Основными парниковыми газами являются: Страница не найдена | Природа Мира

Содержание

Парниковые газы – Учебный центр Верконт Сервис

Главным парниковым газом является водяной пар (H2O), который ответственен примерно за две трети природного парникового эффекта. Другие основные парниковые газы – это углекислый газ (СО2), метан (СН4), азотистый оксид (N2O) и фторированные парниковые газы. Эти газы регулируются Киотским Протоколом.

ХФУ и ГХФУ – это также парниковые газы, но регулируемые скорее Монреальским, чем Киотским Протоколом.

Стратосферный озон сам является парниковым газом. Таким образом, истощение озона послужило смягчению некоторых аспектов по изменению климата, в то время как восстановление озонового слоя добавит климатических изменений.

Углекислый газ

Основной участник усиления (искусственного) парникового эффекта это диоксид углерода (СО2). В промышленных странах СО2 представляет более, чем 80% выбросов парниковых газов.

В настоящее время, в мире выделяется более 25 млрд.

тонн углекислого газа каждый год. СО2/sub> может оставаться в атмосфере от 50 до 200 лет, в зависимости от того, как он возвращается в оборот земли и океанов.

Метан

Второй наиболее важный парниковый газ для усиления парникового эффекта – это метан СН4. С начала промышленной революции концентрации атмосферного метана удвоились и вносят 20% вложений в усиление эффекта парниковых газов. В промышленных странах метан типично составляет 15% выбросов парниковых газов.

Антропогенные выбросы метана связаны с горной промышленностью, сжиганием органического топлива, скотоводства, выращивание риса и мусорные свалки.
ПГП метана в 23 раза больше, чем у СО2.

Закись азота

Закись азота (N2O) естественно высвобождается из океанов и тропических лесов и бактериями в почвах. Источники влияния человека включают азотистые удобрения, сжигание органических топлив и промышленное производство химикатов, использующих азот, например, обработка сточных вод.

В индустриальных странах N2O несет ответственность примерно за 6% выбросов парниковых газов. Как СО2 и метан, закись азота – это парниковый газ, чьи молекулы поглощают тепло, которое пытается испариться в космос. N2O имеет в 310 раз больший потенциал, чем СО2.

С начала индустриальной революции, концентрации закиси азота в атмосфере увеличились на 16% и вносят вклад от 4 до 6 % в усиление парникового эффекта.

Фторированные парниковые газы

Финальная группа парниковых газов включает в себя фторированные составляющие, такие, как гидрофторуглероды (ГФУ), которые используются, как хладагенты и пенообразующие агенты, перфторированные углероды (ПФУ), которые выделяются во время производства алюминия; и серные гексафлориды (СГФ—SF6), которые используются в электронной промышленности.

Это единственные парниковые газы, которые не производятся в природе.

Атмосферные концентрации малы, они составляют около 1,5% в целом от выбросов парникового газа индустриальных стран. Однако, они чрезвычайно мощные; они имеют в 1000—4000 раз больший потенциал, чем СО2, а некоторые – более чем в 22000 раз.

ГФУ – одна из альтернатив ГХФУ в охлаждении, воздушном кондиционировании и пенообразовании. Последствия этих мощных парниковых способностей являются, таким образом, одним фактором, который должен быть учтен при выборе альтернатив и развитии стратегий ликвидации.

Парниковые газы

В связи с выходом некоторых постановлений, писем и методических указаний природопользователи задают вопросы, касающиеся расчета выбросов парниковых газов, но у контролирующих органов пока нет четких ответов. Тем не менее вопрос активно обсуждается. Начав с базовых знаний и исторической справки о парниковых газах, постараемся осветить данную тему для всех заинтересованных лиц, даже далеких от экологии.

Что такое выбросы парниковых газов и чем они опасны: история вопроса

Основными парниковыми газами (далее — ПГ), в порядке их воздействия на тепловой баланс Земли, являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон.

 

СЛОВАРЬ

Парниковые газы — это газы высокой прозрачности в видимом диапазоне и с высоким поглощением в дальнем инфракрасном диапазоне. Присутствие таких газов вызывает парниковый эффект — повышение температуры нижних слоев атмосферы планеты.

 

Для Земли первоочередное значение имеют водяной пар и углекислый газ. Увеличение количества углекислого газа за счет промышленных выбросов в атмосферу приводит к повышению приповерхностных температур, что согласно теории глобального потепления климата приводит к нарушению естественных климатических процессов.

В связи с этой опасностью необходимо снижать выбросы ПГ, и поэтому в 1997 г. было заключено соглашение в г. Киото — Киотский протокол, созданный как дополнительный документ к Рамочной конвенции ООН об изменении климата 1992 г.

В 2015 г. в г. Париже подписано новое соглашение, регулирующее меры по снижению содержания углекислого газа в атмосфере с 2020 г.

Новое соглашение Россией подписано, но не ратифицировано: летом 2016 г. бизнес-сообщество просило президента не утверждать данный документ, т.к. это плохо скажется на экономике. К тому же С. Лавров в своем выступлении на саммите глобального развития в рамках ГА ООН заявил, что Россия перевыполнила свои обязательства по достижению выбросов ПГ ниже уровня 1990 г.

Снижение выбросов парниковых газов в России: план работы

Однако на достигнутом результате мы не остановились. В нашей стране для снижения выбросов ПГ и уменьшения опасности глобального потепления в мире предпринят ряд шагов. В первую очередь разработана законодательная база по данному вопросу. 

М. Ламихова, инженер-эколог ГК «Экологический центр»

Парниковый эффект: для чего он нужен и как влияет на изменение климата

Углекислый газ (CO2) — считается важнейшим парниковым газом антропогенного происхождения. Углекислый газ возникает и естественным путем при круговороте углерода, но именно человек увеличил его концентрацию в атмосфере на 47% с момента индустриальной революции. [1]

Метан (CH4) — по своему парниковому эффекту метан считается даже сильнее, чем углекислый газ, но в атмосфере его заметно меньше. Естественные источники — болота и термитники. Антропогенное происхождение — свалки, сельское хозяйство, добыча угля и природного газа.

Закись азота (N2O) образуется при сжигании твердых отходов и ископаемого топлива. Значительная часть N2O идет от сельского хозяйства.

Синтетические химические вещества, например, гидрофторуглероды, галогенированные углеводороды, гексафторид серы и другие синтетические газы. Основной источник — это химическая промышленность.

Озон (O3) — естественным образом встречается в стратосфере и тропосфере Земли и не вызывает значительного парникового эффекта. [2]

Водяной пар — по объему занимает первое место среди всех парниковых газов, однако прямые выбросы водяного пара влияют на парниковый эффект наименьшим образом. [3]

Сам по себе парниковый эффект — благо для нас, так как без него не было бы жизни на Земле. Если представить, что его не существует, средняя температура на Земле составляла бы -18℃, то есть реки и океаны всегда были бы замерзшими и нигде не росли растения. С его же помощью на нашей планете средняя температура достигает +15℃. [4]

Самый сильный парниковый эффект в Солнечной системе существует на Венере. Атмосфера планеты практически полностью состоит из углекислого газа, поэтому температура на поверхности Венеры достигает 475℃.

основные виды, расчет выбросов в атмосферу

В современном быстроразвивающемся мире предпринимаются новые технологические попытки борьбы с загрязнением и мусором. Но одна проблема все еще остается нерешенной — это парниковые газы. И хотя многие из нас наслышаны о парниковом эффекте, мы все еще недостаточно осознаем, какие последствия он несет.

Понятие

Парниковые газы присутствуют в атмосферах всех планет. Их образование является закономерным процессом, связанным с особенностями свойств тепловой энергии. До возникновения первых живых существ они активно вырабатывались в естественных условиях.

Газы существуют на планете с тех пор, как появились первые зачатки атмосферы, и именно благодаря им сформировались условия для жизни.

Определенная концентрация природного газа позволила установиться адекватной для всех живых организмов температуре. Получается, что их образование изначально связано исключительно с естественными природными явлениями и процессами. Как же это происходило?

Все началось с момента, когда солнечные лучи начали прогревать поверхность планеты. Углекислый газ и другие составляющие, попавшие в атмосферу, сдерживали часть этой энергии, не давая ей полностью отразиться от поверхности и выйти в космическое пространство. Эффект нагревания, производимый за счет подобного явления, напоминал то, что происходит в теплице садовода.

Позже к источникам природного газа присоединились вулканы с их активной деятельностью. И уже после возникновения на Земле зеленых растений начали формироваться условия для жизни.

До определенного момента состояние атмосферы продолжало быть идеальным: животный и растительный мир стремительно развивались. А миллионы лет эволюции, в конечном счете, привели к появлению Человека Разумного — то ли венца ее творения, то ли проклятия.

Развитие производства, использование топлива, разработки в сельском хозяйстве и химической промышленности привели к тому, что выбросы парниковых газов увеличились, дестабилизировав состояние атмосферы. Перед человечеством встал серьезный вопрос, касающийся дальнейшего благосостояние планеты: парниковый эффект, вызванный увеличением уровня парниковых газов.

Состав

Из самого термина ясно, что в парниковый газ включает в себя не один химический компонент, и свое воздействие они производят в комплексе. В 1997 году ООН было принято соглашение — Киотский протокол, получивший свое наименование по названию города, в котором происходило совещание. Помимо основного требования, предъявленного к большинству стран мира, которое подразумевает постепенное снижение уровня выбросов в атмосферу парниковых газов, в документе также принят перечень опасных веществ. Так, к парниковым газам относятся:

  • углекислый газ
  • метан
  • закись азота
  • водяной пар
  • фреоны
  • озон
  • перфторуглероды
  • гексафторид серы

Основная «четверка»

Хотя все составляющие вещества, включенные в список, оказывают серьезное воздействие, основными парниковыми газами являются углекислый газ, метан, закись азота и озон.

Углекислый газ относится к числу самых распространенных газов в атмосфере. Его доля составляет примерно 64%, при этом он оказывает наиболее сильное влияние на климат. Изначально источником выступали вулканы: на определенном этапе развития планеты вулканическая активность была столь высока, что Мировой океан буквально кипел.

Сегодня на повышения показателей СО2 в атмосфере в значительной мере влияет деятельность человека. Выделение парниковых газов от сжигания различных топливных материалов, увеличения объема выхлопов и вырубка лесов — эти факторы ежегодно умножают объемы газа.

Парниковый эффект, который оказывает метан, в 25 раз сильнее и опаснее, чем углекислота. Повышению его уровня способствует развитие сельского хозяйства, так как его главные источники — продукты жизнедеятельности скота, процессы горения и выращивание риса. Сегодня показатели считаются рекордными, хотя скорость их роста уменьшилась.

