimaet kan bli påvirket, og med dette mener man som oftest temperaturen, men er klima bare temperatur? Karbondioksid er den gassen som oftest blir nevnt i forbindelse med global oppvarming. Det finnes andre menneskeskapte gasser som bremser varmestrålingen fra Jorda, noen av disse finnes ikke i naturlige forekomster. Hvor sikker er de modellberegninger som politikerne fatter sine vedtak på, og kan en liten menneskeskapt påvirkning i ca 0,4 prosent av atmosfæren være en utløsende faktor som kan få uoversiktlige konsekvenser?

2.0 Historikk.

I 1827 sammenlignet den franske matematikeren Jean Babtiste Fourier visse varmeabsorberende gasser i atmosfæren med virkningen av et drivhustak. Engelskmannen Tyndall hevdet en del år senere at innhold av karbondioksid og vanndamp kunne føre til klimaendringer. Svante Arrhenius, en svensk kjemiker regnet, ved hjelp av en enkel modell, ut at en dobling av karbondioksid inneholdet i atmosfæren kunne føre til at den globale temperatur økte med 5 til 6 grader, og på midten av 1900tallet begynte utviklingen av de store klimamodellene. En klimamodell kan i prinsippet sees på som en global værvarslingsmodell, og den norske meteorologen Vilhelm Bjerknes skapte tidlig i dette århundret den såkalte "Bergensskolen" innen meteorologi. Han mente at de to betingelser som var nødvendig og tilstrekkelig for å løse værvarslingsproblemet var: Tilstrekkelig god kjennskap til atmosfærens tilstand på et bestemt tidspunkt, samt tilstrekkelig god kjennskap til de lover som styrer atmosfærens utvikling. Etter hvert som regnekapasiteten til computerne er blitt større har de globale klimamodellene blitt bedre, men modeller er fremdeles forenklede forklaringer av virkeligheten og modelldata må tolkes med fornuft dersom de skal kunne gi nyttig informasjon.

3.0 Klima.

"Klimaet defineres som den midlere tilstand av de fem elementene (atmosfære, hav, kryosfære, landmasser, og biomasse), tatt over den periode på 30 år."(Drivhuseffekten 1990, s. 78)

Atmosfæren inneholder et gjennomsnittlig vanndamp-innhold tilsvarende et vannlag på 2,5cm rundt jorda. De mange forskjellige gassene har for noen en konstant konsentrasjon, og for andre en varierende. Det er i atmosfæren vi finner de største variasjonene i klimasystemet, og vanndamp er viktigst.

Havet absorberer en stor del av solstrålingen. Varmekapasiteten er stor, havet representerer et enormt energilager som vil dempe temperatursvingningene. Havstrømmene hjelper til med den globale temperaturfordeling.

Kryosfæren består av is- og snømassene på jorda. Mengden av snø og havis varierer med årstiden, mens isbreene forandres over lengre tidsrom. En stor del av solstrålinga reflekteres av is og snø, dette har innvirkning på energibalansen.

Landmassene omfattes av landoverflaten med innsjøer, elver og grunnvann. Luftbårne partikler fra overflaten kan påvirke klimaet.

Biomassen omfatter alt plante- og dyreliv på kloden, den kan selv påvirke klimaet, men er også i varierende grad følsom for klimaendringer. Jordas refleksjonsevene og sammensetningen av en del av klimagassene blir påvirket av biomassen.

