Парниковые газы – Что такое Парниковые газы?
Парниковые газы – газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и с высоким поглощением в тепловом инфракрасном диапазоне.Подобно стеклу теплицы, газы в нашей атмосфере парниковые газы поддерживают жизнь на Земле, улавливая солнечное тепло.
Эти газы позволяют солнечным лучам согревать Землю, но предотвращают выход этого тепла из нашей атмосферы в космос.
Без естественных, улавливающих тепло газов – главным образом водяного пара, углекислого газа, метана, озона (O3) – Земля была бы слишком холодной (-18оC), чтобы поддерживать жизнь.
Опасность заключается в быстром увеличении количества углекислого газа и других парниковых газов, которые усиливают этот естественный парниковый эффект.
В течение 1000 – летий мировое снабжение углеродом было стабильным, поскольку естественные процессы удаляли столько углерода, сколько они выделяли.
Ныне баланс нарушен по многим причинам:
- сжигание ископаемого топлива,
- вырубка лесов,
- интенсивное сельское хозяйство.
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).
Двуокись углерода 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 на нефть и газ 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.
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.
Парниковые газы. Справка – РИА Новости, 22.09.2009
Диоксид карбона (углекислый газ) (СО2) – важнейший источник климатических изменений, на долю которого приходится, по оценкам, около 64% глобального потепления.
Основными источниками выброса углекислого газа в атмосферу являются производство, транспортировка, переработка и потребление ископаемого топлива (86%), сведение тропических лесов и другое сжигание биомассы (12%), и остальные источники (2%), например, производство цемента и окисление моноксида углерода. После выделения молекула двуокиси углерода совершает цикл через атмосферу и биоту и окончательно поглощается океаническими процессами или путем длительного накопления в наземных биологических хранилищах (т.е. поглощается растениями). Количество времени, при котором примерно 63% газа выводится из атмосферы, называется эффективным периодом пребывания. Оцениваемый эффективный период пребывания для углекислого газа колеблется в пределах от 50 до 200 лет.
Метан (СН4) имеет как природное, так и антропогенное происхождение. В последнем случае он образуется в результате производства топлива, пищеварительной ферментации (например, у скота), рисоводства, сведения лесов (главным образом, вследствие горения биомассы и распада избыточной органической субстанции). На долю метана приходится, по оценкам, примерно 20 % глобального потепления. Выбросы метана представляют собой значительной источник парниковых газов.
Закись азота (N2O) – третий по значимости парниковый газ Киотского протокола. Выделяется при производстве и применении минеральных удобрений, в химической промышленности, в сельском хозяйстве и т.п. На него приходится около 6 % глобального потепления.
Перфторуглероды – ПФУ (Perfluorocarbons – PFCs).Углеводородные соединения, в которых фтор частично замещает углерод. Основными источниками эмиссии этих газов являются производство алюминия, электроники и растворителей. При алюминиевой плавке выбросы ПФУ возникают в электрической дуге или при так называемых “анодных эффектах”.
Гидрофторуглероды (ГФУ) – углеводородные соединения, в которых галогены частично замещают водород. Газы, созданные для замены озоноразрушающих веществ, имеют исключительно высокие ПГП (140 11700).
Гексафторид серы (SF6)
Парниковый эффект от разных газов можно привести к общему знаменателю, выражающему то, насколько 1 тонна того или иного газа дает больший эффект, чем 1 тонна CO2. Для метана переводной коэффициент равен 21, для закиси азота 310, а для некоторых фторсодержащих газов несколько тысяч.
Рекомендованные направления политики и меры по сокращению выбросов парниковых газов, определенные в Киотском протоколе, включают в себя:
1. Повышение эффективности использования энергии в соответствующих секторах национальной экономики;
3. Поощрение устойчивых форм сельского хозяйства в свете соображений, связанных с изменением климата;
4. Содействие внедрению, проведение исследовательских работ, разработка и более широкое использование новых и возобновляемых видов энергии, технологий поглощения диоксида углерода и инновационных экологически безопасных технологий;
5. Постепенное сокращение или устранение рыночных диспропорций, фискальных стимулов, освобождения от налогов и пошлин, и субсидий, противоречащих цели Конвенции, во всех секторах – источниках выбросов парниковых газов, и применение рыночных инструментов;
6. Поощрение надлежащих реформ в соответствующих секторах в целях содействия осуществлению политики и мер, ограничивающих или сокращающих выбросы парниковых газов;

Ограничение и/или сокращение выбросов метана путем рекуперации и использования при удалении отходов, а также при производстве, транспортировке и распределении энергии.
Данные положения Протокола носят общий характер и предоставляют Сторонам возможность самостоятельно выбирать и реализовывать тот комплекс политики и мер, который будет в максимальной степени соответствовать национальным обстоятельствам и приоритетам.
Основной источник выбросов парниковых газов в России – энергетический сектор, на который приходится более 1/3 совокупных выбросов. Второе место занимает добыча угля, нефти и газа (16%), третье – промышленность и строительство (около 13%).
Таким образом, наибольший вклад в снижение выбросов парниковых газов в России может внести реализация огромного потенциала энергосбережения. В настоящее время энергоемкость экономики России превышает среднемировой показатель в 2,3 раза, а средний показатель для стран ЕС – в 3,2 раза. Потенциал энергосбережения в России оценивается в 39–47% текущего потребления энергии, и, в основном, он приходится на производство электроэнергии, передачу и распределение тепловой энергии, отрасли промышленности и непроизводительные энергопотери в зданиях.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
TS.2.1 Парниковые газы – ДО4 WGI Техническое резюме
Рабочей группой I – Физическая научная основа
Доминирующий фактор в радиационном воздействии на климат в индустриальную эпоху – это повышающаяся концентрация различных парниковых газов в атмосфере. Некоторые из основных парниковых газов образуются естественным путем, но повышение их концентрации в атмосфере за последние 250 лет вызвано в значительной степени деятельностью человека. Некоторые другие парниковые газы полностью являются результатом деятельности человека. Вклад каждого парникового газа в радиационное воздействие за конкретный период времени определяется изменением его концентрации в атмосфере за этот период и эффективной ролью газа в нарушении радиационного баланса. Нынешние концентрации в атмосфере разнообразных парниковых газов, рассмотренных в этом докладе, различаются между собой более чем на восемь порядков величины (на 108), а их радиационная эффективность – более чем на четыре порядка величины (на 104), что отражает колоссальное разнообразие их свойств и происхождения.
Текущая концентрация того или иного парникового газа в атмосфере – это конечный результат истории выбросов этого газа и удаления его из атмосферы. Газы и аэрозоли, рассмотренные здесь, испускаются в атмосферу в ходе деятельности человека или образуются из прекурсоров, выброшенных в атмосферу. Эти выбросы компенсируются процессами химического и физического удаления. За важным исключением углекислого газа (CO2), эти процессы ежегодно удаляют конкретную долю количества газа из атмосферы, и величина, обратная скорости этого удаления, дает среднее время жизни этого газа. В некоторых случаях скорость удаления может изменяться в зависимости от концентрации газа или других свойств атмосферы (например, температуры или фоновых химических условий).
Долгоживущие парниковые газы (ДЖПГ), например, CO2, метан (CH4) и закись азота (N2O), химически стабильны и сохраняются в атмосфере от десяти лет до нескольких столетий и дольше, поэтому из выбросы оказывают долговременное воздействие на климат. Поскольку эти газы долгоживущие, они хорошо перемешиваются во всей атмосфере гораздо быстрее, чем удаляются, и их глобальные концентрации можно точно оценить по данным из нескольких мест. Углекислый газ не имеет конкретного времени жизни, так как он непрерывно циклически движется между атмосферой, океанами и биосферой суши, и для его полного удаления из атмосферы требуется целый ряд процессов с разными временными масштабами.
Короткоживущие газы (например, сернистый газ и угарный газ) – химически активные вещества, которые удаляются, как правило, процессами естественного окисления в атмосфере, путем удаления на поверхности или вымывания осадками; их концентрации поэтому крайне непостоянны. Озон – важный парниковый газ, который образуется и разрушается вследствие химических реакций с участием других составляющих атмосферы. В тропосфере влияние человека на озон осуществляется в основном через изменения в газах-прекурсорах, которые ведут к образованию озона, тогда как в стратосфере влияние человека идет в основном через изменения скорости удаления озона из-за хлорфторуглеродов (ХФУ) и других озоноразрушающих веществ.
Парниковые газы продолжают накапливаться в атмосфере – новый рекорд
Об этом говорится в опубликованном сегодня исследовании Всемирной метеорологической организации (ВМО) по парниковым газам.
Генеральный секретарь ВМО Петтери Таалас заявил, что, несмотря на обещания государств сократить эмиссии парниковых газов, на сегодняшний день нет никаких признаков того, что процесс их накопления в атмосфере замедляется. Петтери Таалас призвал все государства воплотить взятые обязательства в конкретные действия.
Концентрация двуокиси углерода
В новом исследовании ВМО отмечается, что в 2018 году концентрация двуокиси углерода, которая является основным долгоживущим парниковым газом в атмосфере, достигла новых максимальных значений: по сравнению с доиндустриальным уровнем она выросла на 147 процентов и достигла 407,8 частей на миллион. В 2017 году этот показатель составлял 405,5 частей на миллион.
Эксперты отмечают, что повышение уровня CO2 в период с 2017 по 2018 год было сравнимо с аналогичным показателем в период с 2016 по 2017 год, но все же выше среднего значения за последнее десятилетие. Глобальные уровни CO2 превысили символическую пороговую отметку в 400 частей на миллион еще в 2015 году. «Следует напомнить о том, что в последний раз Земля столкнулась с сопоставимым уровнем концентрации CO2 3-5 миллионов лет назад. Тогда температура была на 2-3°C выше, а уровень моря – на 10-20 метров выше, чем сейчас», – отметил глава ВМО.
Фото Всемирного банка
Загрязнение воздуха предприятиями угрожает здоровью людей и экологии
С 1990 года в результате влияния долгоживущих парниковых газов суммарное радиационное воздействие, вызывающее потепление климата, увеличилось на 43 процента. На долю CO2 приходится около 80 процентов этого прироста. При этом в атмосфере CO2 сохраняется на протяжении столетий, а в океанах – еще дольше.
Концентрации метана и закиси азота также резко выросли в последние годы.
Концентрации метанаМетан (Ch5) – второй по значимости долгоживущий парниковый газ, на который приходится примерно 17 процентов радиационного воздействия. Приблизительно 40 процентов метана попадает в атмосферу из естественных источников, например, из водно-болотных угодий и термитников, а приблизительно 60 процентов – в результате деятельности человека, такой как животноводство, выращивание риса, использование ископаемых видов топлива, захоронение отходов и сжигание биомассы.
Концентрация метана в атмосфере достигла в 2018 году нового максимума на уровне примерно 1869 частей на миллиард и сейчас составляет 259 процентов от доиндустриального уровня. Темпы роста концентрации Ch5 в период с 2017 по 2018 год были выше, чем в 2016 – 2017 годах, а также превысили средние темпы роста за последнее десятилетие.
Концентрация закиси азотаЗакись азота также поступает в атмосферу как из естественных источников – около 60 процентов, так и из антропогенных – около 40 процентов. Она является следствием сжигания биомассы, использования удобрений и различного промышленного производства.
Фото ЮНЕП
Озоновый слой защищает Землю от вредного солнечного излучения.
Концентрация закиси азота в атмосфере в 2018 году составила 331.1 частей на миллиард. Это -123 процента по отношению к доиндустриальным уровням. Темпы роста концентрации в 2017 – 2018 году были также выше, чем наблюдавшиеся в период с 2016 по 2017 год и в среднем темпы прироста за последние 10 лет.
Закись азота разрушает стратосферный озоновый слой, который защищает нас от пагубного воздействия ультрафиолетовых солнечных лучей. На нее приходится около 6 процентов от объема радиационного воздействия долгоживущих парниковых газов.
В новом исследовании ВМО по парниковым газам представлены данные о концентрации парниковых газов. Завтра, 26 ноября, под эгидой Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) будет опубликован новый доклад по выбросам парниковых газов.
Выбросы – это то, что поступает в атмосферу. Концентрация же – это то, что остается в атмосфере после сложной системы взаимодействий между атмосферой, биосферой, литосферой, криосферой и океанами. Около четверти всех выбросов поглощается океанами, а еще четверть – биосферой.
Какие парниковые газы являются основными?
