(ग्रीनहाऊस इफेक्ट). एक नैसर्गिक प्रक्रिया. या प्रकियेमुळे एखाद्या ग्रहाच्या पृष्ठभागाचे तापमान वातावरणरहित परिस्थितीत जितके असेल, त्यांपेक्षा अधिक त्या ग्रहाच्या वातावरणापासून निघणाऱ्या प्रारणांमुळे वाढते.
पृथ्वीवर सूर्यापासून अतिनील, दृश्य, अवरक्त इत्यादी प्रारणे येतात. त्यांपैकी काही प्रारणे (सु. २६%) वातावरणाच्या वरच्या भागापासून अवकाशात परावर्तित होतात. उरलेली प्रारण ऊर्जा ग्रहाच्या वातावरणात पोहोचते व तेथे शोषली जाते. ऊर्जा शोषली जाते, तशीच ती उत्सर्जित (सु.१९%) होते. पृथ्वीवरील हरितगृह परिणामाच्या दृष्टीने विचार करता वातावरणातील बाष्प (३६ ते ७०%), मिथेन (४ ते ७%), कार्बन डायऑक्साइड (९ ते २६%) आणि ओझोन (३ ते ७%) हे चार वायू महत्त्वाचे असतात. येथे कंसातील टक्केवारी प्रत्येक वायूचे हरितगृह परिणामाला किती योगदान आहे, ते दर्शवते. या निरनिराळ्या वायूंचे उत्सर्जन आणि शोषण यांचे वर्णपट एकमेकांवर पडत असल्याने वरील टक्केवारी निश्चित सांगता येत नाही. उत्सर्जन आणि शोषण या क्रियेत ढगांचेही योगदान असते.
वातावरणातील प्रारणशील वायू म्हणजेच हरितगृह वायू सर्व दिशांना ऊर्जा उत्सर्जित करतात. या ऊर्जेचा काही भाग (सु. ५५%) पृष्ठभागाकडे येत असल्याने पृथ्वीचा पृष्ठभाग तापतो. तापलेल्या पृष्ठभागाकडून वरच्या दिशेने ऊर्जा उत्सर्जित तसेच परावर्तित होते. जसे पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे तापमान वाढते, तसे वर जाणाऱ्या ऊर्जेचे प्रमाण वाढते. जेव्हा वरून खाली व खालून वर जाणारे ऊर्जा प्रवाह समान होतात, तेव्हा वातावरणाचे तापमान वाढत वाढत जाऊन स्थिर होते. ही तापमान वाढ म्हणजेच हरितगृह परिणाम होय.
पृथ्वीवर जर वातावरण नसते, तर पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे तापमान -१८० से. असते. पृथ्वीवरील नैसर्गिक हरितगृह परिणामामुळे हे तापमान ३३० से.ने जास्त म्हणजे सरासरी +१४० ते १५० से. आहे. ही तापमानवाढ पृथ्वीवरील नैसर्गिक हरितगृह परिणामाचे परिमाण आहे, असे म्हणता येईल. या तापमानवाढीमुळेच पृथ्वीवर सजीवांना जगणे, टिकून राहणे शक्य झाले आहे; परंतु सद्यस्थितीत हरितगृह वायूंचे प्रमाण जास्त झाल्याने हे तापमान अवास्तव वाढत असून या तापमानवाढीचा उल्लेख ‘जागतिक तापन’ असा केला जातो. जागतिक तापनामुळेच पृथ्वीवर मोठ्या प्रमाणात हवामान बदल घडून आले आहेत. या हवामान बदलाचे प्रमुख कारण म्हणजे मानवी कृतींमुळे मोठ्या प्रमाणात उत्सर्जित होत असलेले हरितगृह वायू. यांत मुख्यत: कार्बन डायऑक्साइड (सु. ८१%), मिथेन (सु. १०%), नायट्रस ऑक्साइड (सु. ७%) आणि फ्ल्युओरीनयुक्त वायू (सु. ३%) असतात. येथे कंसातील टक्केवारी प्रत्येक वायूचे जागतिक तापनाला किती योगदान आहे हे दर्शवते. ऊर्जा मिळवण्यासाठी आपण जी जीवाश्म इंधने (कोळसा, पेट्रोल तसेच नैसर्गिक वायू) वापरतो, ती या हरितगृह वायूंचे प्रमुख स्रोत आहेत. जंगलतोड, शेती आणि वस्तू-उत्पादन यांमुळेही हरितगृह वायूंची निर्मिती होते. साधारणपणे १९५० पासून जागतिक तापनाचे तीव्र दुष्परिणाम जाणवू लागले आहेत.