 4.0 Hva er drivhuseffekten?

Hvis vi måler temperaturen inne i et drivhus, finner vi ut at det er varmere inne enn utenfor. Solstrålingen slippes igjennom glasset, mens varmestrålingen innenfra bremses av glasset. Dette er kanskje den enkleste modellen vi har for å forklare begrepet "drivhuseffekt". "Atmosfæren ligner et tak som slipper gjennom solstrålingen og samtidig absorberer den termiske strålingen fra bakken" (Drivhuseffekten, Jordens Atmosfære og Magnetfelt, s.89) Hvis vi nå tenker oss at menneskene bremser varmestrålingen fra drivhuset ytterligere ved å lukke lufteventiler i drivhustaket, for eksempel, så har vi innført en enkel forklaring på begrepet "menneskeskapt drivhuseffekt". Denne vil jo som vi ser heve temperaturen inne i drivhuset ytterligere. Når vi bruker denne modellen må vi se bort fra at glasstaket hindrer utslipp av gasstrømmer, det er her kun snakk om den varme glasset absorberer av strålinga innenfra, og sender ut begge veier.

Bildet viser hvordan klimagassene absorberer en del av varmestrålinga og sender dem ut begge veier. I beskrivelsen slipper i det første tilfellet all varmen ut uten absorpsjon. I det andre tilfellet blir alt absorbert og stråles så ut til begge sider.

Jorden absorberer ca 70% av den kortbølgede stråling fra sola som stråler som et svart legeme med temperatur 5900 K, resten reflekteres. Hvis vi tenker oss at all varme fra jorda slipper ut i verdensrommet uten oppbremsing i atmosfæren vil vi ved hjelp av solarkonstanten og Stefan-Bolzmanns lov kunne regne ut at middeltemperaturen på jorda blir ca. 255 K, eller omtrent det samme som på månen som ikke har atmosfære. Hvis vi så tenker oss at all varme fra jorda blir absorbert i glasstaket, eller atmosfæren så vil regnestykket gi en gjennomsnittstemperatur på 302K. Når vi vet at gjennomsnittstemperaturen på jorda i dag er ca. 288 K kan vi innføre en slags "dyne" som absorberer akkurat så mye energi at det stemmer med temperaturen rundt jorda, denne "dyna" er atmosfæren med tilhørende klimagasser.

Jorda stråler altså ut energien som et svart legeme med "effektiv" temperatur 288 K. Den blir sendt ut mot verdensrommet som langbølget varmestråling. En viss % av denne infrarøde strålingen blir absorbert av klimagassene i atmosfæren, eller glasset i drivhustaket. Atmosfæren stråler ut energi i alle retninger, følgelig kommer en god del tilbake til jorda, og blir nok en gang strålt ut osv. Den strålingen som til slutt når ut til verdensrommet kommer fra luftlag som er kaldere enn jordas overflate, og temperaturen på innsiden av dette luftlaget blir høyere enn den ville vært uten "drivhuseffekten" som klimagassene i atmosfæren skaper. Prinsippet er det samme som når vi har en dyne over oss om natta for ikke å fryse, Dyna opptar varme som vi avgir og sender denne varmen i begge retninger, resultatet er at varmestrålinga som når lufta i soverommet kommer fra en overflate kaldere enn overflatetemperaturen i huden vår, og temperaturen under dyna blir høyere enn i rommet.

Den menneskeskapte klimaendring er en eventuell økning i absorpsjon av infrarød stråling i atmosfæren som kan tilbakeføres til antopogene utslipp av klimagasser, samt tilbakekoplinger som forsterker eller reduserer betydningen av disse utslippene. "Dyna" blir tettere.