Парниковые газы поглощают отраженную энергию Солнца, делая атмосферу Земли более теплой. Большая часть солнечной энергии достигает поверхности планеты, а часть отражается обратно в космос. Некоторые газы, присутствующие в атмосфере, поглощают отраженную энергию и перенаправляют ее обратно на Землю в виде тепла. Газы, ответственные за это, называются парниковыми газами, поскольку они играют ту же роль, что и прозрачный пластик или стекло, покрывающие теплицу.
Парниковые газы и деятельность человека
Некоторые парниковые газы выделяются естественным путем в результате лесных пожаров, вулканической активности и биологических процессов. Однако, начиная с возникновения промышленной революции на рубеже XIX века, люди выпускали в атмосферу все большее количество парниковых газов. Это увеличение ускорилось с развитием нефтехимической промышленности.
Парниковый эффект
Тепло, отраженное от парниковых газов, производит измеримое потепление поверхности Земли и океанов. Это глобальное изменение климата оказывает широкомасштабное воздействие на лед, океаны, экосистемы и биоразнообразие Земли.
Основные парниковые газы Земли:
Водяной пар
Водяной пар является наиболее сильным и важным из парниковых газов Земли. Количество водяного пара в атмосфере не может быть непосредственно изменено деятельностью человека – оно определяется температурой воздуха. Чем теплее, тем выше скорость испарения воды с поверхности. В результате, увеличенное испарение приводит к большей концентрации водяного пара в нижней атмосфере, способной поглощать инфракрасное излучение и отражать его вниз.
Углекислый газ (CO2)
Углекислый газ является самым важным парниковым газом. Он высвобождается в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива, извержения вулканов, разложения органических веществ и передвижения транспортных средств. Процесс производства цемента приводит к выбросу большого количества углекислого газа. Вспашка земли также вызывает высвобождение большого количества углекислого газа, обычно хранящегося в почве.
Растительная жизнь, которая поглощает СО2 в процессе фотосинтеза, является важным естественным хранилищем углекислого газа. Морская жизнь также может поглощать растворенный в воде CO2.
Метан
Метан (Ch5) – второй наиболее важный парниковый газ после двуокиси углерода. Он более сильный, чем CO2, но присутствует в атмосфере в гораздо меньших концентрациях. Ch5 может находится в атмосфере в течение более короткого времени, по сравнению с CO2 (время пребывания Ch5 составляет примерно 10 лет, по сравнению с сотнями лет для CO2). Природные источники метана включают в себя: водно-болотные угодья; горение биомассы; процессы жизнедеятельности крупного рогатого скота; выращивание риса; добыча, сжигание и переработка нефти или природного газа и др. Основным природным поглотителем метана является сама атмосфера; другим – почва, где метан окисляется бактериями.
Как и в случае с СО2, деятельность человечества увеличивает концентрацию СН4 быстрее, чем метан поглощается естественным образом.
Тропосферный озон
Следующим наиболее значительным парниковым газом является тропосферный озон (O3). Он образуется в результате загрязнения воздуха и его следует отличать от естественного стратосферного О3, который защищает нас от многих разрушительных солнечных лучей. В нижних частях атмосферы озон возникает при разрушении других химических веществ (например, оксидов азота). Этот озон считается парниковым газом, но он недолговечен и хотя способен в значительной степени способствовать потеплению, его последствия обычно локальные, а не глобальные.
Второстепенные парниковые газы
Второстепенными парниковыми газами выступают оксиды азота и фреоны. Они являются потенциально опасными для окружающей среды. Однако в связи с тем, что их концентрации не такие значительные как вышеупомянутых газов, оценка их влияния на климат полностью не изучена.
Оксиды азота
Оксиды азота находятся в атмосфере благодаря естественным биологическим реакциям в почве и воде. Тем не менее большое количество выделяемого оксида азота вносит значительный вклад в глобальное потепление. Основным источником является производство и использование синтетических удобрений в сельскохозяйственной деятельности. Моторные автомобили выделяют оксиды азота при работе на ископаемых видах топлива, таких как бензин или дизельное топливо.
Фреоны
Фреоны представляют собой группу углеводородов с различными видами использования и характеристиками. Хлорфторуглероды широко используются в качестве хладагентов (в кондиционерах и холодильниках), вспенивателей, растворителей и др. Их производство уже запрещено в большинстве стран, но они по-прежнему присутствуют в атмосфере и наносят ущерб озоновому слою. Гидрофторуглероды служат альтернативой более вредным озоноразрушающим веществам, и вносят гораздо меньший вклад в глобальное изменение климата на планете.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на нее в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту
Парниковый газ – Greenhouse gas
Газ в атмосфере, поглощающий и испускающий излучение в тепловом инфракрасном диапазоне.
Эта статья о свойствах парниковых газов. Источники и количество выделяемых парниковых газов см. В разделе « Выбросы парниковых газов» . Парниковый эффект солнечного излучения на поверхности Земли , вызванные выбросами парниковых газов. Парниковые газы (иногда сокращенно ПГ ) представляет собой газ , который поглощает и испускает лучистую энергию в пределах теплового инфракрасного диапазона, в результате чего парникового эффекта . Основными парниковыми газами в атмосфере Земли являются водяной пар ( H
2 O ), двуокись углерода ( CO
2 ), метан ( CH
4 ), закись азота ( N
2 O ) и озон ( O 3 ). Без парниковых газов средняя температура поверхности Земли была бы около -18 ° C (0 ° F), а не нынешняя средняя температура 15 ° C (59 ° F). Атмосфера Венеры , Марса и Титана также содержит парниковые газы.
Деятельность человека с начала промышленной революции (около 1750 г.) привела к увеличению концентрации углекислого газа в атмосфере на 45% , с 280 ppm в 1750 году до 415 ppm в 2019 году. В последний раз концентрация углекислого газа в атмосфере была такой высокой. было более 3 миллионов лет назад. Это увеличение произошло, несмотря на поглощение более половины выбросов различными естественными «стоками», вовлеченными в углеродный цикл .
В текущих выбросов парниковых газов ставок, температура может увеличиться на 2 ° C (3,6 ° F ), которую Организация Объединенных Наций ” Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) , назначенной в качестве верхнего предела , чтобы избежать„опасных“уровней, от 2036 Подавляющее большинство антропогенных выбросов двуокиси углерода происходит из сгорания из ископаемого топлива , главным образом, угля , нефти ( в том числе нефти ) и природного газа , с дополнительными взносами исходя из вырубки леса и других изменений в землепользовании.
Газы в атмосфере Земли
Непарниковые газы
Основные составляющие атмосферы Земли, азот ( N
2 ) (78%), кислород ( O
2 ) (21%) и аргон (Ar) (0,9%) не являются парниковыми газами, поскольку молекулы, содержащие два атома одного и того же элемента, например N
2 и O
2 не имеют чистого изменения в распределении их электрических зарядов, когда они вибрируют, а одноатомные газы, такие как Ar, не имеют мод колебаний. Следовательно, они практически не подвержены влиянию инфракрасного излучения . Некоторые молекулы, содержащие всего два атома различных элементов, такие как окись углерода (CO) и хлористый водород (HCl), действительно поглощают инфракрасное излучение, но эти молекулы недолговечны в атмосфере из-за их реакционной способности или растворимости . Следовательно, они не вносят значительный вклад в парниковый эффект и часто не учитываются при обсуждении парниковых газов.
Парниковые газы
Парниковые газы – это те газы, которые поглощают и излучают инфракрасное излучение в диапазоне длин волн, излучаемых Землей . Углекислый газ (0,04%), закись азота, метан и озон – это следовые газы, которые составляют почти 0,1% атмосферы Земли и обладают заметным парниковым эффектом.
По порядку, самые распространенные парниковые газы в атмосфере Земли:
Атмосферные концентрации определяются балансом между источниками (выбросы газа в результате деятельности человека и природными системами) и поглотителями (удаление газа из атмосферы путем преобразования в другое химическое соединение или поглощения водными объектами). Доля выбросов, остающихся в атмосфере по прошествии определенного времени, называется « воздушной фракцией » (AF). Годовая бортовая фракция представляет собой отношение атмосферного увеличения данного года до общего объема выбросов этого года. По состоянию на 2006 год годовая доля CO в воздухе
2 было около 0,45. Годовая доля переносимого по воздуху увеличивалась со скоростью 0,25 ± 0,21% в год в течение периода 1959–2006 гг.
Косвенные радиационные эффекты
Фальшивые цвета на этом изображении представляют концентрацию окиси углерода в нижних слоях атмосферы в диапазоне от примерно 390 частей на миллиард (темно-коричневые пиксели) до 220 частей на миллиард (красные пиксели) и 50 частей на миллиард (синие пиксели). Некоторые газы имеют косвенное радиационное воздействие (независимо от того, являются ли они парниковыми газами или нет). Это происходит двумя основными способами. Один из способов состоит в том, что при распаде в атмосфере выделяется еще один парниковый газ. Например, метан и оксид углерода (CO) окисляются с образованием диоксида углерода (при окислении метана также образуется водяной пар). Окисление CO до CO
2 непосредственно вызывает недвусмысленное увеличение радиационного воздействия, хотя причина этого неуловима. Пик теплового ИК-излучения с поверхности Земли очень близок к сильной колебательной полосе поглощения CO.
2 ( длина волны 15 мкм или волновое число 667 см -1 ). С другой стороны, одиночная колебательная полоса CO поглощает ИК-излучение только на гораздо более коротких длинах волн (4,7 микрон, или 2145 см -1 ), где излучение лучистой энергии с поверхности Земли по крайней мере в десять раз меньше. Окисление метана до CO
2 , который требует реакции с радикалом ОН, приводит к мгновенному снижению поглощения и испускания излучения, поскольку CO
2 является более слабым парниковым газом, чем метан. Однако окисление CO и CH
4 переплетаются, поскольку оба потребляют радикалы ОН. В любом случае расчет общего радиационного воздействия включает как прямое, так и косвенное воздействие.
Второй тип косвенного эффекта возникает, когда химические реакции в атмосфере с участием этих газов изменяют концентрацию парниковых газов. Например, разрушение неметановых летучих органических соединений (НМЛОС) в атмосфере может привести к образованию озона. Величина косвенного эффекта может сильно зависеть от того, где и когда происходит выброс газа.
Метан, помимо образования CO, оказывает косвенное воздействие.
2 . Основным химическим веществом, которое вступает в реакцию с метаном в атмосфере, является гидроксильный радикал (ОН), поэтому большее количество метана означает, что концентрация ОН снижается. По сути, метан увеличивает время жизни в атмосфере и, следовательно, его общий радиационный эффект. Окисление метана может производить как озон, так и воду; и является основным источником водяного пара в обычно сухой стратосфере . CO и НМЛОС производят CO
2 когда они окисляются. Они удаляют ОН из атмосферы, что приводит к повышению концентрации метана. Удивительный эффект от этого заключается в том, что потенциал глобального потепления CO в три раза выше, чем у CO.
2 . Тот же процесс, который преобразует НМЛОС в диоксид углерода, также может привести к образованию тропосферного озона. Галоидоуглероды имеют косвенный эффект, потому что они разрушают стратосферный озон. Наконец, водород может привести к образованию озона и CH
4 увеличивается, а также производит водяной пар в стратосфере.
Вклад облаков в парниковый эффект Земли
Облака , являющиеся основным источником парникового эффекта Земли, помимо газа , также поглощают и излучают инфракрасное излучение и, таким образом, влияют на излучательные свойства парниковых газов. Облака – это капли воды или кристаллы льда, взвешенные в атмосфере.
Воздействие на общий парниковый эффект
Schmidt et al. (2010) проанализировали, как отдельные компоненты атмосферы способствуют общему парниковому эффекту. Они подсчитали, что на водяной пар приходится около 50% парникового эффекта Земли, из которых 25% составляют облака, 20% углекислого газа, а остальные 5% составляют незначительные парниковые газы и аэрозоли . В исследовании используется эталонная модель атмосферы для условий 1980 года. Изображение предоставлено НАСА .
Вклад каждого газа в парниковый эффект определяется характеристиками этого газа, его распространенностью и любыми косвенными эффектами, которые он может вызвать. Например, прямое радиационное воздействие массы метана примерно в 84 раза сильнее, чем та же масса углекислого газа за 20-летний период времени, но он присутствует в гораздо меньших концентрациях, так что его общий прямой радиационный эффект до сих пор был меньше, отчасти из-за более короткого времени жизни в атмосфере при отсутствии дополнительного связывания углерода . С другой стороны, в дополнение к своему прямому радиационному воздействию, метан оказывает большое косвенное радиационное воздействие, потому что он способствует образованию озона. Shindell et al. (2005) утверждает, что вклад метана в изменение климата как минимум вдвое превышает предыдущие оценки в результате этого эффекта.
