A globális felmelegedés és az éghajlatváltozás elleni küzdelem mögött az üvegházhatású gázok növekedése a légkörben. Az üvegházhatású gáz bármilyen gáz-halmazállapotú vegyület a légkörben, amely képes elnyelni az infravörös sugárzást, ezáltal csapdába ejtve és tartva a hőt a légkörben. A légkörben a hő növekedésével az üvegházhatású gázok felelősek az üvegházhatásért, amely végső soron a globális felmelegedéshez vezet.
Napelemes sugárzás és az "üvegházhatás"
A globális felmelegedés nem új koncepció a tudományban. A jelenség alapjait Svante Arrhenius 1896-ban jóval több mint egy évszázaddal ezelőtt kidolgozta. A Philosophical Magazine és a Journal of Science folyóiratban közzétett cikke elsőként számszerűsítette a szén-dioxid hozzájárulását ahhoz, amit a tudósok ma "üvegháznak" hívnak. hatás."
Az üvegházhatás azért fordul elő, mert a nap hatalmas mennyiségű sugárzással bombázza a Földet, amely látható fény formájában megüti a Föld légkörét, plusz ultraibolya (UV), infravörös (IR) és egyéb típusú sugárzások, amelyek az emberi szem számára láthatatlanok. A Földet sújtó sugárzás kb. 30% -át visszaverik az űrbe felhők, jég és más fényvisszaverő felületek. A NASA szerint a fennmaradó 70 százalékot az óceánok, a talaj és a légkör veszi fel.
Amint elnyelik a sugárzást és felmelegsznek, az óceánok, a talaj és a légkör infravörös sugárzás formájában bocsátják ki hőt, amely a légkörből az űrbe kerül. A bejövő és a kimenő sugárzás közötti egyensúly a NASA szerint a Föld átlagos hőmérsékletet körülbelül 59 Fahrenheit-fokon (15 Celsius fok) tartja.
A bejövő és kimenő sugárzásnak ezt a hőcseréjét, amely felmelegíti a Földet, üvegházhatásnak nevezzük, mivel az üvegház ugyanúgy működik. A bejövő UV-sugárzás könnyen áthalad az üvegház üvegfalán, amelyet a növények és a belső kemény felületek abszorbeálnak. A gyengébb infravörös sugárzásnak azonban nehéz átjutni az üvegfalakon, és becsapódik, melegítve az üvegházat.
Hogyan befolyásolja az üvegházhatású gázok a globális felmelegedést?
A légkörben a sugárzást elnyelő gázokat üvegházhatású gázoknak (más néven üvegházhatást okozó gázoknak) nevezik, mivel ezek nagymértékben felelősek az üvegházhatásért. Az üvegházhatás viszont a globális felmelegedés egyik vezető oka. A Környezetvédelmi Ügynökség (EPA) szerint a legjelentősebb üvegházhatású gázok a vízgőz (H2O), a szén-dioxid (CO2), a metán (CH4) és a dinitrogén-oxid (N2O). "Noha az oxigén (O2) a második legelterjedtebb gáz a légkörünkben, az O2 nem abszorbeálja az infravörös sugárzást" - mondta Michael Daley, a Massachusetts-i Lasell Főiskola környezettudományi egyetemi docens.
Míg néhányan azt állítják, hogy a globális felmelegedés természetes folyamat, és hogy mindig is vannak üvegházhatású gázok, a közelmúltban a légkörben lévő gázok mennyisége gyorsan növekedett. Az ipari forradalom előtt a légköri CO2 körülbelül 180 ppm (ppm) között ingadozott a jégkorszakok és 280 ppm között a jelek közötti meleg időszakokban. Az ipari forradalom óta azonban a szén-dioxid mennyisége százszor gyorsabban nőtt, mint az utolsó jégkorszak végének növekedése - jelentette a Nemzeti Óceáni és Atmoszféra Igazgatóság (NOAA).
Fluorált gázok - vagyis azok a gázok, amelyekhez a fluor elemet adták - beleértve a fluor-szénhidrogéneket, perfluor-szénhidrogéneket és a kén-hexafluoridot - ipari folyamatok során keletkeznek, és ezeket üvegházhatású gázoknak is tekintik. Bár nagyon kis koncentrációban vannak jelen, nagyon hatékonyan csapdába ejtik a hőt, így nagy "globális felmelegedési potenciál" (GWP) gázokká válnak.
A klorofluor-szénhidrogének (CFC-k), amelyeket egyszer alkalmaztak hűtőközegként és aeroszol hajtóanyagként, amíg a nemzetközi megállapodással megszüntették őket, szintén üvegházhatású gázok.
Három tényező befolyásolja azt, hogy az üvegházhatású gáz milyen mértékben befolyásolja a globális felmelegedést, az alábbiak szerint:
- Bősége a légkörben.
- Meddig marad a légkörben.
- Globális felmelegedési potenciálja.
A szén-dioxid jelentős hatással van a globális felmelegedésre, részben a légkörben levő bősége miatt. Az EPA szerint 2016-ban az Egyesült Államok üvegházhatású gázkibocsátása 6511 millió tonna (7177 millió tonna) szén-dioxid-egyenérték volt, amely az összes ember által okozott üvegházhatású gáz 81% -ának felel meg - 2,5% -kal kevesebb az előző évhez képest. Ezenkívül a CO2 évezredek óta marad a légkörben.