Закись азота занимает одно из ведущих мест по объему в атмосфере. Основной источник — производство и применение веществ, относящихся к различным минеральным удобрениям. Существует естественный источник природного газа — тропические джунгли. Согласно подсчетам, в таких районах вырабатывается около 70% вещества.

Озон, который никак не связан со спасительным озоновым слоем, располагается в нижних слоях тропосферы. Он способен не только усиливать парниковый эффект, но и вредит зеленым насаждениям, когда его концентрация вблизи Земли оказывается очень высокой. Основные источники озона:

  • промышленные выбросы
  • выхлопы транспорта
  • различные химические растворители

Не менее опасны

Фреон, гексафторид, перфторуглероды и водяные пары в числе газов также считаются опасными во многом потому, что все они, за исключением водяных паров, относятся к искусственным веществам. Они входят в обязательный расчет парниковых газов, который позволяет оценивать ежегодный урон со стороны предприятий.

  • Фреоны включают в себя ряд веществ, и, несмотря на то, что их объем меньше, чем CO2, эффект может быть выше в 1300-8500 раз! В атмосферу они попадают за счет использования аэрозолей, холодильных установок.
  • Перфторуглероды являются побочным эффектом производства алюминия, электротехники и растворителей.
  • Гексафторид серы применяется в сфере пожаротушения, а также в промышленности (в электронной и металлургической). Этот парниковый газ на протяжении долгого времени не распадается в атмосфере, что делает его особенно опасным. Как и в случае с фреонами, два этих вещества отличаются сильнейшей парниковой активностью.
  • Особое место среди парниковых газов занимают водяные пары. Хотя их формирование относится к исключительно естественным процессам, на их долю приходится значительный процент влияния на развитие парникового эффекта. На его примере можно оценить всю масштабность проблемы: концентрация парниковых газов приводит к повышению температуры на планете, что в свою очередь увеличивает объем водяных паров, усиливающих парниковый эффект. Получается страшная замкнутая система, выход из которой необходимо искать как можно скорее, пока изменения на Земле не приобрели необратимый характер.

Решение проблемы

Парниковый эффект приведет к многочисленным неприятным последствиям, которые отразятся буквально на всем живом. Естественно, что эти глобальные перемены окажут сильнейшее влияние на жизнь человека:

  1. Повышение температуры приведет к повышению влажности воздуха во влажных районах, в то время как засушливые территории окажутся в еще более тяжелом положении.
  2. Повышение уровня Мирового океана станет причиной затопления прибрежных территорий и островных государств.
  3. Около 40% видов животных и растений исчезнут с лица Земли из-за изменений условий обитания.
  4. Серьезный удар грозит и сельскому хозяйству, что приведет к мировому голоду.
  5. Таяние ледников и повышение температуры приведут к иссушению подземных источников и, как следствие, к нехватке питьевой воды.

Остановить губительное воздействие парниковых газов необходимо в ближайшие десятилетия, в противном случае последствия станут необратимыми. На государственном уровне основные действия связаны с установлением единых стандартов качества и объемов выбросов парниковых газов. Так, все предприятия и организации обязаны регулярно оценивать ущерб, который наносится окружающей среде их деятельностью, проводя расчет выбросов. Его стандартная формула включает себя вычисления, связанные с определением объемов каждого парникового газа с последующим его пересчетом в эквиваленте углекислого газа.

От государств требуется усиленно способствовать технологическому совершенствованию производств, которые приведут к уменьшению уровня вредных газов. Для организаций, не соблюдающих экологические нормы ведения деятельности, должны приниматься жесткие штрафные санкции, в то время как предприятия, стремящиеся работать по новым экологическим стандартам, должны получать сильную поддержку и поощрения.

Борьба с транспортными выхлопами, активное развитие видов сельского хозяйства, не приносящих вреда окружающей среде, а также поиск и разработка новых безопасных источников энергии — все эти меры приведут к сокращению уровня и последствий ПГ.

Следствие

Современный век, отмеченный высокими технологиями, развитыми способами производства и колоссальными открытиями, ознаменован и тем, что вопросы восстановления экологического состояния планеты становятся все более актуальными. Проблемы экологии решаются не только по инициативе активистов, но и на государственном уровне. Разрабатываются программы, нацеленные на стабилизацию экологического равновесия в отдельных регионах и странах.

Парниковые газы являются закономерным результатом развития планеты. Но человеческая деятельность, неосмотрительная по отношению к природе, привела к серьезному дисбалансу этих веществ в атмосфере. Результатом стал парниковый эффект — одна из главных экологических проблем современности. Для борьбы с ним предпринимаются масштабные действия на мировом уровне.

Важно понимать, что свой вклад самыми простыми действиями могут внести все люди: разумное использование автотранспорта, воды и электричества, поддержка энергосберегающих технологий и чистоты территории — все это снижает негативное влияние газов. Ответственное отношение каждого человека к окружающей среде становится маленьким, но важным шагом к спасению нашей планеты.

определение, виды, опасное влияние на экологию

Парниковый газ (сокращённо ПГ) – это газообразная составляющая воздушной оболочки Земли естественного или антропогенного происхождения, поглощающая и отражающая инфракрасное электромагнитное излучение. Увеличение концентрации таких газов в атмосфере приводит к парниковому эффекту, что может стать причиной глобального потепления и экологической катастрофы.

Основные парниковые газы Земли

Парниковыми газами называют целый ряд газообразных веществ, способных задерживать тепловое излучение небесных тел. На Марсе и Венере преобладающим ПГ является двуокись углерода CO2, составляющая 95,32% и 96,5% атмосфер этих планет соответственно.

Основные ПГ Земли (в порядке влияния на тепловой баланс) – водяной пар, двуокись углерода, метан, озон. Концентрация остальных элементов незначительна, и не оказывает на состояние атмосферы ощутимого воздействия.


ГазФормулаВклад
Водяной парH2O36-72%
Диоксид углеродаCO29-26%
МетанCH44-9%
ОзонO33-7%

Водяной пар

Водяной пар (H2O) – главный природный парниковый газ. На его долю приходится более 60% влияния на терморегуляцию нашей планеты. Потепление климата провоцирует усиленное испарение влаги, повышающее парниковый эффект. При этом образуются облака, частично отражающие прямой солнечный свет. Происходят атмосферные процессы, противоположные парниковому эффекту. Уменьшается суммарная солнечная радиация, удаётся избежать перегрева тропосферы.

Углекислый газ

Двуокись углерода составляет 0,03% атмосферы. Источниками диоксида углерода (CO2) в воздухе служат выбросы веществ во время и после извержений вулканов, антропогенные факторы (производственные процессы, сжигание топлива), продукты жизнедеятельности (метаболизма, дыхания, гниения) живых организмов. Основные характеристики углекислоты: вещество без цвета и запаха, тяжелее воздуха, в больших количествах имеет кисловатый привкус и может вызывать отравления. В результате вырубки лесов, поглощающих CO2, концентрация в атмосфере выросла на 46% в период с 1750 по 2017 годы (с 280 до 405 ppm).

Метан

Метан (CH4) продуцируется микроорганизмами, появляется вследствие биологических процессов на болотах, выделяется при горении лесов, его источниками служат домашнее животноводство и рисоводство. Период распада составляет 10-12 лет, но, несмотря на сравнительно короткий период жизни и небольшую концентрацию, в сравнении с двуокисью углерода, эффект от метана в 25 раз сильнее. Благодаря деятельности человека, газ накапливается быстрее, чем поглощается естественным образом, увеличивая угрозу возникновения глобального потепления.

Тропосферный озон

Озоновый слой находится в стратосфере на высоте 20-25 км и защищает нашу планету от УФ-излучения. В отличие от него, тропосферный озон (O3) приводит к усилению парникового эффекта, загрязняет атмосферу, подавляет наращивание растениями биомассы. Синтезируется при реакции оксида азота с окисью углерода в присутствии солнечного света, водяных паров и кислорода. Главные источники появления в атмосфере – транспорт, химические и промышленные выбросы. Превышения ПДК носят локальный характер, так как озон быстро разрушается.

Антропогенные парниковые газы

Антропогенные ПГ относятся к группе второстепенных или потенциально опасных для окружающей среды веществ. Их концентрация в воздухе незначительна или воздействие на климат не достаточно изучено. При этом нельзя недооценивать их влияние. Например, по данным Анджелы Хонг из Торонтского университета (Канада), перфтортрибутиламин, образующийся при производстве алюминия, за 100 лет в 7,1 тыс. раз сильнее прогревает землю, чем диоксид углерода.

Фреоны, хладоны

Этот парниковый газ в 1,3-8,5 тыс. раз сильнее двуокиси углерода способствует потеплению климата.

Основными источниками фреонов и хладонов являются холодильные установки, кондиционеры и аэрозоли. Считается, что содержащие хлор и бром фреоны разрушают озоновый слой, способствуя появлению озоновых дыр. Попадая в атмосферу, компоненты фреонов под воздействием УФ-лучей разлагаются и вступают в реакцию с озоном.

Оксиды азота

Оксид азота (N2O) выделяется в воздух из почвы и при производстве минеральных удобрений.

Его парниковая активность в 298 раз сильнее, чем у CO2За прошедшие 250 лет концентрация N2O в атмосфере возросла на 22%.

Галогенированные углеводороды

Представляют собой органические соединения, содержащие в составе связь «углерод-галоген». Их синтезируют промышленным способом. Несмотря на небольшую концентрацию в воздухе, имеют высокое число потенциала глобального потепления (ПГП).

Источники выбросов таких газов

Естественный парниковый эффект необходим для поддержания жизни. Без него средняя температура на Земле составляла бы примерно -180C. Сбалансированное природное количество газов пропускает солнечную радиацию, поглощая инфракрасное излучение, отражающееся от поверхности Земли. В результате почва и воздух нагреваются до комфортной для жизни температуры.

Градирни угольной электростанции в Линкольншире, Великобритания.

С развитием промышленности, вклад в выбросы ПГ от отходов производства внёс дисбаланс в устоявшееся равновесие.

Увеличение концентрации газов привело к «усиленному» парниковому эффекту, повышающему общий температурный фон.

К естественным добавились искусственные источники, поставляющие в атмосферу ПГ.

Естественные источники

Список основных естественных источников парниковых газов.

  • Испарение влаги Мирового океана.
  • Выброс вулканами во время извержения газов и пыли. Ежегодно в атмосферу поступает 0,15–0,26 млрд. тонн диоксида углерода.
  • Лесные пожары.
  • Продукты жизнедеятельности флоры и фауны.