5.0 Drivhusgasser

Karbondioksid (CO₂) er ansvarlig for ca 60% av den menneskeskapte drivhuseffekten. Målinger som viser at innholdet av CO₂ i atmosfæren har økt fra 280 ppm(parts per million) før den industrielle revolusjon til 350 ppm i 1989, samt teorien om at menneskene er årsaken til CO₂ økningen, indikerer at menneskeskapt drivhuseffekt hovedsakelig skyldes økning i forbruket av fossilt brensel. Andre drivhusgasser måles opp mot CO₂, gassens klimafaktor og relative effektivitet er derfor satt til 1. Metan (CH₄) har klimafaktor 4,5 og relativ effektivitet 32, og står for ca 15% av den menneskeskapte drivhuseffekten, siden gassen har kort halveringstid vil endringer i utslipp gi raske forandringer i atmosfæren. KFK (klorfluorkarboner) gassene bidrar med ca 12% av menneskeskapt drivhuseffekt og har en klimafaktor fra 10600 til 25300 og relativ effektivitet 15000, den høye faktoren skyldes bl.a. lang halveringstid. KFK-gassene er kanskje mest kjent som nedbrytere av ozon, men miljøeffekten er sannsynligvis større på drivhuseffekten enn på ozonlaget. Ozon i troposfæren står for ca 8% av menneskeskapt drivhuseffekt, denne delen av gassen er et biprodukt av forbruket av fossilt brensel. Den relative effekt er 2000. Lystgass (N₂O), Klimafaktor 300, Relativ effekt 150. Gassen bidrar med ca 5% til menneskeskapt drivhuseffekt. Vanndamp (H₂O) er den viktigste drivhusgassen, dens bidrag til drivhuseffekten er stipulert til det dobbelte av bidraget fra CO₂. Den er primært involvert i den naturlige drivhuseffekten, men kan indirekte få innvirkning på den menneskeskapte gjennom tilbakekoplingseffekt. For eksempel vil kanskje økt temperatur, som følge av menneskeskapt drivhuseffekt, føre til økt innhold av vanndamp i atmosfæren. Dette vil kunne medføre temperaturendring.

6.0 Modeller og deres begrensning.

"Hvis en sommerfugl slår med vingene i Beijing i dag forandrer stormene seg i New York om en måned. Slik lyder en populær tolkning av kaosteorien. Fullt så enkelt er det ikke, men tilsynelatende ubetydelige forandringer kan faktisk få stor innflytelse på jordens vær og klima."(Illustrert Vitenskap, Nr. 1,1966, s.70)

Det finnes forskjellige klimamodeller som gjerne har navn etter det institutt som har bearbeidet dem. Modell beregningene konsentrerer seg hovedsakelig om hvilken innvirkning en dobling av CO₂ i atmosfæren får på klimaet, beregningene viser at vi får en økning i temperaturen på fra 1,5 til 4,5 grader dersom innholdet av karbondioksid øker til det dobbelte. Jordoverflaten og den nedre atmosfæren deles opp i terninger med sidekanter på noen hundre kilometer. De forskjellige parameter lastes inn i en datamaskin som beregner det globale klima som en "sum" av klimaet i de forskjellige bokser. Modellen tar for seg bevegelsesligninger og transport av energi, dette er dynamikken. Faktorer i forbindelse med skydannelse, absorpsjon og emisjon av varme i atmosfæren og strålingsenergi fra sola er fysikk. I tillegg har vi faktorer som tar for seg prosessene som skjer i og mellom elementene. Et minimumskrav til en brukbar modell er at den er i stand til å reprodusere det klima vi har i dag.

Tilbakekopling er en viktig faktor i klimamodellene. Høyere temperatur som følge av økt konsentrasjon av klimagasser i atmosfæren, kan føre til at snø og isdekke reduseres, dette fører til reduksjon i refleksjon av innkommende solstråling, og vi får en selvforsterkende effekt også kalt positiv tilbakekopling som fører til at temperaturen øker enda mer. Dette fører til at is og snø dekket reduseres enda mer osv. På den annen side kan økt temperatur føre til økt skydannelse som igjen fører til økt refleksjon av solstrålingen som medfører en nedgang i temperaturen, og vi får en negativ tilbakekopling som igjen gjør at vi får mindre skyer osv. Dette kan sees på som en effekt som søker å opprettholde "status quo". Å prøve å beregne hvordan de forskjellige klimaparemetre kan påvirker effekten av drivhusgassene krever at man benytter modeller som i større grad er basert på fysiske lover.