Azonban a metán körülbelül 21-szer hatékonyabban képes elnyelni a sugárzást, mint a CO2, így magasabb GWP-besorolást eredményez, annak ellenére, hogy az EPA szerint csak körülbelül 10 évig marad a légkörben.
Az üvegházhatású gázok forrásai
Néhány üvegházhatású gáz, például a metán, mezőgazdasági gyakorlatok révén termelődik, ideértve az állati trágyát is. Mások, mint például a CO2, nagyrészt olyan természetes folyamatokból származnak, mint a légzés, és fosszilis tüzelőanyagok, például szén, olaj és gáz égetéséből származnak.
A Duke University közzétett kutatása szerint a CO2-kibocsátás második oka az erdőirtás. Amikor a fákat áruk vagy hő előállítása céljából elpusztítják, felszabadítják a szént, amelyet általában a fotoszintézis céljára tárolnak. A 2010. évi globális erdészeti erőforrás-felmérés szerint ez a folyamat évente közel milliárd tonna széndioxidot bocsát ki a légkörbe.
Az erdészeti és más földhasználati gyakorlatok ellensúlyozhatják az üvegházhatású gázok ezen kibocsátásának egy részét, az EPA szerint.
"Az újratelepítés segít csökkenteni a szén-dioxid felhalmozódását a légkörben, mivel a növekvő fák fotoszintézissel szétválasztják a szén-dioxidot" - mondta Daley a Live Science-nek. "Ugyanakkor az erdők nem képesek elválasztani az összes szén-dioxidot, amelyet fosszilis tüzelőanyagok égetésével bocsátunk a légkörbe. A atmoszférában történő felhalmozódás elkerülése érdekében továbbra is csökkenteni kell a fosszilis tüzelőanyagok kibocsátását."
Az üvegházhatású gázok kibocsátása világszerte komoly aggodalomra ad okot. A NASA szerint az ipari forradalom 2009-ig tartó kezdetétől a légköri CO2-szint közel 38% -kal nőtt, a metánszint pedig óriási 148% -kal növekedett, és ennek a növekedésnek a legnagyobb része az elmúlt 50 évben történt. A globális felmelegedés miatt 2016 volt a legmelegebb év, és 2018-ra, amikor a negyedik legmelegebbnek tűnik, a rekord melegebb év 20 évje 1998 után következik, a Meteorológiai Világszervezet szerint.
"Az általunk megfigyelt felmelegedés befolyásolja a légköri keringést, ami globálisan befolyásolja az esőzési mintákat" - mondta Josef Werne, a Pittsburghi Egyetem Földtani és Bolygótudományi Tanszékének docens. "Ez nagy környezeti változásokhoz és kihívásokhoz fog vezetni az emberek szerte a világon."
Bolygónk jövője
Ha a jelenlegi tendenciák folytatódnak, a tudósok, a kormányzati tisztviselők és egyre nagyobb számú polgár félnek attól, hogy a globális felmelegedés legrosszabb következményei - szélsőséges időjárások, emelkedő tengerszint, növények és állatok kihalása, óceánok savasodása, az éghajlat jelentős változása és példátlan társadalmi felfordulás - a következők: elkerülhetetlen.
Az üvegházhatású gázok által okozott globális felmelegedés által okozott problémákra válaszul az Egyesült Államok kormánya 2013-ban kidolgozta az éghajlat-változási cselekvési tervet. 2016 áprilisában 73 ország képviselői aláírták a Párizsi Megállapodást, egy nemzetközi paktumot az éghajlatváltozás leküzdésére, fenntartható beruházással. , az alacsony szén-dioxid-kibocsátású jövő, az Egyesült Nemzetek éghajlat-változási keretegyezménye (UNFCCC) szerint. Az Egyesült Államokat felvettek azon országok közé, amelyek 2016-ban megállapodtak abban, de 2017 júniusában megkezdték a Párizsi Megállapodásból való kilépési eljárást.
Az EPA szerint az üvegházhatású gázok kibocsátása 12 százalékkal alacsonyabb volt 2016-ban, mint 2005-ben, részben annak köszönhető, hogy a fosszilis tüzelőanyagok égése jelentős mértékben csökkent a szénből a földgázra való áttérés következtében. Az ezekben az években a melegebb téli viszonyok sok otthon és vállalkozás igényét is csökkentették.
A kutatók szerte a világon folytatják az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésére és ezek hatásainak csökkentésére irányuló módszereket. Dina Leech, a virginiai Longwood Egyetem biológiai és környezettudományi egyetemi docensének egyik lehetséges megoldása, amelyet a tudósok megvizsgálnak, a szén-dioxid kiürítése a légkörből és határozatlan ideig a föld alatti eltemetése.
"Azt tehetjük, hogy minimalizáljuk az ott felhelyezett szén mennyiségét, és ennek eredményeként minimalizáljuk a hőmérséklet-változást" - mondta Leech. "A cselekvési ablak azonban gyorsan bezárul."
További források:
- EPA - Klímaváltozás: Alapvető információk
- NASA: Globális klímaváltozás
- National Geographic - Klíma mérföldkő: A Föld CO2-szintje 400 ppm-en halad át
Ezt a cikket, 2019. január 3-án, a Live Science közreműködője, Rachel Ross frissítette.