Антропогенные источники

  • Энергетика. Выбросы от сжигания топлива: торфа, угля, нефтепродуктов (до 29% всех антропогенных выбросов).
  • Промышленность (18%).
  • Транспорт (13%).
  • Сельское хозяйство (11%).
  • Сжигание газа в факелах и утечка метана (8%).
  • Сжигание топлива в домах для обогрева и приготовления еды (8%).
  • Лесное хозяйство: вырубка и пожары (5%).
  • Бытовые и промышленные отходы, мусор (4%).
  • Осушение болот (3%).

Влияние на окружающую среду

Согласно теории Жана Батиста Жозефа Фурье, озвученной впервые в 1827 году, парниковые газы, попадая в воздух, оказывают влияние на климат. Возникает парниковый эффект – повышение tнижних слоёв атмосферы, по сравнению с эффективной температурой. Само по себе потепление не опасно, но оно может привести к необратимым последствиям.

  • Резко изменится климат, вызвав глобальное потепление. Из-за таяния льдов Арктики и Антарктики повысится уровень Мирового океана, затопив часть суши.
  • В высокогорье растают ледники, питающие реки. Сократятся запасы пресной питьевой воды.
  • В краткий период изменятся характеристики всех экосистем, приведя к вымиранию многих видов растений и животных.

Альтернативное мнение.

Часть учёных называют «пиар» глобального потепления афёрой века, под которую выделяют большие средства.

По мнению академика Котлякова, профессора Клименко и других географов, происходит естественное цикличное потепление (не первое на Земле), вслед за которым придёт похолодание. Они считают, что повлиять на природные явления планетарного масштаба человечество не может, но бороться с вредными выбросами всё равно необходимо.

Расчет выбросов парниковых газов

Расчёт выбросов ПГ проводится за длительный период. Водяной пар, не представляющий опасности для экосистем, в формуле не учитывается. Все выбросы рассматривают комплексно. При расчёте учитываются следующие факторы.

  • Устанавливают количество топлива, сжигаемого за 1 год.
  • Умножают объём на коэффициент, рассчитанный для каждого газа в отдельности.
  • Вносят в отчёт суммарные данные по каждому компоненту.

Для удобства вычислений за эталон принят углекислый газ, его коэффициент равен 1. Остальные элементы пересчитывают, отталкиваясь от его значений. Например, выброс 1 т метана приводит к такому же эффекту, как 21 т CO2, поэтому коэффициент метана (CH4) равен 21.

ПГ не являются загрязняющими веществами, оказывающими прямое вредное воздействие на здоровье человека, поэтому важно выявлять не отдельные места их концентрации, а абсолютные значения в масштабах всей планеты, дающие представление о вероятности глобального потепления.

Пути решения данной экологической проблемы

Россия активно участвует во всемирных программах по борьбе с выбросами парниковых газов, оказывающих отепляющее влияние на климат. В рамках Киотского протокола и Рамочной конвенции ООН наша страна принимает комплекс мер, направленных на решение экологической проблемы.

Сокращение выбросов газов

По данным Сергея Лаврова, за последние 20 лет выбросы парниковых газов в энергетическом секторе снизились на 37%.

Положительное воздействие на климат произошло благодаря установке современных очистных сооружений на заводах, прекращению сжигания попутных газов «Газпромнефтью», закрытию части предприятий из-за кризиса.

Использование альтернативных источников энергии

Такие источники энергии позволяют полностью избежать вредных выбросов ПГ в атмосферу. Сейчас в странах Западного и Восточного полушария уже работают солнечные, ветряные, волновые, приливные, геотермальные электростанции, ГЭС. Применение биотоплива является «меньшим злом», чем использование традиционных источников энергии, но способствует не охране, а разрушению окружающей среды (вырубка лесов, сокращение площади сельскохозяйственных земель).

Современные технологии по удалению газов из атмосферы

Главную опасность представляет диоксид углерода, перешедший в 2013 г опасную отметку в 400 ppm.

Научные институты и крупные корпорации разрабатывают новые методики по удалению газов из атмосферы. Какие из них окажутся жизнеспособными, покажет время, ведь себестоимость вывода из атмосферы 1 т CO2 обходится в 600 $.

  • Двуокись углерода улавливается из воздуха модулем, содержащим химический раствор. Молекулы COабсорбируются, проходят цикл регенерации. Из жидкости выделяется чистый диоксид углерода, который используют в промышленных целях.
  • Профессор Ланкер из США разработал модель «искусственного дерева». Его листья поглощают оксид углерода в 1 тыс. раз эффективнее живого растения. Листья из пластика обработаны смолой, содержащей карбонат натрия, абсорбирующий CO2.

В горной промышленности научились собирать сопутствующей добыче метан, не давая CHпопасть в атмосферу. Его откачивают через патрубки герметичной камеры во время отработки пластов породы.

Проблемы парниковых газов в России

По кратким данным доклада Минприроды РФ “О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2018 году”, наша страна заняла 4 место в мире по выбросу ПГ.

В связи с остротой проблемы, Совет Федерации готовит законопроект, позволяющий регулировать выбросы в атмосферу.

Одновременно правительство разрабатывает стратегию снижения концентрации опасных газов в атмосфере на период до 2050 года. Рассматривается возможность использования альтернативных источников, усиливаются меры по сохранению лесов, поглощающих большую часть вредных компонентов.

5 2 голоса

Рейтинг статьи

Какие виды парниковых газов производят автомобили?

Парниковые газы находятся в атмосфере Земли; они поглощают и повторно излучают инфракрасное излучение, вызывая нагрев Земли. Этими газами являются в основном водяной пар, углекислый газ, метан, озон и закись азота. Тремя основными парниковыми газами, производимыми автомобилями, являются углекислый газ, метан и закись азота.

Углекислый газ (CO2)


По данным Агентства по охране окружающей среды, до 95 процентов выбросов пассажирских транспортных средств составляют углекислые газы. Также известный как CO2, углекислый газ бесцветный, без запаха и негорючий. Типичный пассажирский автомобиль выделяет 5,48 метрической тонны CO2e (в эквиваленте углекислого газа). Углекислый газ не классифицируется как загрязняющее вещество, поскольку он является естественным компонентом воздуха и необходим растениям для фотосинтеза. Из-за увеличения автомобильных выбросов и вырубки лесов атмосфера не может поглотить весь CO2. Это заставляет больше тепла задерживаться и отправляться обратно на Землю.

Метан (СН4)


Метан – это горючий газ без цвета и запаха. Это остается в атмосфере в течение приблизительно девяти до 15 лет. Согласно EPA, «Метан более чем в 20 раз эффективнее улавливает тепло в атмосфере, чем углекислый газ (CO2) в течение 100-летнего периода». Он выделяется из различных природных и антропогенных источников, включая свалки, сельскохозяйственную деятельность, системы природного газа и нефти и добычу угля.

Закись азота (N2O)


Вместе с метаном и в очень небольшой части ГФУ (гидрофторуглероды) на выбросы закиси азота приходится около 5–6 процентов выбросов парниковых газов от пассажирских транспортных средств. Закись азота имеет атмосферный срок службы около 120 лет (примерно в 310 раз эффективнее улавливать тепло, чем CO2 за 100 лет). Закись азота поступает из биологических источников, а также из-за выбросов человека, таких как обработка почвы и навоза животных, очистка сточных вод и мобильное и стационарное сжигание топлива.

Парниковые газы замедлят новый ледниковый период

  • Ричард Блэк
  • Обозреватель Би-би-си по вопросам экологии

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

Нынешний межледниковый период – голоцен – может затянуться

Выбросы парниковых газов замедлят наступление следующего ледникового периода, считают британские ученые.

Последний по счету ледниковый период завершился примерно 11,5 тыс. лет назад, и эксперты до сих спорят о том, когда наступит следующий.

Группа британских исследователей опубликовала в научном журнале Nature Geoscience статью, в которой приводятся новые данные о воздействии колебаний земной орбиты и множества других факторов на изменения климата.

Их выводы свидетельствуют, что следующий ледниковый период должен был наступить в течение ближайших 1500 лет, однако этого не произойдет из-за насыщения земной атмосферы парниковыми газами.

“При нынешних уровнях содержания углекислого газа, даже в случае прекращения выбросов мы столкнемся с затяжным межледниковым периодом, длительность которого будет определяться природными процессами, ответственными за снижение уровня двуокиси углерода в атмосфере”, – заявил руководитель группы Люк Скиннер, сотрудник Кембриджского университета.

По оценке группы доктора Скиннера, в которую вошли ученые из Университетского колледжа Лондона, университета Флориды и Бергенского университета в Норвегии, новый ледниковый период начнется, когда содержание углекислого газа в атмосфере снизится до 240 ppm (ppm дословно переводится, как “частиц на миллион”), т.е. достигнет уровня 240 молекул CO2 на миллион молекул атмосферных газов.

В настоящее время этот показатель составляет 390 ppm.

Другие ученые доказывают, что даже в случае немедленного прекращения парниковых выбросов в атмосферу, уровень CO2 останется повышенным в течение не менее тысячи лет, причем мировой океан поглотит такое количество тепла, что полярные льды растают, а уровень моря повысится.

Орбитальные возмущения

Основными причинами наступления и прекращения ледниковых периодов являются небольшие изменения в орбите Земли, обращающейся вокруг Солнца. Они получили название циклы Миланковича в честь сербского астронома и геофизика Милутина Миланковича, который описал их почти 100 лет назад.

Автор фото, spl

Подпись к фото,

Астроном Милутин Миланкович первым указал на связь между климатом и орбитальными параметрами Земли

Однако воздействие этих факторов полностью не объясняет сложную модель изменений глобального климата, хотя циклы Миланковича играют важную роль в климатологии и палеоклиматологии.

Сами по себе изменения этих орбитальных параметров недостаточны для того, чтобы вызвать повышение средней температуры на 10 градусов, которое сопровождает прекращение ледникового периода.

Первоначальные небольшие изменения температуры усиливаются воздействием природных выбросов парниковых газов, вызванных испарением болот, а также поглощением газов мировым океаном, освобождающимся от льда.

Ясно также, что каждая ледниковая эпоха отличается от предыдущей потому, что орбитальные возмущения следуют в различных сложных комбинациях. Лишь только каждые 400 тысяч лет они приводят к примерно одинаковым условиям.

Это уже случалось

Используя анализ орбитальных данных, а также пробы пород с океанского дна, исследователи из группы доктора Скиннера обнаружили эпизод в геологической истории Земли, который они назвали Marine Isotope Stage 19c или этап 19c изотопной датировки морского дна, который удален от нас на 780 тысяч лет и наиболее напоминает современные климатические условия.