При ранжировании по их прямому вкладу в парниковый эффект наиболее важными являются:
Сложный | Формула | Концентрация в атмосфере (ppm) | Вклад (%) |
---|---|---|---|
Водяной пар и облака | ЧАС 2 О | 10–50 000 (А) | 36–72% |
Углекислый газ | CO 2 | ~ 400 | 9–26% |
Метан | CH 4 | ~ 1,8 | 4–9% |
Озон | О 3 | 2–8 (В) | 3–7% |
заметки: (A) Водяной пар сильно варьируется в зависимости от местности |
Помимо основных парниковых газов, перечисленных выше, другие парниковые газы включают гексафторид серы , гидрофторуглероды и перфторуглероды (см. Список парниковых газов МГЭИК ). Некоторые парниковые газы не часто упоминаются. Например, трифторид азота имеет высокий потенциал глобального потепления (ПГП), но присутствует только в очень малых количествах.
Доля прямых эффектов в данный момент
Невозможно утверждать, что определенный газ вызывает точный процент парникового эффекта. Это связано с тем, что некоторые газы поглощают и излучают излучение на тех же частотах, что и другие, так что общий парниковый эффект не является просто суммой влияния каждого газа. Верхние пределы указанных диапазонов относятся только к каждому газу; нижние концы учитывают перекрытия с другими газами. Кроме того, известно, что некоторые газы, такие как метан, обладают значительным косвенным воздействием, которое все еще оценивается количественно.
Время жизни в атмосфере
Помимо водяного пара , время пребывания которого составляет около девяти дней, основные парниковые газы хорошо перемешаны, и им требуется много лет, чтобы покинуть атмосферу. Хотя сложно точно определить, сколько времени требуется парниковым газам, чтобы покинуть атмосферу, существуют оценки для основных парниковых газов. Якоб (1999) определяет срок службы атмосферного вида X в одно- блочной модели в качестве среднего времени , что молекула X остается в поле. Математически может быть определена как отношение массы (в кг) Х в поле его скорость удаления, которая является суммой потока X из коробки ( ), химической потери X ( ), а также осаждение из Х ( ) (все в кг / с): . Если прекратить поступление этого газа в ящик, то со временем его концентрация снизится примерно на 63%. τ {\ Displaystyle \ тау} τ {\ Displaystyle \ тау} м {\ displaystyle m} F о ты т {\ displaystyle F_ {out}} L {\ displaystyle L} D {\ displaystyle D} τ знак равно м F о ты т + L + D {\ displaystyle \ tau = {\ frac {m} {F_ {out} + L + D}}} τ {\ Displaystyle \ тау}
Таким образом, время жизни вида в атмосфере измеряет время, необходимое для восстановления равновесия после внезапного увеличения или уменьшения его концентрации в атмосфере. Отдельные атомы или молекулы могут быть потеряны или осаждены в поглотителях, таких как почва, океаны и другие воды, или растительность и другие биологические системы, уменьшая избыток до фоновых концентраций. Среднее время, необходимое для достижения этого, и есть средний срок службы .
Двуокись углерода имеет переменную продолжительность жизни в атмосфере и не может быть точно указана. Хотя более половины СО
2 выбрасываемый удаляется из атмосферы в течение столетия, некоторая часть (около 20%) выбрасываемого CO
2 остается в атмосфере многие тысячи лет. Аналогичные проблемы применимы и к другим парниковым газам, у многих из которых средний срок службы больше, чем у CO.
2 , например, N 2 O имеет среднее время жизни в атмосфере 121 год.
Радиационное воздействие и годовой индекс парниковых газов
Радиационное воздействие (влияние потепления) долгоживущих парниковых газов в атмосфере Земли ускоряется. Почти треть прироста индустриальной эры на конец 2019 года была накоплена за последние 30 лет.
Земля поглощает часть лучистой энергии, полученной от Солнца, отражает часть ее в виде света, а остальную часть отражает или излучает обратно в космос в виде тепла . Температура поверхности Земли зависит от этого баланса между входящей и исходящей энергией. Если этот энергетический баланс изменится, поверхность Земли станет теплее или холоднее, что приведет к различным изменениям глобального климата.
Ряд естественных и антропогенных механизмов могут повлиять на глобальный энергетический баланс и вызвать изменения климата Земли. Парниковые газы – один из таких механизмов. Парниковые газы поглощают и испускают часть исходящей энергии, излучаемой с поверхности Земли, в результате чего это тепло сохраняется в нижних слоях атмосферы. Как объяснялось выше , некоторые парниковые газы остаются в атмосфере в течение десятилетий или даже столетий и, следовательно, могут влиять на энергетический баланс Земли в течение длительного периода. Радиационное воздействие определяет количественно (в ваттах на квадратный метр) влияние факторов, влияющих на энергетический баланс Земли; включая изменения концентраций парниковых газов. Положительное радиационное воздействие приводит к потеплению за счет увеличения чистой поступающей энергии, тогда как отрицательное радиационное воздействие приводит к охлаждению.
Годовой индекс парниковых газов (AGGI) определяется атмосферными учеными из NOAA как отношение общего прямого радиационного воздействия, вызванного долгоживущими и хорошо перемешанными парниковыми газами за любой год, для которого существуют адекватные глобальные измерения, к тому, что имеется в 1990 году. Эти уровни радиационного воздействия относятся к уровням 1750 года (то есть до начала индустриальной эры ). 1990 год выбран потому, что это базовый год для Киотского протокола и год публикации первой научной оценки изменения климата МГЭИК . Таким образом, NOAA заявляет, что AGGI «измеряет приверженность, которую (глобальное) общество уже взяло на себя к жизни в изменяющемся климате. Он основан на наблюдениях за атмосферой высочайшего качества с разных мест по всему миру. Его неопределенность очень мала».
Потенциал глобального потепления
Потенциал глобального потепления (ПГП) зависит как от эффективности молекулы как парникового газа и его жизни в атмосфере. ПГП измеряется по отношению к одной и той же массы в CO
2 и оценивается в определенный период времени. Таким образом, если газ имеет высокое (положительное) радиационное воздействие, но также короткое время жизни, он будет иметь большой ПГП в 20-летнем масштабе и небольшой в 100-летнем масштабе. И наоборот, если молекула имеет более продолжительное время жизни в атмосфере, чем CO
2 его GWP увеличится, если принять во внимание временные рамки. Углекислый газ имеет ПГП, равный 1 для всех периодов времени.
Время жизни метана в атмосфере составляет 12 ± 3 года. В отчете МГЭИК 2007 года указано, что GWP составляет 72 в течение 20 лет, 25 – за 100 лет и 7,6 – за 500 лет. Однако анализ 2014 года показывает, что, хотя первоначальное воздействие метана примерно в 100 раз больше, чем воздействие CO
2 , из-за более короткого времени жизни в атмосфере через шесть или семь десятилетий влияние двух газов примерно одинаково, и с тех пор относительная роль метана продолжает снижаться. Снижение GWP в течение более длительного времени связано с тем, что метан разлагается до воды и CO.
2 через химические реакции в атмосфере.
Примеры времени жизни в атмосфере и GWP относительно CO
2 для нескольких парниковых газов приведены в следующей таблице:
Название газа | Химическая формула | Срок службы (лет) | Потенциал глобального потепления (ПГП) для заданного временного горизонта | ||
---|---|---|---|---|---|
20-летний | 100-летний | 500-летний | |||
Углекислый газ | CO 2 | (А) | 1 | 1 | 1 |
Метан | CH 4 | 12 | 84 | 28 год | 7,6 |
Оксид азота | N 2 О | 121 | 264 | 265 | 153 |
ХФУ-12 | CCl 2 F 2 | 100 | 10 800 | 10 200 | 5 200 |
ГХФУ-22 | CHClF 2 | 12 | 5 280 | 1 760 | 549 |
Тетрафторметан | CF 4 | 50 000 | 4 880 | 6 630 | 11 200 |
Гексафторэтан | C 2 F 6 | 10 000 | 8 210 | 11 100 | 18 200 |
Гексафторид серы | SF 6 | 3 200 | 17 500 | 23 500 | 32 600 |
Трифторид азота | NF 3 | 500 | 12 800 | 16 100 | 20 700 |
(A) Нет единого срока службы для атмосферного CO 2 .![]() |
Использование CFC-12 (за исключением некоторых важных применений) было прекращено из-за его озоноразрушающих свойств. Поэтапный отказ от менее активных соединений ГХФУ будет завершен в 2030 году.
Природные и антропогенные источники
Помимо синтетических галоидоуглеродов, производимых исключительно человеком, большинство парниковых газов имеет как естественные, так и антропогенные источники. Во время доиндустриального голоцена концентрации существующих газов были примерно постоянными, поскольку крупные природные источники и поглотители примерно уравновешивались. В индустриальную эпоху деятельность человека привела к увеличению выбросов парниковых газов в атмосферу, в основном за счет сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов.
В четвертом оценочном отчете за 2007 год, составленном МГЭИК (ДО4), отмечалось, что «изменения атмосферных концентраций парниковых газов и аэрозолей, земного покрова и солнечной радиации изменяют энергетический баланс климатической системы», и был сделан вывод о том, что «увеличивается антропогенная концентрация парниковых газов. весьма вероятно, что это вызвало большую часть повышения средних мировых температур с середины 20-го века “. В ДО4 «большая часть» определяется как более 50%.
Сокращения, используемые в двух таблицах ниже: ppm = миллионные доли ; ppb = частей на миллиард; ppt = части на триллион; Вт / м 2 = Вт на квадратный метр
Газ | Концентрация в тропосфере до 1750 г. | Недавняя тропосферная концентрация | Абсолютный рост с 1750 г. | Увеличение в процентах с 1750 г. | Повышенное радиационное воздействие (Вт / м 2 ) |
---|---|---|---|---|---|
Двуокись углерода ( CO 2 ) | 280 частей на миллион | 411 частей на миллион | 131 частей на миллион | 47% | 2,05 |
Метан ( CH 4 ) | 700 частей на миллиард | 1893 частей на миллиард / 1762 частей на миллиард | 1193 частей на миллиард / 1062 частей на миллиард | 170,4% / 151,7% | 0,49 |
Закись азота ( N 2 O ) | 270 частей на миллиард | 326 частей на миллиард / 324 частей на миллиард | 56 частей на миллиард / 54 частей на миллиард | 20,7% / 20,0% | 0,17 |
Тропосферный озон ( O 3 ) | 237 частей на миллиард | 337 частей на миллиард | 100 частей на миллиард | 42% | 0,4 |
Газ | Недавняя тропосферная концентрация | Повышенное радиационное воздействие (Вт / м 2 ) |
---|---|---|
CFC-11 (трихлорфторметан) ( CCl 3 F ) | 236 чел.![]() 234 чел. | 0,061 |
CFC-12 ( CCl 2 F 2 ) | 527 чел. / 527 чел. | 0,169 |
CFC-113 ( Cl 2 FC-CClF 2 ) | 74 чел. / 74 чел. | 0,022 |
ГХФУ-22 ( CHClF 2 ) | 231 чел. / 210 чел. | 0,046 |
ГХФУ-141b ( CH 3 CCl 2 F ) | 24 чел. / 21 чел. | 0,0036 |
ГХФУ-142b ( CH 3 CClF 2 ) | 23 чел. / 21 чел. | 0,0042 |
Галон 1211 ( CBrClF 2 ) | 4,1 процентных пункта / 4,0 процентных пункта | 0,0012 |
Галон 1301 ( CBrClF 3 ) | 3,3 процентных пункта / 3,3 процентных пункта | 0,001 |
ГФУ-134a ( CH 2 FCF 3 ) | 75 чел.![]() 64 чел. | 0,0108 |
Четыреххлористый углерод ( CCl 4 ) | 85 чел. / 83 чел. | 0,0143 |
Гексафторид серы ( SF 6 ) | 7,79 п.п. / 7,39 п.п. | 0,0043 |
Другие галоидоуглероды | Зависит от вещества | вместе 0,02 |
Всего галоуглеродов | 0,3574 |
Ледяные керны свидетельствуют об изменениях концентрации парниковых газов за последние 800 000 лет (см. Следующий раздел ). Оба CO
2 и CH
4 варьируются между ледниковой и межледниковой фазами, и концентрации этих газов сильно коррелируют с температурой. Прямых данных не существует для периодов ранее, чем те, которые представлены в записи керна льда, записи, которая указывает на CO.