7.0 Mulige konsekvenser av menneskeskapt klimaendring.

Mange mener at den skremselspropaganda som fremsettes av forskere og politikere i media, kan være et middel for å skaffe penger til egen forskning, og oppslutning om eget parti samtidig som media ser at det er katastrofeoverskriftene som selger. Påfallende er det i alle fall at det først og fremst er de katastrofepregede muligheter teorien innebærer som er førstesidestoff.

Modellberegningene baserer seg på at en dobling av CO₂ innholdet kan føre til en global oppvarming på ca 3,5 grader. Termisk utvidelse av havet og avsmelting av isbreer vil sammen med modellberegning av økning av nedbøren over polområdene føre til en endring i havnivået på +0,6cm til –8cm, det mest sannsynlige er at nivået synker. En økning av temperatur og CO₂ innholdet i lufta vil kunne føre til økning i fotosynteseutbyttet globalt. Nedbør og tørke vil mest sannsynlig forsterkes, i områder med tørke kan det bli enda tørrere, mens områder med mye nedbør muligens får enda mer. Dette vil virke negativt inn på planteproduksjonen på grunn av mangel på vann, eller på grunn av at økt nedbør vasker ut næringsstoffer i jorda. En forholdsvis liten temperaturøkning vil få deler av tundraen til å smelte, dette frigjør store mengder metan og CO₂. Dersom havstrømmene blir forandret kan dette føre til at isen brer seg slik at temperaturen synker, negativ tilbakekopling. eller CO₂ opptaket kan minske og temperaturen øker ytterligere, positiv tilbakekopling. Næringstilgangen forandres ved endring av strømmene og fiskeartenes livsmønster blir lagt om.

8.0 Avslutning del 1.

Selv om forskjellige kongresser og konferanser om miljøet er avholdt med sterke anbefalinger om reduksjon i utslippene av drivhusgasser er det enda ikke vitenskapelig bevist at menneskeskapte utslipp av klimagasser fører til temperaturendring. Kyoto-avtalen er oppsiktsvekkende i så måte, det er for første gang inngått en avtale der alle verdens industriland forplikter seg til å redusere sine utslipp av klimagasser. Det er ikke noen umiddelbar krise som får landene til å tallfeste reduksjoner. Avtalen må sees som en seier for "føre-var-prinsippet", men en reduksjon i utslippene på 5,2 prosent er ikke nok til å avblåse faren for drivhuseffekt. Utviklingslandene har som mål å øke den matrielle levestandard, dette krever økt energibruk. Sannsynligvis vil krav om reduksjon i utslippene føre til: at det blir lett etter alternative energikilder, en mer effektiv teknologi for utnyttelse av energien, samt forskning som kan gi svar på hva som egentlig skjer når vi slipper ut klimagasser. Det kommer ganske sikkert til å bli mange forskjellige påvirkningsagenter med mer eller mindre vitenskapelig funderte meninger om emnet som søker støtte for sin "tro" blant "villfarne sjeler", så noe forsknings basert kunnskap kan nok komme godt med. Jeg mener at elevene bør få mulighet til å lære om drivhuseffekt og menneskeskapt klimaendring, slik at de på egen hånd kan vurdere sannsynlige virkninger av utslippene. På bakgrunn av dette har jeg i del 2 tatt for meg hvorfor og hvordan man kan bruke IT (informasjonsteknologi) i undervisning om drivhuseffekten. Jeg har også lagd et undervisningsopplegg, basert på NLS (Norsk Læremiddelsentral) programmet "Drivhuseffekten" med håndbok, og Internettadressen http://Solarsystem.colorado.edu/

9.0 Mål
I læreplanen for grunnskolen L-97 (http://skolenettet.nls.no), under læreplan for natur og miljøfag, mål for ungdomssteget, 8.-10. klasse finner jeg disse målene for elevene.