Тогда переход к ледниковому периоду был ознаменован быстрой сменой потеплений и похолоданий, которые происходили в северном и южном полушариях. Их причиной стали изменения в морских течениях.

Если эта аналогия нынешних условий с периодом MIS19c подтвердится, то наступление нового ледникового периода должно произойти в течение 1500 лет. Но только при условии, что уровень углекислого газа в атмосфере будет определяться лишь природными факторами.

Как мы знаем, дело с этим обстоит несколько иначе.

Уже сейчас обсуждается версия, что антропогенные факторы, в том числе и рост выбросов парниковых газов в атмосферу, препятствуют наступлению ледникового периода и поэтому являются положительным воздействием.

Еще в 1999 году известные астрономы сэр Фред Хойл и Чандра Викрамасингх указывали, что новый ледниковый период привел бы к массовому вымиранию людей, так как сделал бы невозможным ведение сельского хозяйства на огромных территориях.

Понимание потенциала глобального потепления | Выбросы парниковых газов (ПГ)

Парниковые газы (ПГ) нагревают Землю, поглощая энергию и замедляя скорость ее утечки в космос; они действуют как одеяло, изолирующее Землю. Различные парниковые газы могут по-разному влиять на потепление Земли. Эти газы отличаются друг от друга двумя ключевыми моментами: их способность поглощать энергию (их «эффективность излучения») и продолжительность их пребывания в атмосфере (также известная как их «время жизни»).

Потенциал глобального потепления (GWP) был разработан, чтобы позволить сравнивать влияние различных газов на глобальное потепление. В частности, это мера того, сколько энергии выбросы 1 тонны газа поглотят за определенный период времени по сравнению с выбросами 1 тонны диоксида углерода (CO 2 ). Чем больше GWP, тем больше данный газ нагревает Землю по сравнению с CO 2 за этот период времени. Период времени, обычно используемый для GWP, составляет 100 лет. ПГП обеспечивают общую единицу измерения, которая позволяет аналитикам складывать оценки выбросов различных газов (например,g., чтобы составить национальный кадастр ПГ), и позволяет политикам сравнивать возможности сокращения выбросов по секторам и газам.

  • CO 2 , по определению, имеет GWP, равный 1, независимо от используемого периода времени, потому что это газ, используемый в качестве эталона. CO 2 остается в климатической системе в течение очень долгого времени: выбросы CO 2 вызывают увеличение атмосферных концентраций CO 2 , которое продлится тысячи лет.
  • Метан (CH 4 ), по оценкам, имеет ПГП 28–36 за 100 лет (Узнайте, почему EPA U.S. В инвентаризации выбросов и стоков парниковых газов используется другое значение). Выбрасываемый сегодня CH 4 длится в среднем около десяти лет, что намного меньше времени, чем CO 2 . Но CH 4 также поглощает гораздо больше энергии, чем CO 2 . Чистый эффект более короткого срока службы и более высокого поглощения энергии отражается в GWP. ПГП CH 4 также учитывает некоторые косвенные эффекты, такие как тот факт, что CH 4 является предшественником озона, а сам озон является парниковым газом.
  • Закись азота
  • (N 2 O) имеет GWP в 265–298 раз больше, чем CO 2 в 100-летнем масштабе. N 2 O, выброшенный сегодня, остается в атмосфере в среднем более 100 лет.
  • Хлорфторуглероды (CFC), гидрофторуглероды (HFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), перфторуглероды (PFC) и гексафторид серы (SF 6 ) иногда называют газами с высоким ПГП, потому что при заданной массе они задерживают значительно больше тепла, чем CO 2 .(ПГП для этих газов могут исчисляться тысячами или десятками тысяч.)

Начало страницы

Часто задаваемые вопросы

Почему GWP меняются со временем?

EPA и другие организации будут обновлять значения GWP, которые они время от времени используют. Это изменение может быть связано с обновленными научными оценками поглощения энергии или срока службы газов или с изменением концентрации парниковых газов в атмосфере, что приводит к изменению поглощения энергии одной дополнительной тонны газа по сравнению с другой.

Почему ПГП представлены в виде диапазонов?

В последнем отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) были представлены несколько методов расчета ПГП, основанных на том, как учитывать влияние будущего потепления на углеродный цикл. Для этой веб-страницы мы представляем диапазон от самых низких до самых высоких значений, перечисленных МГЭИК.

Какие оценки GWP использует EPA для учета выбросов парниковых газов, например, инвентаризация

U.S. Выбросы и стоки парниковых газов (Реестр) и Программа отчетности по парниковым газам?

EPA считает, что оценки GWP, представленные в последней научной оценке IPCC, отражают состояние науки. В научных коммуникациях EPA будет ссылаться на самые последние GWP. Перечисленные выше ПГП взяты из Пятого оценочного доклада МГЭИК, опубликованного в 2014 году.

Реестр выбросов и стоков парниковых газов США EPA (Реестр) соответствует международным стандартам отчетности по парниковым газам в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН).Руководящие принципы РКИК ООН теперь требуют использования значений ПГП для Четвертого оценочного отчета МГЭИК (ДО4), опубликованного в 2007 году. В кадастре также представлены выбросы по массе, так что эквиваленты CO 2 могут быть рассчитаны с использованием любых ПГП, а общие выбросы более свежие значения IPCC представлены в приложениях к отчету об инвентаризации для информационных целей.

Данные, собранные Программой отчетности по парниковым газам Агентства по охране окружающей среды, используются в инвентаризации, поэтому в программе отчетности обычно используются значения GWP из AR4.Программа отчетности собирает данные о некоторых промышленных газах, ПГП которых не указаны в ДО4; для этих газов Программа отчетности использует значения GWP из других источников, таких как Пятый оценочный отчет.

В добровольных программах по сокращению выбросов CH 4 Агентства по охране окружающей среды

также используют ПГП CH 4 из отчета ДО4 для расчета сокращений выбросов CH 4 за счет проектов по рекуперации энергии для согласования с национальными выбросами, представленными в Перечне.

Есть ли альтернативы 100-летнему GWP для сравнения парниковых газов?

Соединенные Штаты в основном используют 100-летний ПГП как меру относительного воздействия различных парниковых газов.Однако научное сообщество разработало ряд других показателей, которые можно использовать для сравнения одного ПГ с другим. Эти показатели могут различаться в зависимости от временных рамок, измеренной конечной точки климата или метода расчета.

Например, 20-летний GWP иногда используется как альтернатива 100-летнему GWP. Точно так же, как 100-летний GWP основан на энергии, поглощенной газом за 100 лет, 20-летний GWP основан на энергии, поглощенной за 20 лет. В этом 20-летнем ПГП приоритет отдается газам с более коротким сроком службы, поскольку не учитываются воздействия, которые происходят более чем через 20 лет после того, как произошли выбросы.Поскольку все GWP рассчитываются относительно CO 2 , GWP, основанные на более коротких временных рамках, будут больше для газов со сроком службы меньше, чем у CO 2 , и меньше для газов со сроком службы больше, чем CO 2 . Например, для CH 4 , который имеет короткий срок службы, 100-летний GWP 28–36 намного меньше 20-летнего GWP 84–87. Для CF 4 со сроком службы 50 000 лет 100-летний GWP 6630–7350 больше 20-летнего GWP 4880–4950.

Другой альтернативный показатель – это глобальный температурный потенциал (GTP). В то время как GWP является мерой тепла, поглощенного за определенный период времени из-за выбросов газа, GTP является мерой изменения температуры в конце этого периода времени (опять же, относительно CO 2 ). расчет GTP более сложен, чем для GWP, поскольку он требует моделирования того, насколько сильно климатическая система реагирует на повышенные концентрации парниковых газов (чувствительность климата) и насколько быстро система реагирует (частично на основе того, как океан поглощает тепло) .

Начало страницы

индикаторов изменения климата: атмосферные концентрации парниковых газов | Показатели изменения климата в США

Техническая документация


Список литературы

1. USGCRP (Программа исследования глобальных изменений США). 2017. Специальный доклад по науке о климате: Четвертая национальная оценка климата, том I. Wuebbles, D.J., D.W. Фэи, К. Хиббард, Д.Дж. Доккен, Британская Колумбия Стюарт и Т. Мэйкок, ред.https://science2017.globalchange.gov. DOI: 10.7930 / J0J964J6.

2. IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

3. USGCRP (Программа исследования глобальных изменений США). 2017. Специальный доклад по науке о климате: Четвертая национальная оценка климата, том I.Wuebbles, D.J., D.W. Фэи, К. Хиббард, Д.Дж. Доккен, Британская Колумбия Стюарт и Т. Мэйкок, ред. https://science2017.globalchange.gov. DOI: 10.7930 / J0J964J6.

4. USGCRP (Программа исследования глобальных изменений США). 2017. Специальный доклад по науке о климате: Четвертая национальная оценка климата, том I. Wuebbles, D.J., D.W. Фэи, К. Хиббард, Д.Дж. Доккен, Британская Колумбия Стюарт и Т. Мэйкок, ред. https://science2017.globalchange.gov. DOI: 10.7930 / J0J964J6.

5. [см. Полный список ниже]

6. [см. Полный список ниже]

7. [см. Полный список ниже]

8. AGAGE (Расширенный глобальный эксперимент по атмосферным газам). 2019. База данных ALE / GAGE ​​/ AGAGE. Обновлено 8 января 2019 г. Проверено в декабре 2020 г. http://agage.eas.gatech.edu/data_archive/global_mean.

9. NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований).2019. Группа галоуглеродов и других микропримесей атмосферы (HATS). Обновлено в октябре 2019 г. По состоянию на январь 2021 г. ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/hats/Total_Cl_Br.

10. Rigby, M. Обновление данных, первоначально опубликованных в: Arnold, T., C.M., 2017 г. Harth, J. Mühle, A.J. Мэннинг, П. Саламе, Дж. Ким, Д.Дж. Айви, Л.П. Стил, В.В. Петренко, Ю.П. Северингхаус, Д. Баггенстос, Р.Ф. Вайс. 2013. Глобальные выбросы трифторида азота, оцененные на основе обновленных атмосферных измерений.P. Natl. Акад. Sci. США 110 (6): 2029–2034. Данные обновлены в декабре 2017 года.

11. НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства). 2013. Данные – информационные продукты TOMS / SBUV TOR. По состоянию на ноябрь 2013 г. https://science-data.larc.nasa.gov/TOR/data.html.

12. НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства). 2019. Объединенный набор данных по озону SBUV (MOD). Версия 8.6. Обновлено 20 ноября 2019 г. Проверено в декабре 2020 г. https: // acd-ext.gsfc.nasa.gov/Data_services/merged/index.html

13. НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства). 2020. Данные по тропосферному озону от AURA OMI / MLS. По состоянию на декабрь 2020 г. http://acdb-ext.gsfc.nasa.gov/Data_services/cloud_slice/new_data.html.

14. IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК.Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

Концентрации парниковых газов в атмосфере: цитаты для рисунков 1, 2 и 3
Рисунок 1

Антарктические ледяные керны: приблизительно 803 719 г. до н.э. по 2001 г. н.э.
Берейтер, Б., С. Эгглстон, Дж. Шмитт, К. Нербасс-Алес, Т.Ф. Stocker, H. Fischer, S. Kipfstuhl и J. Chappellaz. 2015. Пересмотр рекорда CO2 EPICA Dome C с 800 до 600 тыс. Лет до настоящего времени.Geophys. Res. Позволять. 42 (2): 542–549. www.ncdc.noaa.gov/paleo-search/study/17975.

Мауна-Лоа, Гавайи: с 1959 г. по CE 2019 г.
NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2020. Среднегодовые концентрации углекислого газа для Мауна-Лоа, Гавайи. Обновлено 23 сентября 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/products/trends/co2/co2_annmean_mlo.txt.

Барроу, Аляска: 1974 г. – н.э. – 2019 г. н.э.
Мыс Мататула, Американское Самоа: 1976 г. – 2019 г. н.э.
Южный полюс, Антарктида: 1976 г. – 2019 г.2020. Среднемесячные концентрации углекислого газа для Барроу, Аляска; Мыс Мататула, Американское Самоа; и Южный полюс. Обновлено 26 августа 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/data/trace_gases/co2/in-situ/surface.

Кейп-Грим, Австралия: с 1977 г. по CE 2019 г.
CSIRO (Организация научных и промышленных исследований Содружества). 2020. Среднемесячные базовые (фоновые) концентрации углекислого газа, измеренные на базовой станции загрязнения воздуха на мысе Грим, Тасмания, Австралия.Обновлено в декабре 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. http://capegrim.csiro.au/GreenhouseGas/data/CapeGrim_CO2_data_download.csv.

Шетландские острова, Шотландия: с 1993 г. по н.э. в 2002 г.
Steele, L.P., P.B. Круммель, Р.Л.Лангенфельдс. 2007. Концентрации CO2 в атмосфере (ppmv) получены из проб воздуха в колбах, собранных на мысе Грим, Австралия, и Шетландских островах, Шотландия. Организация Содружества научных и промышленных исследований. По состоянию на 20 января 2009 г.http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/trends/co2/csiro.

Остров Лампедуза, Италия: с 1993 г. по 2000 г. н.э.
Шамар, П., Л. Чиаталья, А. ди Сарра и Ф. Монтелеоне. 2001. Запись содержания углекислого газа в атмосфере по измерениям в колбах на острове Лампедуза. В: Тенденции: сборник данных о глобальных изменениях. Ок-Ридж, Теннесси: Министерство энергетики США. По состоянию на 14 сентября 2005 г. http://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/co2/lampis.html

Рисунок 2

EPICA Dome C, Антарктида: приблизительно с 797 446 до н.э. по 1937 г. н.э.

Лоулерг, Л., A. Schilt, R. Spahni, V. Masson-Delmotte, T. Blunier, B. Lemieux, J.-M. Барнола, Д. Рейно, Т.Ф. Stocker, J. Chappellaz. 2008. Орбитальные характеристики и особенности атмосферного CH 4 в масштабе тысячелетия за последние 800 000 лет. Природа 453: 383–386. www.ncdc.noaa.gov/paleo-search/study/6093.

Лоу Доум, Антарктида: приблизительно с 1008 г. по 1980 г. н.э.
Этеридж, Д.М., Л.П. Стил, Р.Дж. Фрэнси и Р.Л.Лангенфельдс. 2002. Исторические записи CH 4 из кернов льда Антарктики и Гренландии, данные антарктического фирна и архивные пробы воздуха с мыса Грим, Тасмания.В: Тенденции: сборник данных о глобальных изменениях. Ок-Ридж, Теннесси: Министерство энергетики США. По состоянию на 13 сентября 2005 г. http://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/atm_meth/lawdome_meth.html.

Кейп-Грим, Австралия: 1985 г. – CE 2019 г.
CSIRO (Организация научных и промышленных исследований Содружества). 2020. Среднемесячные базовые (фоновые) концентрации метана, измеренные на базовой станции загрязнения воздуха на мысе Грим, Тасмания, Австралия. Обновлено в декабре 2020 г.По состоянию на 29 декабря 2020 г. http://capegrim.csiro.au/GreenhouseGas/data/CapeGrim_Ch5_data_download.csv.

Мауна-Лоа, Гавайи: 1984–1919 CE
NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2020. Среднемесячные концентрации Ch5 для Мауна-Лоа, Гавайи. Обновлено 24 июля 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/data/trace_gases/ch5/flask/surface/ch5_mlo_surface-flask_1_ccgg_month.txt.

Шетландские острова, Шотландия: с 1993 г. по 2001 г. по н.э.
Steele, L.П., П. Б. Круммель, Р.Л.Лангенфельдс. 2002. Запись метана в атмосфере с Шетландских островов, Шотландия (версия от октября 2002 г.). В: Тенденции: сборник данных о глобальных изменениях. Ок-Ридж, Теннесси: Министерство энергетики США. По состоянию на 13 сентября 2005 г. http://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/atm_meth/csiro/csiro-shetlandch5.html.

Рисунок 3

EPICA Dome C, Антарктида: приблизительно 796475 г. до н.э. – 1937 г. н.э.
Шилт, А., М. Баумгартнер, Т. Блюнье, Дж.Швандер, Р. Спани, Х. Фишер и Т.Ф. Stocker. 2010. Вариации концентрации закиси азота в атмосфере в ледниково-межледниковом и тысячелетнем масштабе за последние 800 000 лет. Quaternary Sci. Откровение 29: 182–192. www.ncdc.noaa.gov/paleo-search/study/8615.

Антарктида: приблизительно с 1903 г. по 1976 г. н.э.
Батл, М., М. Бендер, Т. Сауэрс, П. Танс, Дж. Батлер, Дж. Элкинс, Дж. Эллис, Т. Конвей, Н. Чжан, П. Ланг и А. Кларк. 1996. Концентрации атмосферных газов за последнее столетие, измеренные в воздухе фирном на Южном полюсе.Природа 383: 231–235. Данные доступны по адресу: https://daac.ornl.gov/cgi-bin/dsviewer.pl?ds_id=797.

Кейп-Грим, Австралия: с 1979 г. по CE 2019 г.
CSIRO (Организация научных и промышленных исследований Содружества). 2020c. Среднемесячные базовые (фоновые) концентрации закиси азота, измеренные на базовой станции загрязнения воздуха на мысе Грим, Тасмания, Австралия. Обновлено в декабре 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. http://capegrim.csiro.au/GreenhouseGas/data/CapeGrim_N2O_data_download.csv.

Южный полюс, Антарктида: с 1998 г. по н.э. по 2019 г. н.э.
Барроу, Аляска: с 1999 г. по н.э.
Мауна-Лоа, Гавайи: с 2000 г. по н.э. по 2019 г. н.э.

NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2020. Среднемесячные концентрации N2O для Барроу, Аляска; Мауна-Лоа, Гавайи; и Южный полюс. По состоянию на 29 декабря 2020 г. www.esrl.noaa.gov/gmd/hats/insitu/cats/cats_conc.html.

индикаторов изменения климата: климатическое воздействие | Показатели изменения климата в США

Ключевые моменты

  • Годовой индекс парниковых газов в 2019 году составил 1.45, что представляет собой 45-процентное увеличение радиационного воздействия (чистое влияние потепления) с 1990 года (см. Рисунок 1).
  • Из парниковых газов, показанных на Рисунке 1, на диоксид углерода приходится самая большая доля радиационного воздействия с 1990 года, и его вклад продолжает расти стабильными темпами. Один только углекислый газ обеспечил бы 36-процентное увеличение радиационного воздействия с 1990 года.
  • Хотя общий годовой индекс парниковых газов продолжает расти, темпы роста несколько замедлились по сравнению с базовым 1990 годом.Это изменение произошло в значительной степени из-за того, что в последние годы концентрации метана росли более медленными темпами, а также из-за снижения концентраций хлорфторуглеродов (ХФУ), поскольку производство ХФУ было прекращено во всем мире из-за вреда, который они наносят озоновому слою ( см. рисунок 1).
  • Парниковые газы, образующиеся в результате деятельности человека, вызывают общее потепление климата Земли с 1750 года. Наибольший вклад в потепление вносит углекислый газ, за ​​которым следуют метан и черный углерод.Хотя аэрозольное загрязнение и некоторые другие виды деятельности вызвали похолодание, в конечном итоге человеческая деятельность в целом согрела Землю (см. Рисунок 2).

Фон

Когда энергия Солнца достигает Земли, планета поглощает часть этой энергии, а остальную часть излучает обратно в космос в виде тепла. Температура поверхности Земли зависит от этого баланса между входящей и исходящей энергией. Средние условия, как правило, остаются стабильными, если Земля не испытывает силы, сдвигающей энергетический баланс.Сдвиг в энергетическом балансе приводит к повышению или понижению средней температуры Земли, что приводит к множеству других изменений в нижних слоях атмосферы, на суше и в океанах.

Различные физические и химические изменения могут повлиять на глобальный энергетический баланс и вызвать изменения климата Земли. Некоторые из этих изменений являются естественными, в то время как другие происходят под влиянием человека. Эти изменения измеряются количеством потепления или охлаждения, которое они могут произвести, что называется «радиационным воздействием».Изменения, оказывающие согревающее воздействие, называются «положительным» воздействием, а изменения, имеющие охлаждающий эффект, называются «отрицательным» воздействием. Когда положительные и отрицательные силы не сбалансированы, результатом является изменение средней температуры поверхности Земли.

Изменения концентраций парниковых газов в атмосфере влияют на радиационное воздействие (см. Индикатор «Концентрации парниковых газов в атмосфере»). Парниковые газы поглощают энергию, которая излучается вверх от поверхности Земли, повторно излучая тепло в нижние слои атмосферы и нагревая поверхность Земли.Деятельность человека привела к увеличению концентрации парниковых газов, которые могут оставаться в атмосфере десятилетиями, столетиями или дольше, поэтому соответствующие эффекты потепления сохранятся в течение длительного времени.

