Парниковые газы это: Парниковые газы – Что такое Парниковые газы?

Парниковые газы – Что такое Парниковые газы?

27 сентября 2016 в 12:25

138410

Эти газы позволяют солнечным лучам согревать Землю, но предотвращают выход этого тепла из нашей атмосферы в космос.

Парниковые газы (greenhouse gases, GHG) – газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и с высоким поглощением в тепловом инфракрасном диапазоне.
Подобно стеклу теплицы, парниковые газы поддерживают жизнь на Земле, улавливая солнечное тепло.

Без естественных, улавливающих тепло газов – главным образом водяного пара, углекислого газа, метана, озона (O₃) – Земля была бы слишком холодной (-18^оC), чтобы поддерживать жизнь.
Опасность заключается в быстром увеличении количества углекислого газа (CO₂) и других парниковых газов, которые усиливают этот естественный парниковый эффект.

В течение 1000 – летий мировое снабжение углеродом было стабильным, соблюдалась естественная углеродная нейтральность, поскольку естественные процессы удаляли столько углерода, сколько они выделяли.
Ныне баланс нарушен по многим причинам:

• сжигание ископаемого топлива, 
• вырубка лесов, 
• интенсивное сельское хозяйство.

Это приводит к стремительному накоплению парниковых газов, в основном углекислого газа.
Сегодня в атмосфере содержится на 42% больше CO₂, чем в начале индустриальной эры.
Уровни метана (CH₄) и углекислого газа сейчас экстремально высокий за полмиллиона лет.
Киотский протокол охватывает 6 парниковых газов:

• углекислый газ,
• метан,
• закись азота (N₂O),
• гидрофторуглероды,
• перфторуглероды,
• гексафторид серы (SF₆).

Из этих 6 газов 3 имеют первостепенное значение, поскольку они тесно связаны с деятельностью человека.

Структура выбросов парниковых газов в РФ:

• ТЭК – 79%:
• порядка 1,8 млн т/год,
• структура выбросов: CO₂ – 85,7%, CH₄ – 14,0%, и N₂O – 0,3%;
• промышленность – 11%;
• сельское хозяйство – 6%;
• отходы – 4%.

Влияние деятельности на рост парниковых газов:

• двуокись углерода (CO₂) является основной причиной изменения климата, особенно в результате сжигания ископаемого топлива;
• метан:
• образуется естественным путем, когда растительность сжигается, переваривается или гниет без присутствия кислорода,
• большое количество метана выбрасывается скотоводством, свалками, рисоводством, добычей нефти и природного газа:
• Бурение и гидроразрыв пласта (ГРП) являются основными источниками загрязнения метаном из-за утечек из поврежденного или неправильно установленного оборудования и преднамеренного выброса газа;
• закись азота, выделяемая химическими удобрениями и сжиганием ископаемого топлива, обладает потенциалом глобального потепления, в 310 раз превышающим потенциал углекислого газа.

Проблемы изменения климата

Нарушая атмосферный баланс, который поддерживает климат, мы теперь наблюдаем экстремальные последствия по всему земному шару.
Климат меняется, и становится теплее.
Экстремальные погодные явления также становятся более распространенными.
Эти эффекты уже оказывают существенное влияние на экосистемы, экономику и сообщества.

Проблема в том, что человечеству кажется эта проблема чем-то далеким.
При нынешних скоростях роста выбросов температура может увеличиться на 2 °C, которые Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC) ООН определила в качестве верхнего предела, чтобы избежать опасных уровней, уже к 2036 г.
Но бизнес и прибыль – гораздо ближе.
Разговоры о декарбонизации экономики сразу прекращаются во время кризисов.
Добывающие страны неистово увеличивают добычу нефти и газа.
Во главе этого процесса идут власти США, которые не участвуют в Венском соглашении ОПЕК⁺ по сокращению добычи нефти.
Но даже Венское соглашение во главу угла ставит не декарбонизацию экономики, а ребалансировку мирового рынка нефти с целью удержания равновесной цены на нефть в диапазоне 60-70 долл США/баррель.