काही वेळा हरितगृह परिणाम अनियंत्रित होऊ शकतो. शुक्र ग्रहाच्या बाबतीत असेच घडले असावे. अशा हरितगृह परिणामात ग्रहाच्या पृष्ठभागाचे तापमान वाढल्यास त्याच्यावर असलेल्या पाण्यासारख्या पदार्थाचे बाष्पीभवन होते. हे बाष्प हरितगृह वायूचे असल्याने वातावरणाचे तापमान आणखी वाढत राहते. हे बाष्प वातावरणात त्याच्या हलकेपणामुळे वर पोहोचते. तेथे अतिनील किरणांद्वारा त्याचे हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन यांत विघटन होऊन हायड्रोजन वातावरणापासून अवकाशात निसटून जातो. शुक्रावर एकेकाळी महासागर असावेत; मात्र आता त्याच्यावर पाणी किंवा बाष्प नाही. त्याच्या पृष्ठभागाचे तापमान ४६२० से. आहे.
सूर्यप्रकाशातील ४००–७०० नॅनोमीटर (नॅमी.) तरंगलांबीची किरणे (पांढरा प्रकाश) वातावरणातून पृथ्वीवर (कसलेही शोषण न होता) पोहोचतात. त्यामुळे जमिनीचे व समुद्राचे तापमान वाढते. पृथ्वीच्या उष्ण पृष्ठभागाकडून जे उष्णता प्रारण फेकले जाते, तिची तरंगलांबी ४०० नॅनोमीटरपेक्षा जास्त असते. वातावरणातील बाष्प ४००–७०० नॅनोमीटरदरम्यानची किरणे शोषून घेते, तर कार्बन डायऑक्साइड १,३००–१,९०० नॅनोमीटरदरम्यानची किरणे शोषून घेतो. यादरम्यान असणारी म्हणजेच ७००–१,३०० नॅनोमीटर या किरणांचे प्रमाण सु. ७०% असते; ती पृथ्वीकडून अवकाशात मोकळी होतात. कार्बन डायऑक्साइड आणि बाष्प ही अतिनील किरणे फक्त शोषूनच घेत नाहीत, तर पुन्हा उत्सर्जित करतात. वातावरणाचा प्रत्येक स्तर हा त्याच्या खालच्या स्तराकडून ऊर्जा शोषून घेत असतो आणि कमी तापमानाला (कमी तरंगलांबी) उत्सर्जित करीत असतो. जोपर्यंत अवकाशात सोडलेल्या किरणांमुळे वरच्या वातावरणाचे तापमान पृथ्वीलगतच्या वातावरणाच्या तापमानापेक्षा कमी होत नाही, तोपर्यंत ही प्रक्रिया चालू राहते. त्यामुळे उष्णता टिकून राहते.
वातावरणातील बाष्प आणि कार्बन डायऑक्साइड यांचे प्रमाण (संहती), तसेच वातावरणात पोहोचणाऱ्या सूर्यकिरणांचे प्रमाण जोपर्यंत स्थिर आहे, तोपर्यंत समतोल राखला जातो. याची तुलना चंद्राच्या पृष्ठभागाच्या तापमानाशी (चंद्रावर जवळजवळ वातावरण नाही. त्याच्या पृष्ठभागावरील सरासरी तापमान -१७३० से. आहे.) केली, तर नैसर्गिक हरितगृह परिणामामुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे सरासरी तापमान ३३० से.ने वाढले आहे, असे मानले जाते.
मानवी कृतींमुळे वातावरणातील हरितगृह वायूंचे प्रमाण वाढत आहे, ही चिंताजनक बाब आहे आणि त्यामुळे हरितगृह परिणामात भर पडली असून जगाच्या तापमानात सरासरी वाढ झालेली आहे. औद्योगिक क्रांतीच्या आरंभापासून जीवाश्म इंधनाच्या ज्वलनामुळे वातावरणात कार्बन डायऑक्साइड वायू मोठ्या प्रमाणात सोडला जात आहे. पृथ्वीच्या ध्रुवीय भागातील बर्फामध्ये वातावरणीय वायूंच्या अडकलेल्या बुडबुड्यांचा अभ्यास केला असता, मागील १,००० वर्षांपासून औद्योगिक क्रांतीपर्यंत, वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण प्रतिलाखामागे २,७०० होते, ते स्थिर आढळले होते; मात्र १९५७ नंतर वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण वाढल्याचे आढळले आहे. कार्बन डायऑक्साइडचे हेच प्रमाण १९९४ मध्ये प्रतिलाखामागे ३,५०० पर्यंत वाढल्याचे दिसून आले आहे. मानवी कृतींमधून जे अन्य वायू निर्माण होतात, त्यांद्वारे ७००–१,३०० नॅनोमीटर टप्प्यातील किरणे शोषली जातात. एरव्ही पृथ्वीवरील औष्णिक किरणांपैकी सु. ७०% किरणांसाठी हा टप्पा मोकळा असतो. ओझोन, मिथेन, नायट्रस ऑक्साइड आणि क्लोरोफ्ल्युरोकार्बन (सीएफसी) यांसारखे मानवनिर्मित वायू अत्यंत प्रभावी हरितगृह वायू आहेत. आर्क्टिक आणि अंटार्क्टिक प्रदेशांत ओझोनच्या थराला छिद्र पडण्यामागे सीएफसी कारणीभूत असतेच, शिवाय सीएफसीच्या एका रेणूमुळे निर्माण झालेला हरितगृह परिणाम हा १०,००० कार्बन डायऑक्साइडच्या रेणूंच्या प्रभावाइतका असतो. मिथेन हा नैसर्गिक तेल आणि वायू उत्खननांतून, भाताच्या शेतातील जीवाणूंपासून आणि रवंथ करणाऱ्या प्राण्यांपासून निर्माण होतो. नायट्रस ऑक्साइड हा नायट्रोजन खतांवर विनायट्रीकरण करणाऱ्या जीवाणूंच्या क्रियेतून उद्भवतो.