Об индикаторе

На рисунке 1 этого индикатора измеряется среднее общее радиационное воздействие 20 долгоживущих парниковых газов, включая углекислый газ, метан и закись азота. Результаты были рассчитаны Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) на основе измеренных концентраций газов в атмосфере по сравнению с концентрациями, которые присутствовали примерно в 1750 году, до начала промышленной революции.Поскольку каждый газ имеет разную способность поглощать и выделять энергию, этот индикатор преобразует изменения концентраций парниковых газов в меру общего радиационного воздействия (эффекта потепления), вызываемого каждым газом. Радиационное воздействие рассчитывается в ваттах на квадратный метр, что представляет собой величину энергетического дисбаланса в атмосфере.

NOAA также переводит общее радиационное воздействие этих измеренных газов в значение индекса, называемое Годовым индексом парниковых газов (правая часть рисунка 1).Это число сравнивает радиационное воздействие за конкретный год с радиационным воздействием в 1990 году, который является общим базовым годом для глобальных соглашений по отслеживанию и сокращению выбросов парниковых газов.

Для справки, этот показатель также представляет собой оценку общего радиационного воздействия, связанного с различными видами деятельности человека с 1750 года по настоящее время. На рисунке 2 показано влияние:

  • Тропосферный озон, парниковый газ с коротким периодом жизни.
  • Выбросы, которые косвенно приводят к образованию парниковых газов в результате химических реакций в атмосфере.Например, выбросы метана также приводят к увеличению тропосферного озона.
  • Загрязнение аэрозолем, состоящее из твердых и жидких частиц, взвешенных в воздухе, которые могут отражать падающий солнечный свет.
  • Черный углерод (сажа), который может сделать поверхность Земли более темной и менее отражающей, когда он осаждается на снегу и льду.
  • Несколько других факторов, таких как изменение землепользования, которые влияют на радиационное воздействие.

О данных

Примечания к индикатору

Индекс на Рисунке 1 не включает короткоживущие парниковые газы, такие как тропосферный озон, отражающие аэрозольные частицы, черный углерод (сажа) или косвенное влияние метана через его воздействие на водяной пар и образование озона.Рисунок 2 включает эти и другие косвенные влияния.

Источники данных

Данные для рисунка 1 предоставлены NOAA. Этот рисунок и другая информация доступны по адресу: www.esrl.noaa.gov/gmd/aggi. Данные для рисунка 2 получены от Межправительственной группы экспертов по изменению климата (www.ipcc.ch), которая публикует отчеты об оценке, основанные на наилучших имеющихся данных климатологии.

Техническая документация


Список литературы

1. NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2020. Годовой индекс парниковых газов NOAA. По состоянию на декабрь 2020 г. www.esrl.noaa.gov/gmd/aggi.

2. IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.


5 печально известных парниковых газов | Британника

© ixer / Shutterstock.com

Парниковые газы – горячая тема (каламбур), когда дело касается глобального потепления. Эти газы поглощают тепловую энергию, излучаемую поверхностью Земли, и повторно излучают ее обратно на землю. Таким образом, они вносят свой вклад в парниковый эффект, который не позволяет планете терять все свое тепло с поверхности в ночное время. Концентрации различных парниковых газов в атмосфере определяют, сколько тепла поглощается атмосферой и повторно излучается на поверхность. Человеческая деятельность – особенно сжигание ископаемого топлива после промышленной революции – является причиной неуклонного увеличения концентрации парниковых газов в атмосфере.Здесь представлены пять наиболее важных газов.


  • Водяной пар

    Encyclopædia Britannica, Inc.

    Водяной пар – самый мощный из парниковых газов в атмосфере Земли, и это своего рода уникальный игрок среди парниковых газов. Количество водяного пара в атмосфере, как правило, не может быть напрямую изменено человеческим поведением – оно определяется температурой воздуха. Чем теплее поверхность, тем больше скорость испарения воды с поверхности.В результате повышенное испарение приводит к большей концентрации водяного пара в нижних слоях атмосферы, способного поглощать инфракрасное излучение и испускать его вниз.

  • Двуокись углерода

    © Сергей Сердюк / Fotolia

    Из парниковых газов наиболее заметным является углекислый газ (CO 2 ). Источники атмосферного CO 2 включают вулканы, горение и разложение органических веществ, дыхание аэробных (использующих кислород) организмов, а также сжигание ископаемого топлива, расчистку земель и производство цемента людьми.Эти источники уравновешиваются в среднем набором физических, химических или биологических процессов, называемых «стоками», которые имеют тенденцию удалять CO 2 из атмосферы. Растения, которые поглощают CO 2 в процессе фотосинтеза, являются важным естественным поглотителем. В океанах морская жизнь может поглощать растворенный CO 2 , а некоторые морские организмы даже используют CO 2 для создания скелетов и других структур из карбоната кальция (CaCO 3 ).

  • Метан

    © Фото.com / Jupiterimages

    Метан (CH 4 ) – второй по значимости парниковый газ. Он более мощный, чем CO 2 , но существует в гораздо более низких концентрациях в атмосфере. CH 4 также находится в атмосфере в течение более короткого времени, чем CO 2 – время пребывания для CH 4 составляет примерно 10 лет по сравнению с сотнями лет для CO 2 . Природные источники метана включают множество водно-болотных угодий, метанокисляющие бактерии, которые питаются органическим материалом, потребляемым термитами, вулканами, фильтрационными отверстиями морского дна в регионах, богатых органическими отложениями, и гидратами метана, задержанными вдоль континентальных шельфов океанов и в полярной вечной мерзлоте. .Основным естественным поглотителем метана является сама атмосфера; Другой естественный сток – почва, где метан окисляется бактериями.
    Как и в случае с CO 2 , деятельность человека увеличивает концентрацию CH 4 быстрее, чем это может быть компенсировано естественными стоками. Человеческие источники (выращивание риса, животноводство, сжигание угля и природного газа, сжигание биомассы и разложение на свалках) в настоящее время составляют примерно 70 процентов общих годовых выбросов, что приводит к значительному увеличению концентрации с течением времени.

  • Озон у поверхности

    Сантьяго, Чили

    Смог витает над горизонтом Сантьяго, Чили.

    Джонни Стокшутер — age fotostock / Imagestate

    Следующим по значимости парниковым газом является приземный или низкоактивный озон (O 3 ). Поверхность O 3 – результат загрязнения воздуха; его следует отличать от природного стратосферного O 3 , который играет совершенно иную роль в радиационном балансе планеты. Основным естественным источником поверхности O 3 является опускание стратосферного O 3 из верхних слоев атмосферы к поверхности Земли.Напротив, основной источник поверхностного O 3 , вызванный деятельностью человека, – это фотохимические реакции с участием монооксида углерода (CO), например, в смоге.

  • Закиси азота и фторированные газы

    Использование озоноразрушающих хлорфторуглеродов (ХФУ) в аэрозольных пропеллентах было запрещено с конца 1970-х годов в таких странах, как США, Канада и Скандинавия.

    © Mikael Damkier / Shutterstock.com

    Дополнительные газы, образующиеся в результате промышленной деятельности и обладающие парниковыми свойствами, включают закись азота (N 2 O) и фторированные газы (галоидоуглероды).Последний включает гексафторид серы, гидрофторуглероды (ГФУ) и перфторуглероды (ПФУ). Оксиды азота имеют низкие фоновые концентрации из-за естественных биологических реакций в почве и воде, тогда как фторированные газы почти полностью обязаны своим существованием промышленным источникам.

Основные парниковые газы и их источники

Водяной пар и то, что ученые-эксперты считают четырьмя другими «наиболее важными» парниковыми газами, составляют настоящий «хит-парад» парниковых газов, которые удерживают тепло в атмосфере Земли и вносят свой вклад в общий потепление по всему миру.

Существует целое семейство парниковых газов (ПГ). Но важно помнить, что не все они «созданы одинаково».

Особенно важным различием между ними является их различный потенциал глобального потепления (GWP) . Некоторые из них гораздо более «эффективны» – и в данном контексте это явно не комплимент – удерживают тепловую энергию в атмосфере, не позволяя ей улетучиваться. Некоторые из них недолговечны, в то время как другие могут легко сохраняться в атмосфере десятилетиями или дольше.Некоторые ПГ выбрасываются в огромных количествах, но, к счастью, могут быть не такими прожорливыми или «эффективными», как те, которые выбрасываются в гораздо меньших количествах; другие обладают прямо противоположными качествами – они излучаются в незначительных количествах, но чрезвычайно эффективны в покрытии атмосферы планеты и предотвращении утечки тепла за ее пределы.

Чтобы внести понятную причину в семейство парниковых газов, ученые говорят о эквиваленте углекислого газа – CO 2 e . Такой подход фактически делает углекислый газ, CO 2 , преобладающей «валютой» парниковых газов и глобального потепления.

Давайте рассмотрим основные парниковые газы по очереди, начиная с водяного пара, самого распространенного парникового газа в атмосфере, согласно Национальному центру климатических данных (NCDC) NOAA.

Водяной пар

NCDC объясняет, что изменения в концентрации водяного пара являются результатом обратной связи климата, связанной с потеплением атмосферы, а не деятельностью, связанной с индустриализацией. Цикл обратной связи, в котором участвует вода, критически важен для прогнозирования будущего изменения климата, продолжает NCDC, «но пока еще довольно плохо измеряется и понимается.»Агентство продолжает:

По мере повышения температуры атмосферы все больше воды испаряется из подземных хранилищ (реки, океаны, водоемы, почва). Поскольку воздух более теплый, абсолютная влажность может быть выше (по сути, воздух может «удерживать» больше воды, когда он теплее), что приводит к увеличению количества водяных паров в атмосфере. В качестве парникового газа водяной пар с более высокой концентрацией может поглощать больше тепловой инфракрасной энергии, излучаемой Землей, тем самым еще больше нагревая атмосферу.Тогда более теплая атмосфера может удерживать больше водяного пара и так далее, и так далее. Это называется «петлей положительной обратной связи». Однако существует огромная научная неопределенность в определении степени и важности этой петли обратной связи. По мере увеличения количества водяного пара в атмосфере, большая его часть в конечном итоге также конденсируется в облака, которые в большей степени способны отражать приходящую солнечную радиацию (что позволяет меньшему количеству энергии достигать поверхности Земли и нагревать ее). Будущий мониторинг атмосферных процессов с участием водяного пара будет иметь решающее значение для полного понимания обратных связей в климатической системе, ведущих к глобальному изменению климата.Пока что, хотя основы гидрологического цикла достаточно хорошо изучены, мы очень мало понимаем сложность петель обратной связи. Кроме того, хотя у нас есть хорошие атмосферные измерения других ключевых парниковых газов, таких как углекислый газ и метан, у нас есть плохие измерения глобального водяного пара, поэтому нет уверенности в том, насколько повысились концентрации в атмосфере за последние десятилетия или столетия, хотя спутниковые измерения в сочетании с данными, полученными с аэростата, и некоторыми наземными измерениями на месте, указывают в целом на положительные тенденции глобального водяного пара.