Экологи считают, что ценообразование на углеродные энергоносители является наиболее эффективным способом уменьшения углеродного загрязнения, которое меняет наш климат.
Чем больше кто-то загрязняет, тем больше он должен платить.
Цена на углерод делает загрязнение более дорогим, а решения, такие как экологически чистая энергия и электромобили, более доступными.
Но на практике рекомендации экологов не выполняются.
Существует практика индульгенций, когда компании, превысившие квоты на вбросы  в атмосферу, покупают углеродные единицы у компаний, которые сэкономили на выбросах.

#парниковые газы

Последние новости

Что такое парниковые газы и кто их поглощает

Весь мир буквально «ударился» в тему климатических изменений и глобального потепления. О выбросах, углекислом газе, метане, таянии мерзлоты, карбоновых фермах и «зеленом» топливе стали говорить не только научные сообщества, но и первые лица государств. «Нервное настроение» климата прочувствовали на себе почти все жители планеты: одни страны страдают от аномальной жары и пожаров, другие – от слишком суровых зим, а третьи – от катастрофических паводков. «Экология России» решила разобраться, откуда берутся парниковые газы и кто может поглотить их, замедлив глобальные климатические процессы.

Невидимая угроза

Определение парниковым газам специально для «Экологии России» дала руководитель Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН Наталья Лукина: 

«Парниковый газ – это газообразная составляющая воздушной оболочки Земли естественного или антропогенного происхождения, поглощающая и отражающая инфракрасное электромагнитное излучение». 

Нагретые газы создают так называемый парниковый эффект – это естественное явление, которое повышает температуру на планете в результате того, что эти газы, как настоящий парник, задерживают тепловую энергию.

Когда теплый луч солнца летит к нам из космоса, атмосфера свободно пропускает его. Но как только он отразился от поверхности и полетел обратно, парниковые газы благодаря особым физическим свойствам его задерживают. Большая часть тепла остается здесь, на Земле. 

Сам по себе парниковый эффект – крайне полезное явление для человечества. Можно даже сказать, что без этого свойства атмосферы мы бы не выжили на этой планете. Ведь без него средняя температура на земле не поднималась бы выше -18℃, а значит, все реки и озера были бы вечно замерзшими, а большинство съедобных растений не росли бы и не плодоносили. 

Но все хорошо в меру. Из-за деятельности человека и стремительного технического прогресса парниковый эффект чрезмерно усиливается, а значит, способствует росту средних температур на планете. 

«Самым крупным источником выбросов парниковых газов в результате деятельности человека является сжигание ископаемого топлива для выработки электроэнергии, тепла и транспорта», – продолжила Лукина.  

Какие они, парниковые газы?

Углекислый газ (CO2) – парниковый газ частично антропогенного происхождения. Человек искусственно увеличил его концентрацию в атмосфере. При низких концентрациях он не имеет вкуса и запаха. 

Метан (Ch5) – этого газа меньше в атмосфере, чем углекислого. Но он гораздо опаснее, чем СО2. Естественные источники — болота и термитники. Метан при комнатной температуре и стандартном давлении является бесцветным газом без запаха.

«Метан считается более опасным для климата газом: если сравнивать молекулу к молекуле, то молекула метана в 30-50 раз более опасна. Но концентрация СО2 в 200 раз выше, чем концентрация метана. По оценкам, которые приняты в научном сообществе, вклад метана составляет примерно 30% от вклада СО2. Но зато содержание метана в атмосфере растет с гораздо большей скоростью. Если удвоится метан, то последствия могут быть сопоставимыми», – рассказал «Экологии России» заведующий лабораторией арктических исследований Тихоокеанского океанологического института Дальневосточного отделения РАН

Игорь Семилетов.  