2 мольные доли оставались в диапазоне от 180 до 280 частей на миллион на протяжении последних 800 000 лет, вплоть до увеличения за последние 250 лет. Однако различные прокси и моделирование предполагают большие вариации в прошлые эпохи; 500 миллионов лет назад CO
2 уровни, вероятно, были в 10 раз выше, чем сейчас. Действительно, более высокая концентрация CO
2 Считается, что концентрации преобладали на протяжении большей части фанерозойского эона, с концентрациями в 4-6 раз превышающими текущие концентрации в течение мезозойской эры и в 10-15 раз превышающими текущие концентрации в течение раннего палеозоя до середины девонского периода, примерно 400 млн лет назад . Считается, что распространение наземных растений привело к снижению CO.
2 концентрации в течение позднего девона, а деятельность растений как источников, так и поглотителей CO
2 с тех пор сыграли важную роль в обеспечении стабилизирующей обратной связи. Еще раньше 200-миллионный период прерывистого, широко распространенного оледенения, простирающегося близко к экватору ( Земля-снежок ), по-видимому, внезапно закончился, около 550 млн лет назад, из-за колоссального выброса газа из вулкана, который поднял CO.
2 концентрация атмосферы резко до 12%, что примерно в 350 раз превышает современные уровни, что вызывает экстремальные парниковые условия и отложение карбонатов в виде известняка со скоростью около 1 мм в день. Этот эпизод ознаменовал завершение докембрийского эона, за ним последовали в целом более теплые условия фанерозоя, в течение которых развивались многоклеточные животные и растения. С тех пор выбросов вулканического углекислого газа сопоставимого масштаба не происходило. В современную эпоху выбросы в атмосферу вулканов составляют примерно 0,645 миллиарда тонн CO.
2 в год, тогда как люди выделяют 29 миллиардов тонн CO
2 каждый год.
Ледяные керны
Измерения по кернам антарктического льда
показывают, что до начала промышленных выбросов CO в атмосферу
2 мольные доли составляли около 280 частей на миллион (ppm) и оставались между 260 и 280 в течение предшествующих десяти тысяч лет. Мольные доли углекислого газа в атмосфере выросли примерно на 35 процентов с 1900-х годов, увеличившись с 280 частей на миллион по объему до 387 частей на миллион в 2009 году. Одно исследование, использующее данные устьиц окаменелых листьев, предполагает большую изменчивость с углекислым газом. мольные доли выше 300 ppm в период от семи до десяти тысяч лет назад, хотя другие утверждали, что эти результаты, скорее всего, отражают проблемы калибровки или загрязнения, а не фактический CO.
2 изменчивость. Из-за того, как воздух задерживается во льду (поры во льду медленно закрываются, образуя пузырьки глубоко внутри фирна), и периода времени, представленного в каждом проанализированном образце льда, эти цифры представляют собой средние значения атмосферных концентраций до нескольких столетий. чем годовой или десятилетний уровень.
Изменения со времен промышленной революции
Недавнее межгодовое увеличение атмосферного CO2 . Основные тенденции в области парниковых газов.
С началом промышленной революции концентрация многих парниковых газов увеличилась. Например, мольная доля диоксида углерода увеличилась с 280 ppm до 415 ppm, или на 120 ppm по сравнению с современными доиндустриальными уровнями. Первое повышение на 30 частей на миллион произошло примерно за 200 лет, с начала промышленной революции до 1958 года; однако следующее увеличение на 90 ppm произошло в течение 56 лет, с 1958 по 2014 год.
Последние данные также показывают, что концентрация увеличивается более высокими темпами. В 1960-е годы средний ежегодный прирост составлял всего 37% от уровня с 2000 по 2007 год.
Общие совокупные выбросы с 1870 по 2017 год составили 425 ± 20 ГтС (1539 ГтCO 2 ) от ископаемого топлива и промышленности и 180 ± 60 ГтС (660 ГтCO 2 ) от изменений в землепользовании . Изменения в землепользовании, такие как вырубка лесов , вызвали около 31% совокупных выбросов за 1870–2017 гг., Уголь 32%, нефть 25% и газ 10%.
Сегодня запас углерода в атмосфере увеличивается более чем на 3 миллиона тонн в год (0,04%) по сравнению с существующим запасом. Это увеличение является результатом деятельности человека по сжиганию ископаемого топлива, обезлесения и деградации лесов в тропических и северных регионах.
Другие парниковые газы, образующиеся в результате деятельности человека, демонстрируют аналогичное увеличение как количества, так и скорости роста. Многие наблюдения доступны в Интернете в различных базах данных по химии атмосферы .
Роль водяного пара
Увеличение водяного пара в стратосфере в Боулдере, Колорадо На этом графике показаны изменения годового индекса парниковых газов (AGGI) с 1979 по 2011 год. AGGI измеряет уровни парниковых газов в атмосфере на основе их способности вызывать изменения климата Земли. На водяной пар приходится самый большой процент парникового эффекта: от 36% до 66% в условиях ясного неба и от 66% до 85% с облаками. Концентрации водяного пара колеблются в зависимости от региона, но деятельность человека не влияет напрямую на концентрацию водяного пара, за исключением локальных масштабов, например, вблизи орошаемых полей. Косвенно, человеческая деятельность, которая увеличивает глобальную температуру, приведет к увеличению концентрации водяного пара – процесс, известный как обратная связь водяного пара. Концентрация пара в атмосфере сильно варьируется и в значительной степени зависит от температуры: от менее 0,01% в чрезвычайно холодных регионах до 3% по массе в насыщенном воздухе при температуре около 32 ° C. (См. Относительная влажность # Другие важные факты .)
Среднее время пребывания молекулы воды в атмосфере составляет всего около девяти дней по сравнению с годами или столетиями для других парниковых газов, таких как CH.
4 и CO
2 . Водяной пар реагирует на другие парниковые газы и усиливает их воздействие. Соотношение Клаузиуса-Клапейрона устанавливает, что больше водяного пара будет присутствовать на единицу объема при повышенных температурах. Этот и другие основные принципы показывают, что потепление, связанное с повышением концентрации других парниковых газов, также приведет к увеличению концентрации водяного пара (при условии, что относительная влажность остается примерно постоянной; исследования моделирования и наблюдения показывают, что это действительно так). Поскольку водяной пар является парниковым газом, это приводит к дальнейшему потеплению, как и « положительная обратная связь », которая усиливает первоначальное потепление. В конце концов, другие земные процессы компенсируют эти положительные обратные связи, стабилизируя глобальную температуру на новом уровне равновесия и предотвращая потерю воды на Земле из-за парникового эффекта, подобного Венере .
Антропогенные выбросы парниковых газов
Примерно с 1750 года деятельность человека увеличила концентрацию углекислого газа и других парниковых газов. По состоянию на 2001 год измеренные концентрации двуокиси углерода в атмосфере были на 100 частей на миллион выше, чем доиндустриальные уровни. Природные источники углекислого газа более чем в 20 раз превышают источники, вызванные деятельностью человека, но в течение периодов, превышающих несколько лет, естественные источники тесно уравновешиваются естественными стоками, в основном фотосинтезом соединений углерода растениями и морским планктоном . В результате этого баланса мольная доля углекислого газа в атмосфере оставалась между 260 и 280 частями на миллион в течение 10 000 лет между концом последнего ледникового максимума и началом индустриальной эры .
Удаление из атмосферы
Естественные процессы
Парниковые газы могут быть удалены из атмосферы с помощью различных процессов, как следствие:
Отрицательные выбросы
Ряд технологий удаляют выбросы парниковых газов из атмосферы. Наиболее широко анализируются те, которые удаляют углекислый газ из атмосферы либо в геологические образования, такие как биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода и улавливание углекислого газа в воздухе , либо в почву, как в случае с biochar . МГЭИК указала, что многие модели долгосрочных климатических сценариев требуют крупномасштабных антропогенных отрицательных выбросов, чтобы избежать серьезных изменений климата.
История научных исследований
В конце 19 века ученые экспериментально обнаружили, что N
2 и O
2 не поглощают инфракрасное излучение (в то время называемое «темным излучением»), в то время как вода (как настоящий пар, так и конденсированная в виде микроскопических капель, взвешенных в облаках) и CO
2 и другие многоатомные газовые молекулы действительно поглощают инфракрасное излучение. В начале 20 века исследователи поняли, что парниковые газы в атмосфере повышают общую температуру Земли, чем она была бы без них. В конце 20-го века научный консенсус пришел к выводу, что увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере вызывает существенное повышение глобальной температуры и изменения в других частях климатической системы, что имеет последствия для окружающей среды и здоровья человека .
Смотрите также
Рекомендации
Библиография
- Blasing, TJ (февраль 2013 г.), Текущая концентрация парниковых газов , doi : 10.3334 / CDIAC / atg.032 , заархивировано из оригинала 16 июля 2011 г. , получено 30 октября 2012 г.
- РГ1 ТДО МГЭИК (2001), Хоутон, Дж. Т .; Ding, Y .; Григгс, диджей; Noguer, M .; van der Linden, PJ; Дай, X .; Maskell, K .; Джонсон, Калифорния (ред.), Изменение климата 2001: Научная основа , Вклад Рабочей группы I (РГ1) в Третий оценочный доклад (ТДО) Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), Cambridge University Press, ISBN 978-0521807678 , заархивировано из оригинала 15 декабря 2019 г. , извлечено 18 декабря 2019 г. (pb: ISBN 0521014956 )
- IPCC AR4 WG1 (2007), Solomon, S .; Qin, D .; Manning, M .; Chen, Z .; Marquis, M .; Аверит, КБ; Тиньор, М .; Миллер, Х.Л. (ред.), Изменение климата 2007: Основа физических наук – Вклад Рабочей группы I (WG1) в Четвертый оценочный отчет (AR4) Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) , Cambridge University Press, ISBN 978-0521880091 (pb: ISBN 978-0521705967 )
- Rogner, H.-H .; Чжоу, Д .; Bradley, R .; Crabbé, P .; Edenhofer, O .; Заяц, Б .; Kuijpers, L .; Ямагути, М. (2007), Б. Мец; OR Дэвидсон; PR Bosch; Р. Дэйв; Л.А. Мейер (ред.), Изменение климата 2007: Смягчение. Вклад Рабочей группы III в Четвертый отчет об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата , Cambridge University Press, ISBN 978-0521880114 , заархивировано из оригинала 21 января 2012 г. , извлечено 14 января 2012 г.
Внешние ссылки
Парниковые газы: нужный, но опасный незнакомец | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW
В середине декабря в Копенгагене пройдет 15-я международная конференция по проблеме климата. На ней должен быть согласован новый протокол к Рамочной конвенции ООН, призванный прийти на смену Киотскому и придать мощный импульс борьбе с глобальным потеплением. Этот протокол – так же, впрочем, как и его предшественник, – обяжет подписавшие его страны не только снизить до определенного уровня объемы эмиссии парниковых газов, но и вести их строгий учет.
Не только углекислый газ
В сознании рядового жителя нашей планеты понятие “парниковый газ” ассоциируется, прежде всего, с углекислым газом, затем – с метаном и с закисью азота, более известной под названием “веселящий газ”. Именно эти три вещества возглавляют перечень парниковых газов, приведенный в приложении А к Киотскому протоколу, однако ими перечень подлежащих учету газов отнюдь не исчерпывается.
Теперь эксперты забили тревогу: они обнаружили весьма значительное расхождение между реальным содержанием в атмосфере одного из парниковых газов и тем количеством, о котором страны-участницы Киотского протокола официально доложили в Секретариат ООН по климату. Речь идет о соединении, занимающем последнее место в киотском перечне газов, выбросы которых подлежащих учету. Его химическая формула – SF6. Что же это за газ? “SF6 – это гексафторид серы, – говорит голландец Питер Танс (Pieter Tans), научный сотрудник лаборатории мониторинга и анализа климата Национального управления по океану и атмосфере США. – Думаю, большинство людей никогда даже не слышали такого названия”.
Скорее всего, ученый прав. Между тем, это очень важный газ: он предотвращает пожары. “SF6 применяется для подавления искрообразования в высоковольтных электроустановках, – поясняет Питер Танс. – Если бы в трансформаторах, коммутационных устройствах и тому подобном электрооборудовании не было этого защитного газа, то при каждом переключении рубильника возникал бы пожар. Кроме того, SF6 используется в качестве защитного газа и при производстве магния, поскольку этот металл в процессе плавления легко воспламеняется”.
Недостатки – продолжение достоинств
SF6 получил столь широкое применение потому, что он не ядовит и химически крайне инертен. Но эти достоинства являются и его крупными недостатками с точки зрения экологии. “В атмосфере этот газ практически не расщепляется, – говорит Питер Танс. – Средняя продолжительность жизни каждой его молекулы составляет, по меньшей мере, 1000 лет. По этой причине у этого газа огромный потенциал в смысле парникового эффекта и глобального потепления”.