Двуокись углерода (CO 2 )

Давайте теперь рассмотрим, что федеральное агентство и академические исследователи считают «наиболее важными парниковыми газами».

Углекислый газ (не путать с оксидом углерода, CO, связанным с выхлопными газами транспортных средств или с предупреждениями о CO в домашних условиях) возникает как естественным образом, так и в результате деятельности человека. Это неизбежный побочный продукт сгорания ископаемого топлива, такого как уголь, бензин и природный газ.В 2013 году на CO 2 приходилось около 82 процентов всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Ссылаясь на данные из публикации Национального исследовательского совета 2011 года «Продвижение науки об изменении климата», веб-сайт Агентства по охране окружающей среды США (EPA) сообщает, что «деятельность человека изменяет углеродный цикл – как путем добавления в атмосферу большего количества CO 2 , так и за счет воздействия на окружающую среду. способность естественных стоков, таких как леса, удалять из атмосферы CO 2 . В то время как выбросы CO 2 происходят из различных естественных источников, выбросы, связанные с деятельностью человека, являются причиной увеличения выбросов в атмосферу после промышленной революции.”Концентрации CO 2 в атмосфере увеличились более чем на треть с начала индустриальной эпохи. Согласно прогнозам на ближайшие годы, эта тенденция сохранится.

Длительно стабильный в диапазоне около 280 частей на миллион (PPM) в атмосфере, концентрации CO 2 в настоящее время находятся в диапазоне 400 PPM. Продолжающаяся восходящая траектория концентраций CO 2 при так называемом сценарии «обычного ведения дел» является одним из вопросов, вызывающих особую озабоченность ученых-климатологов.

Беспокоит не столько ПГП углекислого газа, сколько текущий и прогнозируемый рост выбросов и атмосферных концентраций, а также тот факт, что CO 2 очень долгоживущий – более века – в атмосфере. . То, что мы излучаем сегодня, будет оставаться в атмосфере очень и очень долго.

Углекислый газ, конечно, имеет решающее значение для роста растений и производства продуктов питания, и он выделяется каждый раз, когда мы, люди, выдыхаем. В атмосфере, однако, это случай слишком хорошего: научное сообщество знает с тех пор, как более века назад шведский ученый и лауреат Нобелевской премии Сванте Аррениус узнал, что сжигание ископаемого топлива людьми приводит к образованию теплицы. эффект вызван выбросом CO 2 .Для научного сообщества это «старая шляпа» и широко принятая.

Для получения дополнительной информации см. Понимание акцента на CO 2 как на парниковый газ.

Метан (CH 4 )

Метан, углеводородный газ, образующийся как по естественным причинам, так и в результате человеческой деятельности, такой как сельское хозяйство и сельское хозяйство, является особенно мощным (читай «эффективным», но не в качестве дополнения) парниковым газом и поглотителем радиации. Метана гораздо меньше, чем CO 2 в атмосфере, и его продолжительность жизни значительно короче – 12 лет.Национальный исследовательский совет заявляет, что концентрация метана в атмосфере, резко увеличиваясь на протяжении 1980-х годов, с тех пор несколько выровнялась и теперь примерно в два с половиной раза превышает доиндустриальные уровни.

Ценный для производства энергии, метан, как и CO 2 , не имеет запаха и цвета, а также обладает как полезными, так и вредными качествами.

Цифры

EPA показывают, что на деятельность человека приходится более 60% общих выбросов метана, в основном от промышленности, сельского хозяйства и деятельности по управлению отходами.На этой диаграмме показаны вклады метана из различных источников:

Согласно веб-сайту EPA, водно-болотные угодья являются крупнейшим естественным источником метана, выделяемого бактериями, которые разлагают органические материалы в отсутствие кислорода. Меньшие источники включают термиты, океаны, отложения, вулканы и лесные пожары.

EPA сообщает, что выбросы метана в Соединенных Штатах сократились почти на 11 процентов в период с 1990 по 2012 год, за это время выбросы «увеличились из источников, связанных с сельскохозяйственной деятельностью, в то время как выбросы снизились из источников, связанных с разведкой и производством природного газа и нефтепродуктов. .”

В последние годы некоторые сообщения средств массовой информации привлекли повышенное внимание к возможности внезапных и массовых выбросов давно закапанных в бутылки метана и гидратов метана, которые в настоящее время задерживаются в замерзшей тундре. Беспокойство вызывает то, что таяние арктической тундры может привести к потенциально катастрофическим и резким выбросам метана. Отличным источником для дальнейшего понимания этой важной проблемы является статья в широко уважаемом рецензируемом журнале Nature by U.S. Geological Survey \ Woods Hole ученого Кэролайн Руппел.Цитата из этого отчета:

… некоторые ученые забили тревогу, что большие количества метана (CH 4 ) могут быть высвобождены в результате широкомасштабной дестабилизации чувствительных к климату залежей газовых гидратов, захваченных в морских и связанных с вечной мерзлотой отложениях (Bohannon 2008, Krey et al. 2009, Mascarelli) 2009 г.). Даже если бы только часть высвобожденного CH 4 достигла атмосферы, эффективность CH 4 как парникового газа (ПГ) и стойкость его окислительного продукта (CO 2 ) усилили опасения по поводу того, что газовый гидрат диссоциация может представлять собой медленный переломный момент (Archer et al.2009) для современного периода изменения климата на Земле.

Отмечая, что метан примерно на 20 процентов сильнее парникового газа, чем CO 2 , но окисляется до CO 2 примерно через десять лет пребывания в атмосфере, Руппель пишет, что «восприимчивость газовых гидратов к потеплению климата зависит от продолжительности событие потепления, их глубина под морским дном или поверхностью тундры, а также количество потепления, необходимое для нагрева отложений до точки диссоциации газовых гидратов.”

Для тех, кто хочет лучше понять значение метана во всем обсуждении глобального потепления / изменения климата, статья Nature Руппеля, руководителя проекта газовых гидратов Геологической службы США, предоставляет полезную и практическую информацию.

Закись азота (N 2 O)

Закись азота встречается в атмосфере Земли в естественных условиях как часть круговорота азота. По данным EPA, хотя это продукт широкого спектра природных источников, деятельность человека – сельское хозяйство, сжигание ископаемого топлива, управление сточными водами и промышленные процессы – увеличивает его концентрацию в атмосфере.Кроме того, молекулы закиси азота в атмосфере имеют долгую продолжительность жизни – около 120 лет, прежде чем они удаляются в «сток» или разрушаются в результате химических реакций. Фунт газа N 2 O имеет эквивалентный согревающий эффект в 300 раз больше, чем один фунт углекислого газа.

По данным за 2012 год, диоксид азота составляет около 6 процентов всех выбросов в США в результате деятельности человека. В глобальном масштабе около двух пятых, 40 процентов выбросов закиси азота приходится на деятельность человека.

Сельское хозяйство, транспорт и промышленность являются основными источниками выбросов закиси азота, как показано на этой диаграмме:

Фторированные газы (ГФУ, ПФУ, SF 6 )

Фторированные газы выбрасываются в меньших количествах, чем другие парниковые газы, но недостаток объема они могут восполнить в виде активности и длительного срока службы в атмосфере, от 1-270 лет для ГФУ до 800-50 000 лет для ПФУ и примерно 3200 лет для SF6.Попав в атмосферу, они широко рассеиваются по всему земному шару; они удаляются из атмосферы только солнечным светом на самых высоких уровнях атмосферы. Поскольку эти газы являются наиболее мощными из парниковых газов и имеют самый продолжительный срок службы, их часто описывают как «газы с высоким потенциалом глобального потепления (ПГП)».

Процессы производства алюминия и полупроводников являются одними из основных источников выбросов фторированных газов, как показано на этой диаграмме:

Ссылки и ресурсы
  • Открытие глобального потепления, Спенсер Р.Weart, 2008, Издательство Гарвардского университета.
  • Краткое руководство по изменению климата: симптомы, наука, решения, 2011 г., Роберт Хенсон, Roughguides.com.
  • Руководство мыслящего человека по изменению климата, 2014 г., Роберт Хенсон, AMS Books.
  • Изменение климата 2007: Основа физических наук: Резюме для политиков, Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата, 2007 год, Всемирная метеорологическая организация и Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде.
  • Изменение климата 2013: Основа физических наук: Резюме для политиков, Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата, 2013 год, Всемирная метеорологическая организация и Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде.
  • Земля: Руководство оператора, Ричард Б. Элли, 2011 г., W.W. Нортон и компания.
  • Понимание изменения климата и реагирование на него: основные моменты отчетов национальных академий, 2008 г., Национальные академии.
  • Изменение климата 101: Понимание и реагирование на глобальное изменение климата, Центр Пью по глобальному изменению климата, без даты, Центр Пью по глобальному изменению климата.
  • Цели стабилизации климата: выбросы, концентрации и воздействия от десятилетий до тысячелетий: краткий отчет, 2010, Национальная академия наук.
  • Skeptical Science.com

Об авторе

Моррис А. (Бад) Уорд , редактор Yale Climate Connections, является проверенным и широко опытным коммуникатором и преподавателем по вопросам окружающей среды, энергетики и изменения климата.Он имеет обширную историю публикаций, включая сотни опубликованных новостных и аналитических статей, а также авторство или соавторство пяти профессиональных книг. Он провел множество семинаров из первых рук для репортеров, редакторов и политиков по вопросам, связанным с журналистикой / коммуникациями, изменением климата и экологическими рисками. Он регулярно пишет, выступает и преподает по вопросам, связанным с изменением климата и меняющимся характером журналистики и массовых коммуникаций в современном обществе.

Парниковые газы – U.S. Управление энергетической информации (EIA)

Многие химические соединения в атмосфере Земли действуют как парниковые газы. Когда солнечный свет попадает на поверхность Земли, часть его излучается обратно в космос в виде инфракрасного излучения (тепла). Парниковые газы поглощают это инфракрасное излучение и улавливают его тепло в атмосфере, создавая парниковый эффект, который приводит к глобальному потеплению и изменению климата.

Многие газы обладают этими парниковыми свойствами.Некоторые газы возникают естественным образом, а также производятся в результате деятельности человека. Некоторые из них, например, промышленные газы, созданы исключительно человеком.