В научных кругах есть версии, что изменение климата может привести к 10-кратному увеличению концентрации метана в атмосфере. Огромные залежи «спящего газа» могут быть сконцентрированы в Арктике, под слоем вечной мерзлоты. Лед там активно тает, а значит, залежи опасного газа начинают высвобождаться.

Еще эксперты выделяют в числе газов, оказывающих парниковый эффект: закись азота (N2O), синтетические химические вещества,

озон (O3) и водяной пар. 

Герои-поглотители

Лишние газы из атмосферы поглощает растительность. Углекислый газ превращается в органическое вещество (глюкозу) в результате фотосинтеза. Растения поглощают СО2 и выделяют кислород. Тем самым они «укрощают» климат и поддерживают температурный баланс на планете. 

Таким образом, лучшими поглотителями парниковых газов являются леса: сибирские, амазонские, бразильские, лиственные, хвойные. К каким бы категориям и географическим привязкам не относились лесные экосистемы, они будут поглощать углекислый газ. Даже сорняки и вездесущий борщевик Сосновского на самом деле являются поглотителями СО2.

«Все растения (и дикие, и домашние) поглощают углекислый газ. Опад растений постоянно возвращается на поверхность почвы, разлагается животными и микроорганизмами, при разложении выделяется СО2. В экосистемах всегда одновременно идут процессы роста и развития растений и, соответственно, поглощения углекислого газа, и процессы разложения растительного опада (листья, ветви) и отпада (то есть гибели целых деревьев). Важен баланс между этими процессами. Если процессы разложения, к которым также относятся процессы горения в результате лесных пожаров, преобладают, экосистема начинает работать не как поглотитель, а как источник парниковых газов», – отметила Лукина.

Пожары и гигантские по своим масштабам вырубки лесов приводят к негативным последствиям для климата, считает исполнительный директор компании GBM (входит в группу InfraOne) Вячеслав Харламов.

«Лесные экосистемы могут наилучшим образом служить хранилищем (или банком) для углерода тогда, когда антропогенное воздействие на них сведено к минимуму на протяжении всего их существования. В первую очередь, это касается неконтролируемой вырубки и пожаров. Последние, по итогам этого года, вероятно, покажут вклад в выбросы углекислого газа (пусть и не равные, но) сопоставимые с годовыми объемами его поглощения всем лесным фондом России», – отметил эксперт. 

Еще один важный поглотитель – океан. Он аккумулирует двуокись углерода в два этапа: сначала СО2 растворяется в поверхностном слое воды, а затем распределяется в водной массе, перемещаясь во внутренние области. Там он накапливается и хранится. Ученые убеждены, без помощи океанов концентрация СО2 в атмосфере и масштабы изменения климата были бы существенно выше. Океаны (как и любые водоемы) богаты водной растительностью. 

«Водоросли поглощают СО2 и продуцируют кислород. С метаном ситуация хуже, потому что он изымается только в специфических условиях. Он окисляется до СО2, который в 50 раз слабее. С этим мало что можно сделать», – отметил Семилетов. 

Нельзя не отметить и болота. Их еще называют аккумуляторами тепла. Удивительно, но даже в условиях сибирских морозов они не замерзают. За счет сохранения тепла болота регулируют климат, делая его более мягким. Растительность болот поглощает СО2 при жизни, а после она превращается в торф, не выделяя углекислоту в атмосферу. Крупнейший в мире торфяник находится в России – это Васюганские болота. Они помогают решать климатические проблемы всей планеты. Осушать болота нельзя, ведь в таком случае они превращаются из поглотителей в источник выбросов.

Киты и фитопланктон также способны снизить действие парникового эффекта практически до 0. Они (по принципу растений) потребляют огромные объемы углекислого газа и выделяют больше кислорода, чем все остальные источники на планете вместе взятые.

«К поглотителям относятся так называемые продуценты, то есть живые организмы, которые живут за счет поглощения CO2. Все остальные живые организмы, наоборот, потребляют и выделяют углекислый газ. Сама по себе вода является растворителем CO2», – прокомментировала доктор биологических наук, директор Института глобального климата и экологии им. Израэля Анна Романовская. 