वातावरणाच्या वरच्या थरात ओझोन वायू उपयोगी ठरतो; कारण पृथ्वीवर पोहोचणारी अतिनील किरणे ओझोनद्वारे अडविली जातात; परंतु पृथ्वीलगतच्या वातावरणात तो अनावश्यक हरितगृह वायू ठरतो. त्या वायूमुळे पिके, वस्रे इत्यादींचे नुकसान होते आणि आम्लवर्षासारख्या अनावश्यक क्रिया घडून येतात. ओझोन हा पृथ्वीवरील वाहनांमधून बाहेर पडलेल्या धुरातील नायट्रोजन ऑक्साइडे (NO2 आणि NO) आणि हायड्रोकार्बने यांच्यात झालेल्या प्रकाश-रासायनिक अभिक्रियेतून बनतो. नायट्रोजन ऑक्साइडे ऊर्जानिर्मिती केंद्रामध्येही तयार होतात, तर हायड्रोकार्बने वेगवेगळ्या स्रोतांपासून (औद्योगिक द्रावके, हायड्रोकार्बनांचे स्रोत, मिथेन) बनतात.
हरितगृह परिणामाची संकल्पना पहिल्यांदा इ. स. १८२४ मध्ये जोसेफ फुरियर यांनी मांडली. इ. स. १८२७ आणि इ. स. १८३८ मध्ये क्लॉडे पुलिट यांनी या संकल्पनेला बळकटी दिली. जॉन टिंडाल यांनी सर्वप्रथम वेगवेगळे वायू आणि बाष्प यांचे शोषण आणि उत्सर्जन मोजले. इ. स. १८५९ नंतर त्यांनी या परिणामाला वातावरणाचे काही घटक कारणीभूत असतात आणि त्यामागे मोठ्या प्रमाणात बाष्प, तर कमी प्रमाणात हायड्रोकार्बने व कार्बन डायऑक्साइड असतात, असे मत मांडले. इ. स. १८९६ मध्ये स्वांते अऱ्हेनियस यांनी हा परिणाम विस्तृतपणे मांडला आणि संख्यांचा वापर करून वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण काल्पनिक दुप्पट करून ‘जागतिक तापन’ या संकल्पनेचे पहिल्यांदा भाकीत केले. हरितगृह ही संज्ञा इ. स. १९०१ मध्ये नील्स गुस्ताफ एकोम या वैज्ञानिकाने पहिल्यांदा वापरली.
हरितगृह परिणामाच्या आणि त्यामुळे होणाऱ्या जागतिक तापनाच्या व हवामान बदलाच्या दृष्टीने कार्बन डायऑक्साइड सर्वांत घातक असल्याने कर्बभार (किंवा कार्बन फूटप्रिंट) या संकल्पनेला जागतिक पातळीवर महत्त्व आले आहे. एखाद्या कार्यक्रमामध्ये किंवा घटनेमध्ये किंवा दरवर्षी एखाद्या व्यक्तीद्वारे किंवा इमारतीद्वारे होणारे एकूण हरितगृह वायूंचे उत्सर्जन कर्बभाराने दाखवले जाते. जगातील प्रत्येक गोष्टीचा, देशाचा कर्बभार जितका कमी करता येईल, तितका करणे मानवजातीच्या हिताचे ठरणार आहे. म्हणूनच संयुक्त राष्ट्रांतर्फे प्रत्येक देशाला ठरावीक काळात निश्चित प्रमाणात कर्बभार कमी करण्याचे लक्ष्य दिले गेले आहे.