"Dei skal utvikle forståing for mennesket sin plass i naturen og korleis menneskelege aktivitetar kan endre naturmiljøet lokalt og globalt, og kunne gi døme på korleis kunnskap, forsking og teknologi har endra levevilkåra og miljøet. Elevane skal kunne bruke ulike skriftlege kjelder og elektroniske hjelpemiddel for å søkje, omarbeide og formidle informasjon

Dei skal kjenne korleis teknologisk utvikling har påverka energibruken vår og døme på positive og negative konsekvensar av dette. Elevane skal vere fortrulege med og kunne bruke informasjonsteknologi for å søkje, omarbeide og formidle informasjon." (L-97, Natur og miljøfag, s.11)

For 10. Klasse er det spesielt nevnt at elevene i opplæringa i natur og miljøfag skal:

" bli kjende med drivhuseffekten og til effekten av ozonlaget "(L-97, Natur og miljøfag, s.16) Det er også et mål at elevene får kjennskap til bruk av modeller, og deres begrensninger.

I matematikkplanen mål for ungdomstrinnet, 8.-10. klasse står det at:

…" Elevene skal ha kunnskap om bruk av IT-hjelpemidler og etter hvert vurdere hvilke hjelpemidler som er egnet i den enkelte situasjon." (L-97, Matematikk, s. 15)

"- anvende matematikk på spørsmål og problemer innenfor natur- og ressursforvaltning, f eks med utgangspunkt i miljø og forurensning, forbruk, energiforsyning og -bruk, trafikkspørsmål og kommunikasjon"(L-97, Matematikk, s. 19)

"- finne og trekke ut informasjon fra tabeller og annet datamateriale og drøfte eventuelle usikkerheter, skjevheter og feilkilder"(L-97,Matematikk, s. 19)

9.1 Målgruppe/tema/organisering.

Opplegget tenkes brukt i kassetrinn 10, opplegget skal med nødvendige justeringer for klassestørrelse, språkbakgrunn og andre variabler kunne tilpasses undervisning i en klasse på opptil max klassestørrelse. I utgangspunktet er opplegget tenkt brukt i en standardklasse. Tema er Drivhuseffekten. Arbeidet tenkes gjennomført som et gruppearbeid i matematikk og naturfag. Med to elever på hver maskin vil opplegget kunne utføres i løpet av fem timer på datarommet, og en time til etterarbeid. For arbeid med Internett slår gruppene seg sammen til nødvendig størrelse, tilpasset antall maskiner med tilkopling.

9.2 Hvorfor bruke IT i naturfagundervisninga.

Et av målene for å bruke IT i naturfagundervisninga bør være at elevene får trening i de arbeidsredskaper dagens miljøforskning utføres med. IT og datakraft er et nyttig hjelpemiddel i miljøovervåkning, og et helt nødvendig hjelpemiddel for å utføre de beregninger som gjøres i dagens vitenskapelige miljø. Det er viktig at skolefaget gjenspeiler det faglige innhold og arbeidsformene i faget

Bruk av IT sparer både lærer og elev for rutinearbeid som ofte oppfattes som kjedelig, dette gjør at det blir mer tid til problemorientert undervisning og prosjektarbeidet. Naturfaglige kunnskaper er viktige for å ta fatt på globale miljøproblemer og for å treffe beslutninger i samfunnet, det er derfor viktig at faget er integrert i tverrfaglige prosjekter, bruk av IT kan i større grad binde de forskjellige fag sammen. Data i undervisningen skaper variasjon, og dette virker motiverende på elevene, i tillegg får vi mulighet til å "konkretisere" og visualisere sammenhenger som kan være vanskelig å forstå.

9.3 Innvendinger mot bruk av data.

TIMSS (Third International Matematics and Science Study) er den tredje i rekken av internasjonale undersøkelser om elevers prestasjoner i realfag, undersøkelsen viser at det er liten sammenheng mellom IT og gode skoleprestasjoner. De land som i liten grad bruker IT i undervisninga scorer høyere enn de land ligger på topp internasjonalt når det gjelder bruk av data i skolen.