Ледники и даже отложения осадочных пород накапливают СО2 и держат его в природных резервуарах. 

В целом углекислый газ вовлечен в важнейшие биологические, химические, геологические и климатические процессы. Нельзя сказать, что СО2 – это «плохое вещество». Однако соблюдать природный баланс и не добавлять в атмосферу сверх меры парниковых газов критично важно, если мы не хотим уже в ближайшие десятилетия иметь дело с климатическим кризисом и множеством неприятных природных явлений, которые такой кризис вызовет.

Фото: Scharfsinn86 – istockphoto.com, hbieser – pisaba.com

Парниковые газы | Всемирная метеорологическая организация

Парниковые газы

Некоторые атмосферные газы поглощают и повторно излучают инфракрасную энергию из атмосферы на поверхность Земли. Этот процесс, парниковый эффект, приводит к тому, что средняя температура поверхности на 33 °C выше, чем она была бы при его отсутствии. Если бы не парниковый эффект, средняя температура на Земле была бы минус 18 °C.

Земля имеет естественный парниковый эффект из-за следовых количеств водяного пара (H ₂ O), двуокиси углерода (CO ₂ ), метана (CH ₄ ) и закиси азота (N ₂ O) в атмосфере. Эти газы пропускают солнечное излучение к поверхности Земли, но поглощают инфракрасное излучение, испускаемое Землей, и тем самым приводят к нагреву поверхности планеты. Следует различать естественный парниковый эффект и усиленный парниковый эффект. Естественный парниковый эффект вызван естественным количеством парниковых газов и жизненно важен для жизни. При отсутствии природного парникового эффекта поверхность Земли была бы примерно на 33 °C холоднее. Усиленный парниковый эффект относится к дополнительному радиационному воздействию в результате увеличения концентрации парниковых газов, вызванных деятельностью человека. Основными парниковыми газами, концентрации которых растут, являются двуокись углерода, метан, закись азота, гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), гидрофторуглероды (ГФУ) и озон в нижних слоях атмосферы.

Глобальная служба атмосферы (ГСА) занимается наблюдением, анализом и публикацией данных о парниковых газах, собранных в пятидесяти странах мира от высоких широт Арктики до Южного полюса. Отслеживаемые парниковые газы включают:

• Двуокись углерода (CO ₂ ) (включая отношения Δ14C, δ13C и δ18O в CO ₂ и O ₂ /N ₂ )
• Метан (CH ₄ )
• Закись азота (N ₂ O)
• Галогенуглероды и SF ₆
• Молекулярный водород (H ₂ )

Данные собираются и распространяются Мировым центром данных по парниковым газам (WDCGG) при Японском метеорологическом агентстве. Научная консультативная группа ГСА по парниковым газам (SAG-GHG) консультирует по разработке программы. ГСА выпускает ежегодный Бюллетень по парниковым газам, в котором сообщается о последних тенденциях и атмосферных нагрузках, связанных с наиболее влиятельными долгоживущими парниковыми газами, двуокисью углерода (CO _{). 2} ), метан (CH ₄ ) и закись азота (N ₂ O), а также сводка вкладов меньших газов.

Глобальная инфраструктура мониторинга парниковых газов – разработка концепции

(

A Year In The Life Of Earth’s CO ₂ , Годдардовский институт космических исследований НАСА)

финансирование исследований. Периодический характер финансирования большинства исследований и конкурсные процессы, используемые для его распределения, затрудняют обеспечение устойчивого глобального мониторинга.

Какие газы являются парниковыми?

• Вы здесь:
• СКУД
• Инструментарий ACS по науке о климате
• Парниковые газы
• Какие газы?