Понятно, почему SF6 входит в число “киотских” газов. Однако теперь Национальное управление по океану и атмосфере США, где анализируются данные 60 метеостанций, разбросанных по всему миру, пребывает в растерянности. “Мы обнаружили, что в последнее время мировые объемы эмиссии SF6 выросли, – поясняет Питер Танс. – Между тем, по информации, представленной в ООН промышленно развитыми странами, эти объемы сокращаются. Тут что-то не так! Если суммировать все официально задекларированные выбросы, мы получим от силы 30 процентов того объема эмиссий, который мог бы объяснить реально наблюдаемую концентрацию SF6 в атмосфере”.
То ли утечки, то ли ищем не там…
Информацию, собранную американцами, подтверждают и японские ученые. Сходные данные получили и специалисты в области физики атмосферы из Гейдельбергского университета. Для объяснения обнаруженного феномена у специалистов есть всего две версии: либо из трансформаторов и плавильных печей промышленно развитых стран в атмосферу улетучивается больше газа, чем они об этом сообщают, либо источником выбросов являются вовсе не промышленно развитые, а развивающиеся страны и страны с переходной экономикой.
Скорее всего, тут играют роль оба фактора, – полагает Питер Танс: “Я не могу утверждать это со всей определенностью, но многое указывает на то, что подлинные масштабы утечки SF6 из промышленных установок недооценены, а потому и официальные данные, представляемые в ООН, сильно занижены. С другой стороны, большая часть выбросов SF6 приходится на долю Китая. Там идет стремительная электрификация, чуть ли не еженедельно вступают в строй новые электростанции. Сколько при этом расходуется SF6, никто точно не знает. А кроме того, Китай не входит в число стран, обязанных отчитываться по этому показателю”.
Сегодня промышленность проводит испытания целого ряда альтернативных соединений, призванных заменить гексафторид серы. Результаты испытаний пока неизвестны, но проблему так или иначе надо решать. Ведь, по словам профессора Хартмута Грассля (Hartmut Graßl), много лет возглавлявшего гамбургский Институт метеорологии Общества Макса Планка, ” с точки зрения парникового эффекта один килограмм SF6 эквивалентен 10 тоннам СО2″.
Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Дарья Брянцева
источников выбросов парниковых газов | Выбросы парниковых газов (ПГ)
Обзор
Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.
* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме. Все оценки выбросов из реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2019 гг.
Увеличенное изображение для экономии или печати Парниковые газы задерживают тепло и делают планету теплее. Деятельность человека является причиной почти всего увеличения выбросов парниковых газов в атмосфере за последние 150 лет. 1 Самым крупным источником выбросов парниковых газов в результате деятельности человека в США является сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии, тепла и транспорта.
АгентствоEPA отслеживает общие выбросы в США путем публикации реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов . В этом годовом отчете оцениваются общие национальные выбросы и удаления парниковых газов, связанные с деятельностью человека в Соединенных Штатах.
Основными источниками выбросов парниковых газов в США являются:
- (29 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) – Транспортный сектор генерирует наибольшую долю выбросов парниковых газов. Выбросы парниковых газов от транспорта в основном происходят от сжигания ископаемого топлива для наших автомобилей, грузовиков, кораблей, поездов и самолетов.Более 90 процентов топлива, используемого для транспорта, производится на нефтяной основе, в основном это бензин и дизельное топливо2
- (25 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) – Производство электроэнергии составляет вторую по величине долю выбросов парниковых газов. Примерно 62 процента нашей электроэнергии вырабатывается за счет сжигания ископаемого топлива, в основном угля и природного газа3
- (23 процента выбросов парниковых газов в 2019 году) – Выбросы парниковых газов в промышленности в основном связаны со сжиганием ископаемого топлива для получения энергии, а также выбросами парниковых газов в результате определенных химических реакций, необходимых для производства товаров из сырья.
- (13 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) – Выбросы парниковых газов от предприятий и домов возникают в основном из-за сжигания ископаемого топлива для обогрева, использования определенных продуктов, содержащих парниковые газы, и обращения с отходами.
- (10 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) – Выбросы парниковых газов от сельского хозяйства происходят от домашнего скота, такого как коровы, сельскохозяйственных земель и производства риса.
- (12 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) – земельные участки могут действовать как поглотитель (поглощая CO 2 из атмосферы) или источник выбросов парниковых газов.В Соединенных Штатах с 1990 года управляемые леса и другие земли являются чистым поглотителем, т. Е. Они поглощают из атмосферы больше CO 2 , чем выделяют.
Выбросы и тенденции
С 1990 года валовые выбросы парниковых газов в США увеличились на 2 процента. Из года в год выбросы могут расти и падать из-за изменений в экономике, цен на топливо и других факторов. В 2019 году выбросы парниковых газов в США снизились по сравнению с уровнем 2018 года. Снижение произошло в основном за счет выбросов CO 2 от сжигания ископаемого топлива, что было результатом множества факторов, включая снижение общего энергопотребления и продолжающийся переход от угля к менее углеродоемкому природному газу и возобновляемым источникам энергии.
Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.
Изображение большего размера для сохранения или печати
Ссылки
- IPCC (2007). Резюме для политиков. В: Climate Change 2007: The Physical Science Basis . Exit Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Соломон, С., Д. Цинь, М. Маннинг, З.Чен, М. Маркиз, К. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
- IPCC (2007). Изменение климата 2007: Смягчение. (PDF) (863 стр., 24 МБ) Exit Вклад Рабочей группы III в Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата [B. Мец, О. Дэвидсон, П. Р. Бош, Р. Дэйв, Л. А. Мейер (редакторы)], Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
- Управление энергетической информации США (2019). Электричество. Разъяснение – основы Выход
Начало страницы
Выбросы в электроэнергетике
Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.
* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме.Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.
Изображение большего размера для сохранения или печати Сектор электроэнергетики включает производство, передачу и распределение электроэнергии. Двуокись углерода (CO 2 ) составляет подавляющую часть выбросов парниковых газов в этом секторе, но также выбрасываются меньшие количества метана (CH 4 ) и закиси азота (N 2 O). Эти газы выделяются при сгорании ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и природный газ, для производства электроэнергии.Менее 1 процента выбросов парниковых газов в этом секторе приходится на гексафторид серы (SF 6 ), изолирующий химикат, используемый в оборудовании для передачи и распределения электроэнергии.
Выбросы парниковых газов в электроэнергетике по источникам топлива
Сжигание угля более углеродоемкое, чем сжигание природного газа или нефти для получения электроэнергии. Хотя на использование угля приходилось около 61 процента выбросов CO 2 в этом секторе, на него приходилось только 24 процента электроэнергии, произведенной в Соединенных Штатах в 2019 году.На использование природного газа приходилось 37 процентов выработки электроэнергии в 2019 году, а на использование нефти приходилось менее одного процента. Оставшаяся генерация в 2019 году поступила из источников неископаемого топлива, включая ядерную (20 процентов) и возобновляемые источники энергии (18 процентов), в том числе гидроэлектроэнергию, биомассу, ветер и солнечную энергию.1 Большинство этих неископаемых источников, таких как атомная, гидроэлектростанция, ветровая и солнечная энергия не излучают.
Выбросы и тенденции
В 2019 году электроэнергетика была вторым по величине источником U.S. выбросы парниковых газов, составляющие 25 процентов от общего объема выбросов в США. Выбросы парниковых газов от электричества снизились примерно на 12 процентов с 1990 года из-за перехода на источники производства электроэнергии с меньшими и неизвлекающими выбросами и повышения энергоэффективности конечного потребления.
Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.
Изображение большего размера для сохранения или печати
Выбросы парниковых газов конечным потребителем электроэнергии
Сумма процентов не может составлять 100% из-за независимого округления.
Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.
Увеличенное изображение для экономии или печати Электричество используется в других секторах – в домах, на предприятиях и на фабриках. Следовательно, можно отнести выбросы парниковых газов от производства электроэнергии к секторам, которые используют электроэнергию. Анализ выбросов парниковых газов по секторам конечного потребления может помочь нам понять спрос на энергию в разных секторах и изменения в использовании энергии с течением времени.
Когда выбросы от производства электроэнергии относятся к сектору конечного промышленного использования, на промышленную деятельность приходится гораздо большая доля выбросов парниковых газов в США. Выбросы парниковых газов от коммерческих и жилых зданий также существенно возрастают, если учитывать выбросы от конечного использования электроэнергии, из-за относительно большой доли использования электроэнергии (например, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха; освещения и бытовой техники) в этих секторах. В транспортном секторе в настоящее время относительно низкий процент использования электроэнергии, но он растет за счет использования электрических и подключаемых к сети транспортных средств.
Снижение выбросов от электроэнергии
Существует множество возможностей для сокращения выбросов парниковых газов, связанных с производством, передачей и распределением электроэнергии. В таблице ниже приведены категории этих возможностей и приведены примеры. Более полный список см. В главе 7 (PDF) (88 стр., 3,6 МБ) Выход из Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата Выход. 2
Тип | Как сокращаются выбросы | Примеры |
---|---|---|
Повышение эффективности электростанций, работающих на ископаемом топливе, и переключение видов топлива | Повышение эффективности существующих электростанций, работающих на ископаемом топливе, за счет использования передовых технологий; замена менее углеродоемких видов топлива; переключение производства с электростанций с более высокими выбросами на электростанции с меньшими выбросами. |
|
Возобновляемая энергия | Использование возобновляемых источников энергии вместо ископаемого топлива для производства электроэнергии. | Увеличение доли общего объема электроэнергии, вырабатываемой из ветряных, солнечных, гидро- и геотермальных источников, а также из определенных источников биотоплива за счет добавления новых генерирующих мощностей из возобновляемых источников энергии. |
Повышенная энергоэффективность конечного использования | Снижение потребления электроэнергии и пикового спроса за счет повышения энергоэффективности и энергосбережения в домах, на предприятиях и в промышленности. | Партнеры EPA ENERGY STAR® Exit только в 2018 году предотвратили выброс более 330 миллионов метрических тонн парниковых газов, помогли американцам сэкономить более 35 миллиардов долларов на затратах на энергию и сократили потребление электроэнергии на 430 миллиардов кВтч. |
Ядерная энергия | Производство электроэнергии с помощью ядерной энергии, а не сжигания ископаемого топлива. | Продление срока эксплуатации существующих атомных станций и строительство новых ядерных генерирующих мощностей. |
Улавливание и секвестрация углерода (CCS) | Улавливание CO 2 в качестве побочного продукта сгорания ископаемого топлива до его попадания в атмосферу, транспортировка CO 2 , закачка CO 2 глубоко под землю в тщательно отобранную и подходящую подземную геологическую формацию, где он надежно хранится. | Улавливание CO 2 из дымовых труб угольной электростанции с последующей транспортировкой CO 2 по трубопроводу с закачкой CO 2 глубоко под землю на тщательно отобранное и подходящее близлежащее заброшенное нефтяное месторождение, где он надежно хранится .Узнайте больше о CCS. |
Ссылки
- Управление энергетической информации США (2019). Объяснение электричества – Основы. Выход
- IPCC (2014). Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата (PDF) (1454 стр., 50 МБ) Выход. Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Эденхофер, О., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, I .Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Й. Саволайнен, С. Шлёмер, К. фон Стехов, Т. Цвикель и Дж. К. Минкс (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
Начало страницы
Выбросы в транспортном секторе
Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.
* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме.Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.
Увеличенное изображение для сохранения или печати Сектор транспорта включает перемещение людей и товаров на автомобилях, грузовиках, поездах, кораблях, самолетах и других транспортных средствах. Большинство выбросов парниковых газов от транспорта представляют собой выбросы диоксида углерода (CO 2 ) в результате сжигания продуктов на основе нефти, таких как бензин, в двигателях внутреннего сгорания. К крупнейшим источникам выбросов парниковых газов, связанных с транспортом, относятся легковые автомобили, грузовики средней и большой грузоподъемности и малотоннажные грузовики, включая внедорожники, пикапы и минивэны.На эти источники приходится более половины выбросов от транспортного сектора. Остальные выбросы парниковых газов в транспортном секторе происходят от других видов транспорта, включая коммерческие самолеты, корабли, лодки и поезда, а также трубопроводы и смазочные материалы.
Относительно небольшие количества метана (CH 4 ) и закиси азота (N 2 O) выделяются при сгорании топлива. Кроме того, небольшое количество выбросов гидрофторуглерода (ГФУ) относится к транспортному сектору.Эти выбросы возникают в результате использования мобильных кондиционеров и рефрижераторного транспорта.