Dersom data kun brukes for å få raske svar på hva som skjer med "drivhuseffekten" hvis en av parametrene blir endret, og begrenser muligheten for en begrepsmessig forståelse kan det ha negativ effekt. En annen innvending mot bruk av IT er måten et dataprogram er bygget opp på, programmet er basert på en ja/nei "dialog". Det er ikke mulig å be om en utdypende forklaring underveis. Microsoft har i sine nye programmer bl.a. Excel forsøkt å legge inn et snev av "intelligens", men dette er bare en forlengelse av den interaktive ja/nei dialogen. Denne typen styrt læring står i klar kontrast til det konstruktivistiske læringssynet. Det er også hevdet at bruk av IT i undervisninga gir overfladiske kunnskaper, og at det som skjer på skjermen kan overskygge det rent faglige innhold. Sist men ikke minst er det ofte hevdet at data er "guttas" verden, og at jentene vil bli tapere i en skole og et samfunn der datakompetanse blir likestilt med faglig dyktighet.

Det er viktig at de som arbeider for innføring av IT i skolen tar innvendingene mot bruk av data på alvor. Det å satse ukritisk på den nye teknologien uten at det har vært noen tverrfaglig debatt om mål og mening med IT-undervisning i skolen kan virke mot sin hensikt. Det kan virke som om datasatsingen i skolen hittil har vært styrt av dataindustriens talsmenn og drivkraften bak det hele har vært markedsøkonomisk fundert. Matematikklektor Christian Holmboe som har skrevet IT-rapporten fra TIMSS undersøkelsen for den norske prosjektgruppa etterlyser en didaktisk teori for hvordan elever lærer sammen med data. Forsker Svein Lie ved ILS som har vært prosjektleder ved den samme undersøkelsen sier at: "Dersom elevene skal lære matematikk og naturfag ved å bruke data, må det stilles strenge krav både til programvare og lærerens evne til å tilrettelegge undervisningen."(Skolefokus nr. 15-1997, s. 6). Videre hevder han at det kreves en grundig fagdidaktisk debatt om hvordan IT skal brukes dersom det skal være et verktøy i skolen. " Elevene får ikke automatisk inn begrepsdanning og abstraksjon gjennom teknikken. Derfor krever dataundervisning at læreren kan påpeke årsakssammenhenger, og lære elevene å forstå begrepene. God undervisning er blant annet å hjelpe elevene å summere opp hva som er viktig. Det er et spørsmål om IT kan gjøre dette og om det finnes slik programvare". (Skolefokus nr.15-1997, s. 6).

Til tross for innvendingene mot bruk av data ovenfor tror jeg at fornuftig bruk av IT i undervisninga vil kunne gi pedagogiske gevinster og styrke den faglige læring. Det vil imidlertid, tror jeg, være viktig at en målrettet bruk av data på naturfaglige premisser styrer undervisninga.

Fokus må settes på faget, Internett eller annen bruk av data i undervisninga er et pedagogisk virkemiddel. Det er likevel ikke utenkelig at en viss "medlæringseffekt" vil kunne bygge opp en solid datakompetanse i tillegg til den faglige innlæring.

9.4 Forutsetninger/elevinstruksjon.

Skolen har nødvendig antall datamaskiner med minimum 386-prosessor med 16 MB RAM og mus installert. Det finnes minst fire maskiner med minimum 486-prosessor og 16 MB RAM som er tilknyttet Internett og skriver. Læreren har lastet ned programmet "Drivhuseffekten" fra http://skolenettet.nls.no/ og installert det på maskinene, snarvei er lagt inn på valgt meny. Hvis det blir problemer med å få programmet til å fungere, så prøv å la være å legge det i en egen mappe. Elevene har kjennskap til Windows og til Office 97 med tekstbehandling og regneark. De er derfor fortrolig med å bruke mus, og kjenner til pek og klikk funksjonen. Denne kunnskapen kan overføres til programmet "Drivhuseffekten". Statistikk og arbeid med grafer er pensum på lavere klassetrinn. Hensikt og målsetting gjennomgås med elevene, på forhånd.