Без естественных парниковых газов Земля была бы слишком холодной, чтобы поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем. Без парникового эффекта средняя температура Земли была бы около -2 ° F, а не 57 ° F, которые мы наблюдаем сейчас.

Источник: по материалам U.S. Агентство по охране окружающей среды (общественное достояние)

Какие типы парниковых газов?

  • Двуокись углерода (CO2)
  • Метан (Ch5)
  • Закись азота (N2O)
  • Промышленные газы:
    • Гидрофторуглероды (ГФУ)
    • Перфторуглероды (ПФУ)
    • Гексафторид серы (SF6)
    • Трифторид азота (NF3)

Другие парниковые газы, не учитываемые в U.С. или международные кадастры парниковых газов – это водяной пар и озон.

Водяной пар является наиболее распространенным парниковым газом, но большинство ученых считают, что водяной пар, производимый непосредственно в результате деятельности человека, очень мало влияет на количество водяного пара в атмосфере. Поэтому Управление энергетической информации США (EIA) не оценивает выбросы водяного пара.

Озон технически является парниковым газом, но озон полезен или вреден в зависимости от того, где он находится в атмосфере Земли.Озон естественным образом встречается на больших высотах в атмосфере (в стратосфере), где он блокирует попадание ультрафиолетового (УФ) света, вредного для растений и животных, на поверхность земли. Защитные преимущества стратосферного озона перевешивают его вклад в парниковый эффект. Соединенные Штаты и страны по всему миру запрещают и контролируют производство и использование нескольких промышленных газов, которые разрушают атмосферный озон и создают дыры в озоновом слое. Узнайте больше о защите озонового слоя.На более низких высотах атмосферы (тропосфере) озон вреден для здоровья человека. Узнайте больше о приземном загрязнении озоном и о том, что делается для уменьшения загрязнения озоном.

Последнее обновление: 25 августа 2020 г.

О парниковых газах | ICOS

Усиление парникового эффекта увеличивает глобальную температуру

Сам по себе парниковый эффект – это естественный процесс, без которого средняя температура на Земле была бы около -18 ° C вместо нынешней около 15 ° C.Однако деятельность человека увеличивает концентрацию в атмосфере как природных, так и синтетических парниковых газов (ПГ), что усиливает парниковый эффект и приводит к изменению климата.

Дополнительное тепло от теплиц вызывает изменение климата, например, изменяя погодные условия, которые, в свою очередь, влияют на экосистемы. ПГ переносятся ветром в атмосфере: они могут преодолевать даже тысячи километров. Дополнительные парниковые газы способствуют глобальному потеплению.Изменяющийся климат имеет различные локальные воздействия по всему миру, независимо от происхождения парниковых газов.

парниковых газов остаются в атмосфере в течение разного времени, и некоторые из них более эффективны, чем другие, для разогрева атмосферы. Одним из способов сравнения различных парниковых газов и их вклада в глобальное потепление является так называемый потенциал глобального потепления (GWP), который представляет собой потенциал потепления парниковых газов по сравнению с углекислым газом (CO 2 ) за определенный промежуток времени. период времени, например 100 лет.Каждый парниковый газ имеет разное значение GWP в зависимости от времени его существования в атмосфере и характеристик поглощения электромагнитного излучения.

Источники парниковых газов

Есть парниковые газы как природного, так и антропогенного происхождения. К естественным источникам относятся дыхание и разложение растений, а также выброс парниковых газов в атмосферу в океане. Многие природные парниковые газы встречаются в атмосфере естественным образом, например, водяной пар, диоксид углерода, метан и закись азота.

Некоторые парниковые газы являются синтетическими, созданными человеком. К ним относятся, например, хлорфторуглероды (CFC), гидрофторуглероды (HFC), перфторуглероды (PFC) и гексафторид серы (SF 6 ). Их можно найти, например, в аэрозольных баллончиках, кондиционерах и хладагентах, а также в электронике.

Антропогенные выбросы возникают в результате сжигания ископаемых видов топлива, таких как нефть, уголь и природный газ, а также таких видов деятельности, как вырубка лесов, сельское хозяйство и производство цемента.По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), деятельность человека является причиной почти всего увеличения выбросов парниковых газов в атмосфере за последние 150 лет.

ICOS измеряет наиболее важные парниковые газы в атмосфере, экосистемах и океане: диоксид углерода (CO 2 ), метан (CH 4 ), закись азота (N 2 O) и водяной пар (H 2 ). О). Кроме того, существуют другие парниковые газы, такие как галоидоуглероды, озон и новые синтетические парниковые газы, например гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ) и гексафторид серы (SF 6 ).

Список парниковых газов

Двуокись углерода (CO 2 ) является основным парниковым газом, способствующим усилению парникового эффекта. Хотя CO 2 имеет большое разнообразие природных источников и поглотителей, деятельность человека является причиной значительного увеличения CO 2 в атмосфере, произошедшего после промышленной революции.

CO 2 естественным образом встречается в атмосфере как часть углеродного цикла Земли – естественной циркуляции углерода в воздухе, воде и экосистемах.Деятельность человека изменяет углеродный цикл, либо добавляя CO 2 в атмосферу, либо влияя на способность естественных поглотителей удалять CO 2 из атмосферы. Сжигание ископаемого топлива (угля, нефти, природного газа) и древесины является основным источником антропогенных выбросов CO 2 . На естественные поглотители влияют обезлесение и другие изменения в землепользовании.

По данным МГЭИК, антропогенные выбросы парниковых газов увеличились с доиндустриальной эры и сейчас выше, чем когда-либо.В период с 1750 по 2011 год около половины выбросов произошло за последние 40 лет.

Около 40% антропогенных выбросов осталось в атмосфере. Остальное было удалено из атмосферы и сохранено на суше в растениях и почвах, а также в океанах. Океаны поглотили около 30% CO 2 с такими отрицательными побочными эффектами, как закисление океана. Однако неясно, насколько эффективно эти поглотители CO 2 будут работать в будущем при изменении климата и усилении антропогенного воздействия.

Метан (CH 4 ) является вторым по значимости парниковым газом для усиления парникового эффекта после двуокиси углерода (CO 2 ). Метан выделяется из естественных и антропогенных источников. Основными природными источниками метана являются водно-болотные угодья, тундра, океаны и их донные отложения, а также термиты. Природные источники составляют около 36% выбросов метана. Важными источниками воздействия на человека являются свалки, животноводство (особенно кишечная ферментация сельскохозяйственных животных), выращивание риса, сжигание биомассы, а также производство, транспортировка и использование ископаемого топлива.Источники антропогенного происхождения создают большую часть выбросов метана, составляя около 64% ​​от общих выбросов.

Закись азота (N 2 O) является третьим по значимости парниковым газом для усиленного парникового эффекта после двуокиси углерода (CO 2 ) и метана (CH 4 ). Хотя в атмосфере содержится относительно небольшое количество N 2 O, его время жизни велико, около 120 лет, что делает его очень важным для общего количества парниковых газов в мире.N 2 O почти в 300 раз превышает потенциал глобального потепления, чем двуокись углерода. Уровни закиси азота сейчас выше, чем когда-либо за последние 800 000 лет. После промышленной революции количество закиси азота в атмосфере увеличилось на 16%.

Выбросы закиси азота производятся как естественными, так и антропогенными источниками. Основные природные источники включают почвы под естественной растительностью, тундру и океаны. Важные человеческие источники поступают из сельского хозяйства (закись азота, обработка почвы), навоза, сжигания биомассы или ископаемого топлива и промышленных процессов.В целом, по оценкам, более одной трети выбросов происходит в результате деятельности человека.

Вода может принимать форму невидимого газа, называемого водяным паром (H 2 O). Водяной пар – это самый значительный природный парниковый газ в атмосфере, который оказывает сильное влияние на воду и климат.

Изменения концентрации водяного пара являются результатом потепления атмосферы, а не прямым результатом деятельности человека. По мере повышения температуры атмосферы больше воды испаряется из подземных хранилищ, таких как реки, океаны, водохранилища и почва.Поскольку водяной пар является парниковым газом, большее количество водяного пара в атмосфере приводит к еще большему потеплению. Этот цикл положительной обратной связи, в котором участвует вода, критически важен для прогнозирования будущего изменения климата.

Озон играет в атмосфере две разные роли. На приземном уровне атмосферы Земли тропосферный озон может действовать как прямой, согревающий парниковый газ, так и косвенный регулятор времени жизни парниковых газов. Во втором слое стратосферный озон имеет охлаждающий эффект, потому что он действует как щит, отфильтровывающий большую часть ультрафиолетового излучения Солнца.

Озон создается и разрушается ультрафиолетовым светом Солнца. Он создается из кислорода лучами высокой энергии, а лучи низкой энергии разрушают его. Некоторое количество озона вызывается деятельностью человека в результате различных видов загрязнения воздуха (выбросы транспортных средств, сжигание биомассы), которые затем вступают в реакцию с солнечным светом.

По оценкам, тропосферный озон стал причиной около одной трети всего потепления, связанного с выбросами парниковых газов, которое наблюдалось со времени промышленной революции. Тропосферный озон – это парниковый газ, за ​​которым особенно трудно следить из-за его короткого срока существования в атмосфере и значительных колебаний его региональных концентраций.

Тропосферный озон может повлиять на время жизни некоторых парниковых газов. Распад тропосферного озона на солнечном свете приводит к образованию гидроксильных (ОН) радикалов. Эти радикалы помогают уменьшить количество некоторых других парниковых газов, таких как метан, и, следовательно, уменьшить их потенциал глобального потепления.

Синтетические парниковые газы обладают длительным сроком службы и чрезвычайно эффективно поглощают солнечную радиацию. Синтетические парниковые газы включают галоидоуглероды, такие как CFC (хлорфторуглероды), HCFC (гидрохлорфторуглероды) и HFC (гидрофторуглероды).К другим синтетическим парниковым газам относятся, например, перфторуглероды (ПФУ) и гексафторид серы (SF6).

Галоидоуглероды используются, например, в топливе, холодильных установках, системах кондиционирования воздуха, некоторых типах тепловых насосов и для пенопласта. Галоидоуглероды – это долговечные и мощные парниковые газы. Например, CFC может оставаться в атмосфере более 102 лет и имеет в 3800 раз более мощный согревающий эффект, чем молекула углекислого газа (CO 2 ). Однако международные правила эффективно ограничили выбросы этих газов, и в настоящее время концентрации большинства этих газов снижаются или, по крайней мере, выравниваются.

ГФУ используются в холодильной и кондиционирующей, аэрозольной, противопожарной и пенообразующей отраслях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.