Выбросы и тенденции
В 2019 году выбросы парниковых газов от транспорта составили около 29 процентов от общих выбросов парниковых газов в США, что сделало его крупнейшим источником выбросов парниковых газов в США. Что касается общей тенденции, с 1990 по 2019 год общие выбросы от транспорта увеличились, в значительной степени, из-за увеличения спроса на поездки. Количество пройденных миль (VMT) легковыми автомобилями (легковыми автомобилями и малотоннажными грузовиками) увеличилось на 48 процентов с 1990 по 2019 год в результате совокупности факторов, включая рост населения, экономический рост, разрастание городов. , и периоды низких цен на топливо.В период с 1990 по 2004 год средняя экономия топлива среди новых автомобилей, продаваемых ежегодно, снижалась по мере роста продаж легких грузовиков. Начиная с 2005 года, средняя экономия топлива для новых автомобилей начала расти, в то время как VMT для легких грузовиков росла лишь незначительно в течение большей части периода. Средняя экономия топлива новым автомобилем улучшалась почти каждый год с 2005 года, замедляя темпы роста выбросов CO 2 , а доля грузовиков в новых автомобилях в 2019 модельном году составляет около 56 процентов.
Узнайте больше о выбросах парниковых газов на транспорте.
Выбросы, связанные с потреблением электроэнергии для транспортных операций, включены выше, но не показаны отдельно (как это было сделано для других секторов). Эти косвенные выбросы незначительны и составляют менее 1 процента от общих выбросов, показанных на графике.
Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.
Изображение большего размера для сохранения или печати
Снижение выбросов от транспорта
Существует множество возможностей для сокращения выбросов парниковых газов, связанных с транспортом.В приведенной ниже таблице приведены категории этих возможностей и приведены примеры. Более полный список см. В главе 8 Вклада Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата Exit. 1
Тип | Как сокращаются выбросы | Примеры |
---|---|---|
Переключение топлива | Использование топлива, которое выделяет меньше CO 2 , чем топливо, используемое в настоящее время.Альтернативные источники могут включать биотопливо; водород; электричество из возобновляемых источников, таких как ветер и солнце; или ископаемое топливо с меньшей интенсивностью CO 2 , чем топливо, которое они заменяют. Узнайте больше об экологичных автомобилях и альтернативных и возобновляемых источниках топлива. |
|
Повышение топливной эффективности с помощью усовершенствованного дизайна, материалов и технологий | Использование передовых технологий, дизайна и материалов для разработки более экономичных транспортных средств. Узнайте о правилах EPA в отношении выбросов парниковых газов в транспортных средствах. |
|
Улучшение операционной практики | Применение методов, минимизирующих расход топлива. Совершенствование практики вождения и технического обслуживания автомобилей. Узнайте о том, как отрасль грузовых перевозок может сократить выбросы с помощью программы EPA SmartWay. |
|
Снижение потребности в перемещении | Использование городского планирования для уменьшения количества миль, которые люди проезжают каждый день. Снижение потребности в вождении за счет мер по повышению эффективности поездок, таких как программы для пригородных, велосипедных и пешеходных поездокУзнайте о Программе интеллектуального роста Агентства по охране окружающей среды. |
|
Ссылки
- IPCC (2014). Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата (PDF) (1454 стр., 50 МБ) Выход.Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Эденхофер, О., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, I Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Й. Саволайнен, С. Шлёмер, К. фон Стехов, Т. Цвикель и Дж. К. Минкс (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
Начало страницы
Выбросы в промышленном секторе
Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2.Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.
* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.
Изображение большего размера для сохранения или распечатки Промышленный сектор производит товары и сырье, которые мы используем каждый день.Парниковые газы, выделяемые при промышленном производстве, делятся на две категории: прямые выбросы, , которые производятся на предприятии, и косвенные выбросы, , которые происходят за пределами объекта, но связаны с использованием на предприятии электроэнергии.
Прямые выбросы образуются при сжигании топлива для получения энергии или тепла, в результате химических реакций и утечек из промышленных процессов или оборудования. Большинство прямых выбросов связано с потреблением ископаемого топлива для производства энергии.Меньший объем прямых выбросов, примерно одна треть, связан с утечками из систем природного газа и нефти, использованием топлива в производстве (например, нефтепродуктов, используемых для производства пластмасс) и химических реакций при производстве химикатов, чугуна и стали. , и цемент.
Косвенные выбросы образуются в результате сжигания ископаемого топлива на электростанции для производства электроэнергии, которая затем используется промышленным объектом для питания промышленных зданий и оборудования.
Дополнительная информация о выбросах на уровне предприятия из крупных промышленных источников доступна через инструмент публикации данных Программы отчетности по парниковым газам Агентства по охране окружающей среды.Информацию на национальном уровне о выбросах от промышленности в целом можно найти в разделах, посвященных сжиганию ископаемого топлива и главе «Промышленные процессы» в Реестре реестра выбросов и стоков парниковых газов США .
Выбросы и тенденции
В 2019 году прямые промышленные выбросы парниковых газов составили 23 процента от общего объема выбросов парниковых газов в США, что сделало их третьим по величине источником выбросов парниковых газов в США после секторов транспорта и электроэнергетики.С учетом как прямых, так и косвенных выбросов, связанных с использованием электроэнергии, доля отрасли в общих выбросах парниковых газов в США в 2019 году составила 30 процентов, что делает ее крупнейшим источником парниковых газов из всех секторов. Общие выбросы парниковых газов в США от промышленности, включая электричество, снизились на 16 процентов с 1990 года.
Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.
Изображение большего размера для сохранения или печати
Снижение промышленных выбросов
Существует множество видов промышленной деятельности, вызывающих выбросы парниковых газов, и множество возможностей для их сокращения.В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей промышленности по сокращению выбросов. Более полный список см. В главе 10 Вклада Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата Exit. 1
Тип | Как сокращаются выбросы | Примеры |
---|---|---|
Энергоэффективность | Переход на более эффективные промышленные технологии.Программа EPA ENERGY STAR® Exit помогает отраслям стать более энергоэффективными. | Определение способов, которыми производители Exit могут использовать меньше энергии для освещения и обогрева предприятий или для работы оборудования. |
Переключение топлива | Переход на топливо, которое приводит к меньшим выбросам CO 2 , но с таким же количеством энергии при сгорании. | Использование природного газа вместо угля для работы машин. |
Переработка | Производство промышленных продуктов из материалов, которые повторно используются или возобновляются, вместо производства новых продуктов из сырья. | Использование стального и алюминиевого лома вместо выплавки нового алюминия или ковки новой стали. |
Обучение и повышение осведомленности | Информирование компаний и работников о мерах по сокращению или предотвращению утечек выбросов от оборудования. EPA имеет множество добровольных программ, которые предоставляют ресурсы для обучения и других шагов по сокращению выбросов. EPA поддерживает программы для алюминиевой, полупроводниковой и магниевой промышленности. | Введение политики и процедур обращения с перфторуглеродами (ПФУ), гидрофторуглеродами (ГФУ) и гексафторидом серы (SF 6 ), которые сокращают количество случайных выбросов и утечек из контейнеров и оборудования. |
Ссылки
- IPCC (2014). Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата (PDF) (1454 стр., 50 МБ) Выход. Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Эденхофер, О., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, I Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Й. Саволайнен, С. Шлёмер, К. фон Стехов, Т. Цвикель и Дж. К. Минкс (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
Начало страницы
Выбросы в коммерческом и жилом секторе
Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.
* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме.Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.
Увеличенное изображение для сохранения или печати Жилой и коммерческий секторы включают все дома и коммерческие предприятия (за исключением сельскохозяйственной и промышленной деятельности). Выбросы парниковых газов в этом секторе происходят из прямых выбросов , включая сжигание ископаемого топлива для отопления и приготовления пищи, управление отходами и сточными водами, а также утечки хладагентов в домах и на предприятиях, а также косвенных выбросов , которые происходят за пределами объекта, но связаны с использование электроэнергии, потребляемой домами и предприятиями.
Прямые выбросы образуются в результате бытовой и коммерческой деятельности различными способами:
- При сжигании природного газа и нефтепродуктов для отопления и приготовления пищи выделяются углекислый газ (CO 2 ), метан (CH 4 ) и закись азота (N 2 O). Выбросы от потребления природного газа составляют 80 процентов прямых выбросов CO 2 от ископаемого топлива в жилищном и коммерческом секторах в 2019 году.Потребление угля является второстепенным компонентом энергопотребления в обоих этих секторах.
- Органические отходы, отправляемые на свалки, содержат выбросы CH 4 .
- Очистные сооружения выбрасывают CH 4 и N 2 O.
- При анаэробном сбраживании на биогазовых установках выделяется CH 4 .
- Фторированные газы (в основном гидрофторуглероды или ГФУ), используемые в системах кондиционирования и охлаждения, могут выделяться во время обслуживания или в результате утечки оборудования.
Косвенные выбросы образуются в результате сжигания ископаемого топлива на электростанции для производства электроэнергии, которая затем используется в жилых и коммерческих целях, таких как освещение и бытовая техника.
Дополнительную информацию на национальном уровне о выбросах в жилом и коммерческом секторах можно найти в разделах «Энергетика» и «Тенденции» Инвентаризации США.
Выбросы и тенденции
В 2019 году прямые выбросы парниковых газов от домов и предприятий составили 13 процентов от общего количества выбросов U.S. Выбросы парниковых газов. Выбросы парниковых газов от домов и предприятий меняются из года в год, что часто коррелирует с сезонными колебаниями в использовании энергии, вызванными, главным образом, погодными условиями. Общие выбросы парниковых газов в жилых и коммерческих помещениях, включая прямые и косвенные, в 2019 году увеличились на 3 процента с 1990 года. Выбросы парниковых газов в результате прямых выбросов на местах в домах и на предприятиях увеличились на 8 процентов с 1990 года. потребление электроэнергии домами и предприятиями увеличилось с 1990 по 2007 год, но с тех пор снизилось примерно до уровня 1990 года в 2019 году.
Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.
Изображение большего размера для сохранения или печати
Снижение выбросов от домов и предприятий
В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей сокращения выбросов от домов и предприятий. Более полный список вариантов и подробную оценку того, как каждый вариант влияет на разные газы, см. В главе 9 и главе 12 документа Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата .Выход
Тип | Как сокращаются выбросы | Примеры |
---|---|---|
Жилые и коммерческие здания | Снижение энергопотребления за счет энергоэффективности. | Дома и коммерческие здания используют большое количество энергии для отопления, охлаждения, освещения и других функций. Методы «зеленого строительства» и модернизация могут позволить новым и существующим зданиям использовать меньше энергии для выполнения тех же функций, что приведет к снижению выбросов парниковых газов.Методы повышения энергоэффективности здания включают лучшую изоляцию; более энергоэффективные системы отопления, охлаждения, вентиляции и охлаждения; эффективное люминесцентное освещение; пассивное отопление и освещение для использования солнечного света; и покупка энергоэффективной техники и электроники. Узнайте больше об ENERGY STAR®. |
Очистка сточных вод | Повышение энергоэффективности систем водоснабжения и канализации. | На системы питьевой воды и сточных вод приходится около 2 процентов энергопотребления в Соединенных Штатах.За счет внедрения методов энергоэффективности в свои водопроводные и канализационные предприятия муниципалитеты и коммунальные предприятия могут сэкономить от 15 до 30 процентов использования энергии. Узнайте больше об энергоэффективности для систем водоснабжения и канализации. |
Управление отходами | Уменьшение количества твердых отходов, отправляемых на свалки. Улавливание и использование метана, образующегося на существующих полигонах. | Свалочный газ – это естественный побочный продукт разложения твердых отходов на свалках. В основном он состоит из CO 2 и CH 4 .Существуют хорошо зарекомендовавшие себя недорогие методы сокращения выбросов парниковых газов из бытовых отходов, включая программы рециркуляции, программы сокращения отходов и программы улавливания метана на свалках. |
Кондиционирование и охлаждение | Уменьшение утечки из оборудования для кондиционирования воздуха и холодильного оборудования. Использование хладагентов с более низким потенциалом глобального потепления. | Обычно используемые в домах и на предприятиях хладагенты включают озоноразрушающие хладагенты на основе гидрохлорфторуглерода (ГХФУ), часто ГХФУ-22, и смеси, полностью или преимущественно состоящие из гидрофторуглеродов (ГФУ), которые являются сильнодействующими парниковыми газами.В последние годы в технологиях кондиционирования воздуха и охлаждения произошло несколько достижений, которые могут помочь розничным торговцам продуктами питания сократить как заправку хладагента, так и выбросы хладагента. Узнайте больше о программе EPA GreenChill по сокращению выбросов парниковых газов в супермаркетах. |
Начало страницы
Выбросы в сельском хозяйстве
Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.
* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.
Увеличить изображение для сохранения или распечатки Сельскохозяйственная деятельность – растениеводство и животноводство для производства продуктов питания – способствует различным выбросам:
- Различные методы управления сельскохозяйственными почвами могут привести к увеличению доступности азота в почве и привести к выбросам закиси азота (N 2 O).Конкретные виды деятельности, которые способствуют выбросам N 2 O с сельскохозяйственных земель, включают внесение синтетических и органических удобрений, выращивание азотфиксирующих культур, осушение органических почв и методы орошения. На управление сельскохозяйственными почвами приходится чуть более половины выбросов парниковых газов в сельскохозяйственном секторе экономики. *
- Домашний скот, особенно жвачные, такие как крупный рогатый скот, производят метан (CH 4 ) как часть их нормальных пищеварительных процессов.Этот процесс называется кишечной ферментацией, и на него приходится более четверти выбросов сельскохозяйственного сектора экономики.
- Способ обращения с навозом домашнего скота также способствует выбросам CH 4 и N 2 O. Различные методы обработки и хранения навоза влияют на количество производимых парниковых газов. На использование навоза приходится около 12 процентов общих выбросов парниковых газов в сельскохозяйственном секторе США.
- Менее крупные источники сельскохозяйственных выбросов включают CO 2 от известкования и внесения мочевины, CH 4 от выращивания риса и сжигания растительных остатков, что дает CH 4 и N 2 O.
Более подробную информацию о выбросах в сельском хозяйстве можно найти в главе о сельском хозяйстве в Реестре выбросов и стоков парниковых газов США .
* Управление пахотными землями и пастбищами также может приводить к выбросам или связыванию углекислого газа (CO 2 ).Однако эти выбросы и абсорбция включены в секторы «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство».
Выбросы и тенденции
В 2019 году выбросы парниковых газов в сельскохозяйственном секторе экономики составили 10 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. Выбросы парниковых газов в сельском хозяйстве с 1990 года увеличились на 12 процентов. Движущие силы этого увеличения включают 9-процентное увеличение содержания N 2 O в результате обработки почв, а также 60-процентный рост суммарных выбросов CH 4 и N 2 Выбросы O от систем управления навозом, отражающие более широкое использование жидких систем с интенсивными выбросами в течение этого периода времени.Выбросы из других сельскохозяйственных источников в целом оставались неизменными или изменились на относительно небольшую величину с 1990 года.
Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.
Изображение большего размера для сохранения или печати
Снижение выбросов в сельском хозяйстве
В приведенной ниже таблице приведены некоторые примеры возможностей сокращения выбросов в сельском хозяйстве. Для более полного списка вариантов и подробной оценки того, как каждый вариант влияет на разные газы, см. Главу 11 документа Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата .Выход
Тип | Как сокращаются выбросы | Примеры |
---|---|---|
Управление земельными ресурсами и земледелием | Корректировка методов землепользования и выращивания сельскохозяйственных культур. |
|
Животноводство | Корректировка практики кормления и других методов управления для уменьшения количества метана, образующегося в результате кишечной ферментации. |
|
Управление навозом |
|
|
Начало страницы
Землепользование, изменения в землепользовании и выбросы и секвестрация в лесном секторе
Растения поглощают углекислый газ (CO 2 ) из атмосферы по мере своего роста и накапливают часть этого углерода в виде надземной и подземной биомассы на протяжении всей своей жизни.Почвы и мертвое органическое вещество / подстилка также могут накапливать часть углерода этих растений в зависимости от того, как обрабатывается почва, и других условий окружающей среды (например, климата). Такое хранение углерода в растениях, мертвом органическом веществе / подстилке и почве называется биологическим связыванием углерода. Поскольку биологическое связывание выводит CO 2 из атмосферы и сохраняет его в этих углеродных пулах, его также называют «стоком» углерода.
Выбросы или связывание CO 2 , а также выбросы CH 4 и N 2 O могут происходить в результате управления землями в их текущем использовании или при переустройстве земель в другие виды землепользования.Углекислый газ обменивается между атмосферой и растениями и почвой на суше, например, когда пахотные земли превращаются в пастбища, когда земли обрабатываются для выращивания сельскохозяйственных культур или когда растут леса. Кроме того, использование биологического сырья (например, энергетических культур или древесины) для таких целей, как производство электроэнергии, в качестве сырья для процессов, создающих жидкое топливо, или в качестве строительных материалов может привести к выбросам или улавливанию. *
В США в целом с 1990 года деятельность в области землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (ЗИЗЛХ) привела к большему удалению CO 2 из атмосферы, чем к выбросам.По этой причине сектор ЗИЗЛХ в Соединенных Штатах считается чистым поглотителем, а не источником CO 2 за этот период времени. Во многих регионах мира верно обратное, особенно в странах, где расчищены большие площади лесных угодий, часто для использования в сельскохозяйственных целях или для строительства поселений. В этих ситуациях сектор ЗИЗЛХ может быть чистым источником выбросов парниковых газов.
* Выбросы и связывание CO 2 представлены в разделе «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство» в Перечне.Выбросы метана (CH 4 ) и закиси азота (N 2 O) также происходят в результате землепользования и хозяйственной деятельности в секторе ЗИЗЛХ. Другие выбросы от CH 4 и N 2 O также представлены в секторе энергетики.
Выбросы и тенденции
В 2019 году чистый CO 2 , удаленный из атмосферы в секторе ЗИЗЛХ, составил 12 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. В период с 1990 по 2019 год общее связывание углерода в секторе ЗИЗЛХ снизилось на 11 процентов, в первую очередь из-за снижения скорости чистого накопления углерода в лесах и пахотных землях, а также увеличения выбросов CO 2 в результате урбанизации.Кроме того, хотя и эпизодически по своей природе, увеличенные выбросы CO 2 , CH 4 и N 2 O от лесных пожаров также имели место в течение временного ряда.
* Примечание. Сектор ЗИЗЛХ является чистым «поглотителем» выбросов в Соединенных Штатах (например, поглощается больше выбросов парниковых газов, чем от землепользования), поэтому чистые выбросы парниковых газов от ЗИЗЛХ отрицательны.
Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.
Изображение большего размера для сохранения или печати
Сокращение выбросов и увеличение стоков в результате землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства
В секторе ЗИЗЛХ существуют возможности для сокращения выбросов и увеличения потенциала улавливания углерода из атмосферы за счет увеличения поглотителей. В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей как для сокращения выбросов, так и для увеличения поглотителей. Более полный список см. В главе 11 документа «Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата ».Выход
Тип | Как сокращаются выбросы или увеличиваются стоки | Примеры |
---|---|---|
Изменение в землепользовании | Увеличение накопления углерода за счет другого использования земли или поддержание накопления углерода путем предотвращения деградации земель. |
|
Изменения в практике землепользования | Совершенствование практики управления существующими видами землепользования. |
|
Начало страницы
6,457 миллионов метрических тонн CO
2 эквивалента – что это значит?Описание единиц
Миллион метрических тонн равен примерно 2.2 миллиарда фунтов или 1 триллион граммов. Для сравнения: небольшой автомобиль, вероятно, будет весить чуть больше 1 метрической тонны. Таким образом, миллион метрических тонн примерно равен массе 1 миллиона небольших автомобилей!
В реестре США используются метрические единицы для согласованности и сопоставимости с другими странами. Для справки: метрическая тонна немного больше (примерно на 10 процентов), чем американская «короткая» тонна.
Выбросы парниковых газов часто измеряются в двуокиси углерода ( CO 2 ) эквивалент .Чтобы преобразовать выбросы газа в эквивалент CO 2 , его выбросы умножаются на потенциал глобального потепления (GWP) газа. ПГП учитывает тот факт, что многие газы более эффективно нагревают Землю, чем CO 2 на единицу массы.
Значения GWP, отображаемые на веб-страницах по выбросам, отражают значения, используемые в реестре США, которые взяты из Второго отчета об оценке (SAR) МГЭИК. Для дальнейшего обсуждения ПГП и оценки выбросов парниковых газов с использованием обновленных ПГП см. Приложение 6 к U.S. Перечень и обсуждение GWP в МГЭИК (PDF) (106 стр., 7,7 МБ). Выход
глобальных данных о выбросах парниковых газов | Выбросы парниковых газов (ПГ)
На этой странице:
Глобальные выбросы газа
В глобальном масштабе основными парниковыми газами, выбрасываемыми в результате деятельности человека, являются:
- Двуокись углерода (CO 2 ) : Использование ископаемого топлива является основным источником CO 2 . CO 2 также может выделяться в результате прямого антропогенного воздействия на лесное хозяйство и другие виды землепользования, например, в результате обезлесения, расчистки земель для ведения сельского хозяйства и деградации почв.Точно так же земля может также удалять CO 2 из атмосферы посредством лесовозобновления, улучшения почв и других мероприятий.
- Метан (CH 4 ) : Сельскохозяйственная деятельность, управление отходами, использование энергии и сжигание биомассы – все это способствует выбросам CH 4 .
- Закись азота (N 2 O) : Сельскохозяйственная деятельность, такая как использование удобрений, является основным источником выбросов N 2 O. При сжигании ископаемого топлива также образуется N 2 O.
- Фторированные газы (F-газы) : Промышленные процессы, охлаждение и использование различных потребительских товаров способствуют выбросам F-газов, которые включают гидрофторуглероды (HFC), перфторуглероды (PFC) и гексафторид серы (SF 6 ).
Черный углерод – это твердые частицы или аэрозоль, а не газ, но он также способствует нагреванию атмосферы. Узнайте больше о сажи и изменении климата на нашей странице «Причины изменения климата».
Начало страницы
Глобальные выбросы по секторам экономики
Глобальные выбросы парниковых газов также можно разбить по видам экономической деятельности, которые приводят к их производству. [1]
- Производство электроэнергии и тепла (25% мировых выбросов парниковых газов в 2010 г.): Сжигание угля, природного газа и нефти для производства электроэнергии и тепла является крупнейшим источником выбросов парниковых газов в мире.
- Промышленность (21% глобальных выбросов парниковых газов в 2010 г.): Выбросы парниковых газов от промышленности в основном связаны с ископаемым топливом, сжигаемым на объектах для выработки энергии.Этот сектор также включает выбросы в результате химических, металлургических процессов и процессов переработки минерального сырья, не связанные с потреблением энергии, и выбросы в результате деятельности по обращению с отходами. (Примечание: выбросы от промышленного использования электроэнергии исключены и вместо этого включены в сектор производства электроэнергии и тепла.)
- Сельское, лесное и другое землепользование (24% глобальных выбросов парниковых газов в 2010 г.): Выбросы парниковых газов в этом секторе в основном связаны с сельским хозяйством (выращивание сельскохозяйственных культур и животноводство) и обезлесением.Эта оценка не включает CO 2 , который экосистемы удаляют из атмосферы путем связывания углерода в биомассе, мертвом органическом веществе и почвах, что компенсирует примерно 20% выбросов в этом секторе. [2]
- Транспорт (14% мировых выбросов парниковых газов в 2010 г.): Выбросы парниковых газов в этом секторе в основном связаны с ископаемым топливом, сжигаемым для автомобильного, железнодорожного, воздушного и морского транспорта. Почти вся (95%) мировая транспортная энергия производится за счет топлива на нефтяной основе, в основном бензина и дизельного топлива.
- Здания (6% глобальных выбросов парниковых газов в 2010 г.): Выбросы парниковых газов в этом секторе возникают в результате производства энергии на месте и сжигания топлива для обогрева зданий или приготовления пищи в домах. (Примечание: выбросы от использования электроэнергии в зданиях исключены и вместо этого включены в сектор «Производство электроэнергии и тепла».)
- Прочая энергия (10% глобальных выбросов парниковых газов в 2010 г.): Этот источник выбросов парниковых газов относится ко всем выбросам в секторе энергетики, которые напрямую не связаны с производством электроэнергии или тепла, например, добыча топлива, переработка, переработка и т. Д. и транспорт.
Примечание по категориям секторов выбросов.