Некоторые парниковые газы возникают естественным образом и попадают в атмосферу в результате как естественных процессов (таких как разложение органических веществ), так и деятельности человека (таких как сжигание ископаемого топлива и сельское хозяйство). Парниковые газы, образующиеся как в природе, так и в результате деятельности человека, включают водяной пар, двуокись углерода (CO ₂ ), метан (CH ₄ ), закись азота (N ₂ O) и озон (O ₃ ) . Другие парниковые газы практически не имеют природных источников, а являются побочными продуктами промышленных процессов или производятся для нужд человека, например, в качестве чистящих средств, хладагентов и электрических изоляторов. К ним относятся фторированные газы : хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), гидрофторуглероды (ГХФУ), бромфторуглероды (галоны), перфторуглероды, ПФУ, трифторид азота, NF ₃ и гексафторид серы, SF ₆ .

Эти газы способствуют потеплению атмосферы, поскольку они поглощают инфракрасное излучение, испускаемое нагретой солнцем Землей, и передают свою дополнительную энергию окружающим атмосферным газам . На рисунке показано, что температура на поверхности Земли увеличилась примерно на 0,9 °C за последнее столетие, что составляет более половины изменения примерно с 1980 года. Температура может измениться только в том случае, если произойдет изменение энергетического баланса Земли, поскольку баланс между энергиями входящее и исходящее излучение расстроено.

Источник: НАСА-ГИСС.

Нарушение энергетического баланса Земли может быть результатом изменения многих факторов, включая энергию солнца, парниковые газы и облачный покров. Изменение любого из этих факторов изменяет количество радиации, достигающей поверхности Земли или испускаемой в космос. Следствием такого изменения является радиационный дисбаланс, из-за которого поверхность Земли либо нагревается, либо охлаждается. Величина этого дисбаланса по каждому фактору, влияющему на изменение температуры поверхности, характеризуется величиной « радиационное воздействие », то есть величина, на которую оно нарушает энергетический баланс Земли.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) определяет радиационное воздействие как изменение чистого потока радиации (приходящий минус исходящий в Вт·м ^–2 ) в верхней части тропосферы, вызванное изменением некоторого фактора воздействия по сравнению с его доиндустриальное состояние (принимается за середину восемнадцатого века). Положительное значение радиационного воздействия означает, что изменение фактора воздействия увеличивает энергию, удерживаемую планетой, и приводит к потеплению. Отрицательное значение означает, что изменение уменьшает энергию, удерживаемую планетой, и приводит к охлаждению. В этом графическом резюме из Отчета МГЭИК представлены значения радиационного воздействия парниковых газов и других факторов с указанием их неопределенностей (которые помогают показать, где дополнительные исследования могут способствовать нашему пониманию климатических переменных).

« Температурная аномалия », нанесенная на график, эквивалентна разнице между среднегодовой температурой за год и средним значением температур за базовый период 1951-1980 гг. Черная линия — это среднегодовое значение, а красная линия — среднее скользящее значение за пять лет. Зеленые полосы показывают оценки неопределенности.

Источник: рисунок 2, FAQ 2.1, Четвертый оценочный доклад МГЭИК (2007 г. ), глава 2,
Изменения в составе атмосферы и в радиационном воздействии

Эти радиационные воздействия отражают текущее состояние планеты и ее атмосферное потепление, но не охватывают последствия возможных будущих изменений в составе парниковых газов. Еще одним свойством парниковых газов, которое используется для оценки возможного воздействия в будущем, является их потенциал глобального потепления . Количественная оценка радиационного воздействия и ПГП зависит от инфракрасных спектров парниковых газов, поэтому инфракрасная спектроскопия играет центральную роль в исследованиях климата.

Некоторые другие газы могут косвенно влиять на потепление атмосферы. Это происходит, когда в результате химических реакций в атмосфере образуются или разрушаются парниковые газы, включая тропосферный озон . Косвенные эффекты также возникают, когда газ влияет на время жизни в атмосфере других газов или влияет на атмосферные процессы, такие как образование облаков, которые изменяют баланс радиационной энергии Земли за счет увеличения альбедо Земли .