9.5 Undervisningsopplegg med arbeidsoppgaver.

Læreren deler ut arbeidsoppgaver som skal styre elevene gjennom dataprogrammet. Elevene henter fram programmet, dette går greit siden de fra før av er vant med grafisk brukergrensesnitt.

Elevene følger instruksjonene i programmet, mens læreren veileder de som har problemer.

Programmet består av tre hoveddeler, del en viser hvordan jordens atmosfære og temperatur har forandret seg gjennom tiden. Del to viser hva som bestemmer temperaturen på en planet, og del tre tar for seg hvordan vi kan begrense menneskeskapt "drivhuseffekt" med påfølgende temperaturøkning. Programmet begynner med en instruksjonsdel som greit forklarer bruken av de tre hoveddelene. Lærer velger ut oppgaver som dekker målsetting og læringsteori i håndboka som følger med programmet. Under følger eksempel på oppgaver som kan tenkes brukt innenfor gitt ramme. Oppgavene er lagd med utgangspunkt i håndboka samt notater og stensiler fra lærerskolen

Introduksjonsdel. Gå igjennom introduksjonsdelen og svar på følgende spørsmål:

1. Hva ville gjennomsnittstemperaturen på jorda vært uten drivhuseffekten, hva er den?

2. Hvor stor andel av gassene i atmosfæren utgjør drivhusgassene?

Del 1. Legg merke til hvordan temperatur og gasskonsentrasjon har endret seg opp gjennom tiden. Svar på følgende spørsmål:

3. Finnes det korrelasjon (samsvar) mellom temperaturkurven og grafen til noen av gassene, og hva kan grunnen være til evt. korrelasjonsbrudd?

4. Fra hvilket tidspunkt gjør KFK-gassene seg gjeldende, Plott inn verdiene i diagrammet med lik avstand på X-aksen fra dette årstallet. Det andre diagrammet er det som fremkommer i programmet. Trekk linjene.

a) Hvorfor er de to kurvene forskjellige?

b) Hvilket diagram synliggjør økningen "mest korrekt"? Begrunn svaret.

Del 2. Studer forandring av temperatur ved endring i konsentrasjon av drivhusgasser og planetenes avstand fra Sola. Svar på følgende spørsmål:

5. Plasser jorda i tilnærmet rett avstand fra Sola, Hvordan vet du at avstanden er "korrekt"?

6. Finn overflatetemperaturen med "full" drivhuseffekt, og temperaturen uten drivhuseffekt.

7. Stefan-Boltzmans strålingslov gir oss dette uttrykket for bakketemperaturen på jorda:

Programmet bruker disse verdiene for jorda:

Albedoen (A) = 0,3
Solarkonstanten (S) = 1350 W/m²
Stefan-Boltmans konstant (s) = 5,669*10^-8W/m^-2K^-4
Atmosfærens Absorpsjon (e) = 0 vil si ingen drivhuseffekt, (e) = 1 vil si "full" drivhuseffekt. Dobbelklikk i tabellen under for å aktivere regnearket (gjelder kun i Office!).

a) Stemmer temperaturene du fant i sp.mål 6 med de du regnet ut når du setter inn verdier for (e) ? Forandre på noen av konstantene å se hva som skjer.

b) Hvilken (e) må du ha for å få Jordas gjennomsnittstemperatur? Prøv degfram.

c) Tenk deg at økt avsmelting av is og snødekket minsker albedoen til 0,2 Hvilken temperatur får du nå? Enn om økt skydekke øker albedoen til 0,4?

d) Tenk deg noen andre tilbakekoplingsmekanismer som kan virke inn på konstantene, prøv ut hvordan dette vil innvirke på temperaturen.

8. Hva tror du jordas temperatur ville vært, med dagens drivhuseffekt, om avstanden fra sola var dobbelt så stor? Enn om den var halvparten så stor?Sett inn en planet på øyemål og se om det stemmer med dine antakelser.

b) Solarkonstanten for planeter med andre avstander til sola (S_x) er beregnet etter denne formelen:

r_j = Avstand mellom Sola og jorden (Tips velg denne vilkårlig for eksempel 1)
X = Avstanden mellom en planet og sola (Velg denne dobbelt av avstand r_j)
S_x = Solarkonstant på planeten med avstand X
S = Solarkonstanten for jorda.(se sp.mål 7)

Bruk lommeregneren og regn ut (S_x) For en planet med dobbel så stor avstandtil Sola som Jorda, og for en planet med halvparten så stor avstand. Sett inn S_x (hvor?) i regnearket du brukte i forrige oppgave, stemmer temperaturene med dine antakelser. Regn også ut for 3 og 4 ganger så stor avstand.

Del 3. Gjør forandringer i de forskjellige antopogene utslippskilder og studer resultatene. Svar på følgende spørsmål:

9. Utslippsverdiene fra 1990 er lagt til grunn i programmet Hva ville gjennomsnittstemperaturen i 2035 blitt med disse utslippene (minimumsverdi på skalaene)?

10. Hvilke reduksjoner i utslipp av drivhusgasser kan etter din mening la seg gjennomføre, med bakgrunn i internasjonale avtaler, økning i jordas befolkning og ny teknologi? Hvordan vil dette virke inn på temperaturøkningen?

11. Hvilken temperaturøkning får vi i år 2035 hvis utslippsverdien for 1990 for KFK-gasser opprettholdes?

9.7 Et annet program:

A. Gå inn på siden http://Solarsystem.colorado.edu/navigation/frames/index.html
B. Klikk moduler i hovedvindu.
C. Klikk Drivhuseffekten: Jorden/Venus/Mars i modulvinduet.

12. Utforsk Planettemperaturer og Drivhuseffekten se om du kan "kontrollere" svarene du fant ved hjelp av det forrige programmet på spørsmål 1, 5, 6, 7b,c,d.

For å utvide vinduet, gå mellom to vinduer til musepekeren forandrer seg og dra i utvidelsesretningen (som i office).

Tips: For å finne "nåværende" temperatur på Jorda må du sette inn styrken på drivhuseffekten i "Planettemperaturer" denne hentes på siden "Drivhuseffekten". Husk punktum for å skille desimaler i amerikanske programmer. Prøv deg fram i programmet.

13. Gå inn på "Planetary Facts" i venstre vindu. Bruk programmet til å finne ut hva temperaturen på månen ville vært med samme styrke på drivhuseffekten som den vi har på Jorda. Er den lik? Hvorfor? Hvorfor ikke?

10.0 Forslag til praktiske aktiviteter.

I håndboka finnes to forsøk som kan brukes i forbindelse med undervisningsopplegget, her må det vurderes hvor mye tid man har til rådighet. En forenklet versjon av forsøk 2, som er det forsøket som etter min mening passer best i grunnskolen, er å ta to flasker selters, soda eller lignende. Senke to termometer ned i flaskene og tre to ballonger over tuten på dem. Den ene flaska settes i et kar med varmt vann. Elevene konstaterer hvilken ballong som blåses mest opp. Temperaturen i flaskene kan følges. Til slutt kan læreren ta av en av ballongene og ved hjelp av et sugerør føre den oppsamlede gassen ned i et beger med kalkvann for å konstatere at gassen er CO2, som blakker kalkvann. Forsøket kan utføres av læreren mens elevene holder på med dataprogrammet, og diskusjon om hva som skjer og hva dette har å gjøre med drivhuseffekten kan taes i plenum.

b) Dobbel avstand gir -69° C, halv avstand gir 134° C.

9. Ved å slippe ut like mye drivhusgasser som i 1991 ville temperaturen blitt ca 15ºC, vi hadde altså ikke fått noen økning i global oppvarming i følge modellen.

10. Den blir 0,2 grader lavere.

1.1 Svar til annet program.