Начало страницы
Тенденции мировых выбросов
Источник: Boden, T.A., Marland, G., and Andres, R.J. (2017). Глобальные, региональные и национальные выбросы CO2 от ископаемого топлива. Центр анализа информации по двуокиси углерода, Национальная лаборатория Ок-Ридж, Министерство энергетики США, Ок-Ридж, штат Теннеси, США doi 10.3334 / CDIAC / 00001_V2017. Глобальные выбросы углерода от ископаемого топлива значительно увеличились с 1900 года. С 1970 года выбросы CO 2 увеличились примерно на 90%, при этом выбросы от сжигания ископаемого топлива и промышленных процессов составили около 78% от общего увеличения выбросов парниковых газов с 1970 по 2011 год.Сельское хозяйство, обезлесение и другие изменения в землепользовании были вторыми по величине факторами. [1]Выбросы не CO 2 парниковых газов также значительно увеличились с 1900 года. Чтобы узнать больше о прошлых и прогнозируемых глобальных выбросах газов, отличных от CO 2 , см. Отчет EPA, Global Anthropogenic Non-CO 2 Выбросы парниковых газов: 1990-2020 гг. .
Начало страницы
Выбросы по странам
Источник: Boden, T.А., Марланд Г. и Андрес Р.Дж. (2017). Национальные выбросы CO2 от сжигания ископаемого топлива, производства цемента и факельного сжигания газа: 1751-2014, Информационный центр анализа двуокиси углерода, Национальная лаборатория Окриджа, Министерство энергетики США, DOI 10.3334 / CDIAC / 00001_V2017. (CO 2 ) источниками выбросов были Китай, США, Европейский Союз, Индия, Российская Федерация и Япония. Эти данные включают выбросы CO 2 от сжигания ископаемого топлива, а также производства цемента и сжигания газа.Вместе эти источники составляют значительную долю общих глобальных выбросов CO 2 .
Выбросы и поглотители, связанные с изменениями в землепользовании, не включены в эти оценки. Однако изменения в землепользовании могут иметь важное значение: оценки показывают, что чистые глобальные выбросы парниковых газов от сельского хозяйства, лесного хозяйства и других видов землепользования составили более 8 миллиардов метрических тонн CO 2 эквивалента , [2] или около 24% от общие глобальные выбросы парниковых газов. [3] В таких регионах, как США и Европа, изменения в землепользовании, связанные с деятельностью человека, имеют чистый эффект поглощения CO 2 , частично компенсируя выбросы от обезлесения в других регионах.
Начало страницы
Ссылки
1. IPCC (2014). Изменение климата, 2014 г .: Смягчение последствий изменения климата . Выходной вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Эденхофер, О., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, И. Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Й. Саволайнен, С. Шлёмер, К. фон Стехов, Т. Цвикель и Дж. К. Минкс (ред.)].Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
2. ФАО (2014). Выбросы из источников в сельском, лесном и другом землепользовании и абсорбция канализационными стоками (PDF). (89 стр., 3,5 МБ) Выйти из Отдела климата, энергетики и землевладения, ФАО.
3. IPCC (2014): Climate Change 2014: Synthesis Report. Вклад рабочих групп I, II и III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Выход [Core Writing Team, Р.К. Пачаури и Л.А. Мейер (ред.)]. МГЭИК, Женева, Швейцария, 151 стр.
Начало страницы
Примечание по категориям секторов выбросов:Оценки глобальных выбросов, описанные на этой странице, взяты из Пятого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов (МГЭИК) по изменению климата. В этом отчете некоторые категории секторов определены иначе, чем они определены на странице «Источники выбросов парниковых газов» на этом веб-сайте. Транспорт, промышленность, сельское хозяйство, землепользование и лесное хозяйство – это четыре глобальных сектора выбросов, которые примерно соответствуют U.С. секторов. Энергоснабжение, коммерческие и жилые здания, сточные воды и сточные воды классифицируются несколько иначе. Например, сектор энергоснабжения МГЭИК для глобальных выбросов включает сжигание ископаемого топлива для производства тепла и энергии во всех секторах. В отличие от этого, обсуждение источников в США отслеживает выбросы от электроэнергии отдельно и относит выбросы тепла и электроэнергии на месте к их соответствующим секторам (т. Е. Выбросы от газа или мазута, сжигаемого в печах для отопления зданий, относятся к жилому и коммерческому секторам. ).IPCC определила отходы и сточные воды как отдельный сектор, в то время как на странице «Источники выбросов парниковых газов» выбросы отходов и сточных вод относятся к коммерческому и жилому сектору.
Реестрвыбросов и стоков парниковых газов в США | Выбросы парниковых газов (ПГ)
О кадастре выбросов
EPA подготовило Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США с начала 1990-х годов. В этом годовом отчете представлен исчерпывающий учет общих выбросов парниковых газов из всех искусственных источников в США.К газам, включенным в Перечень, относятся диоксид углерода, метан, закись азота, гидрофторуглероды, перфторуглероды, гексафторид серы и трифторид азота. Инвентаризация также рассчитывает удаление углекислого газа из атмосферы «поглотителями», например, за счет поглощения и хранения углерода в лесах, растительности и почвах.
Национальный кадастр парниковых газов представлен в ООН в соответствии с Рамочной конвенцией об изменении климата. При подготовке ежегодного отчета об инвентаризации выбросов EPA сотрудничает с сотнями экспертов, представляющих более десятка U.S. государственные учреждения, академические учреждения, отраслевые ассоциации, консультанты и экологические организации. EPA также собирает данные о выбросах парниковых газов от отдельных предприятий и поставщиков определенных видов ископаемого топлива и промышленных газов через Программу отчетности по парниковым газам.
Обзор парниковых газов и источников выбросов
Ключевые результаты инвентаризации США за 1990-2019 гг .:
- В 2019 году выбросы парниковых газов в США составили 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента диоксида углерода или 5,769 миллионов метрических тонн эквивалента диоксида углерода с учетом секвестрации из земельного сектора.
- Изображение большего размера для сохранения или печати Увеличенное изображение для сохранения или печати Объем выбросов снизился с 2018 по 2019 год на 1,7 процента (после учета изъятия из земельного сектора). Это снижение было в значительной степени обусловлено сокращением выбросов от сжигания ископаемого топлива в результате снижения общего энергопотребления в 2019 году по сравнению с 2018 годом и продолжающегося перехода с угля на природный газ и возобновляемые источники энергии в электроэнергетическом секторе.
- Выбросы парниковых газов в 2019 году (после учета секвестрации в земельном секторе) были на 13 процентов ниже уровней 2005 года.
См. Данные
EPA разработало интерактивный инструмент, который обеспечивает доступ к данным национального реестра парниковых газов. Посетите обозреватель данных инвентаризации парниковых газов, чтобы создать настраиваемые графики, изучить тенденции во времени и загрузить данные. Приведенные ниже графики являются примерами из проводимого Агентством по охране окружающей среды данных инвентаризации парниковых газов. Щелкните любое изображение, чтобы войти в инструмент и изучить интерактивную версию графика.
Начало страницы
Углекислый газ в атмосфере находится на рекордно высоком уровне.Вот что вам нужно знать.
Улавливая солнечное тепло, парниковые газы сохраняют климат Земли пригодным для жизни людей и миллионов других видов. Но сейчас эти газы вышли из равновесия и угрожают кардинально изменить то, какие живые существа могут выжить на этой планете и где.
Атмосферные уровни углекислого газа – наиболее опасного и распространенного парникового газа – находятся на самом высоком уровне, когда-либо зарегистрированном. Уровни парниковых газов настолько высоки в первую очередь потому, что люди выбрасывают их в воздух, сжигая ископаемое топливо.Газы поглощают солнечную энергию и удерживают тепло близко к поверхности Земли, не позволяя ему улетучиваться в космос. Это удержание тепла известно как парниковый эффект.
Корни концепции парникового эффекта уходят в XIX век, когда французский математик Жозеф Фурье в 1824 году вычислил, что Земля была бы намного холоднее, если бы на ней не было атмосферы. В 1896 году шведский ученый Сванте Аррениус первым связал повышение концентрации углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива с эффектом потепления.Почти столетие спустя американский ученый-климатолог Джеймс Э. Хансен засвидетельствовал Конгрессу, что «парниковый эффект был обнаружен и сейчас меняет наш климат».
Сегодня «изменение климата» – это термин, который ученые используют для описания сложных изменений, вызванных концентрации парниковых газов, которые в настоящее время влияют на погодные и климатические системы нашей планеты. Изменение климата включает не только повышение средних температур, которое мы называем глобальным потеплением, но и экстремальные погодные явления, изменение популяций и мест обитания диких животных, повышение уровня моря и ряд других факторов. другие воздействия.
Климат, безусловно, меняется. Но что вызывает это изменение? И как повышение температуры влияет на окружающую среду и нашу жизнь?
Правительства и организации по всему миру, такие как Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), орган Организации Объединенных Наций, который отслеживает последние научные данные об изменении климата, измеряет парниковые газы, отслеживает их воздействие и внедряет решения.
Основные парниковые газы и источникиДвуокись углерода (CO 2 ): Двуокись углерода является основным парниковым газом, на который приходится около трех четвертей выбросов.Он может оставаться в атмосфере на тысячи лет. В 2018 году уровень углекислого газа достиг 411 частей на миллион в Гавайской обсерватории базового уровня атмосферы Мауна-Лоа, что стало самым высоким среднемесячным показателем за всю историю наблюдений. Выбросы углекислого газа в основном происходят от сжигания органических материалов: угля, нефти, газа, древесины и твердых отходов.
Метан (CH 4 ): Основной компонент природного газа, метан, выбрасывается со свалок, газовой и нефтяной промышленности и сельского хозяйства (особенно из пищеварительной системы пастбищных животных).Молекула метана не остается в атмосфере так долго, как молекула углекислого газа – около 12 лет, – но она по крайней мере в 84 раза мощнее за два десятилетия. На его долю приходится около 16 процентов всех выбросов парниковых газов.
Закись азота (N 2 O): Закись азота занимает относительно небольшую долю глобальных выбросов парниковых газов – около шести процентов, но она в 264 раза мощнее углекислого газа за 20 лет, а срок ее службы По данным IPCC, атмосфера превышает столетие.Сельское хозяйство и животноводство, включая удобрения, навоз и сжигание сельскохозяйственных остатков, наряду со сжиганием топлива, являются крупнейшими источниками выбросов закиси азота.
Промышленные газы: Фторированные газы, такие как гидрофторуглероды, перфторуглероды, хлорфторуглероды, гексафторид серы (SF 6 ) и трифторид азота (NF 3 ), имеют потенциал улавливания тепла в тысячи раз больше, чем CO 2 и оставаться в атмосфере от сотен до тысяч лет.На их долю приходится около 2 процентов всех выбросов, они используются в качестве хладагентов, растворителей и в производстве, иногда являясь побочными продуктами.
Другие парниковые газы включают водяной пар и озон (O 3 ). Водяной пар на самом деле является самым распространенным парниковым газом в мире, но он не отслеживается так же, как другие парниковые газы, потому что он не испускается напрямую в результате деятельности человека, и его последствия недостаточно изучены. Точно так же приземный или тропосферный озон (не путать с защитным стратосферным озоновым слоем выше) не испускается напрямую, а возникает в результате сложных реакций между загрязнителями в воздухе.
Воздействие парниковых газовПарниковые газы имеют далеко идущие последствия для окружающей среды и здоровья. Они вызывают изменение климата, удерживая тепло, а также способствуют респираторным заболеваниям из-за смога и загрязнения воздуха. Экстремальные погодные условия, перебои в снабжении продовольствием и учащение лесных пожаров – это другие последствия изменения климата, вызванного парниковыми газами. Типичные погодные условия, которые мы привыкли ожидать, изменятся; некоторые виды исчезнут; другие будут мигрировать или расти.( Подробнее о воздействии парниковых газов через изменение климата здесь. )
Что такое загрязнение воздуха? Узнайте, как парниковые газы, смог и токсичные загрязнители влияют на изменение климата и здоровье человека.
Как сократить выбросы парниковых газовПрактически каждый сектор мировой экономики, от производства до сельского хозяйства и транспорта до производства электроэнергии, вносит парниковые газы в атмосферу, поэтому все они должны уйти от ископаемого топлива, если мы чтобы избежать наихудших последствий изменения климата.Страны во всем мире признали эту реальность в Парижском соглашении по климату 2015 года. Изменения будут наиболее важными среди крупнейших источников выбросов: на 20 стран приходится не менее трех четвертей мировых выбросов парниковых газов, вместе с Китаем, США и США. и Индия впереди.
Технологии снижения выбросов парниковых газов по большей части уже существуют. Они включают замену ископаемого топлива на возобновляемые источники, повышение энергоэффективности и сокращение выбросов углерода путем назначения цены.( Подробнее о таких решениях читайте здесь. )
Технически мир имеет только одну пятую своего «углеродного бюджета» – всего 2,8 триллиона метрических тонн – остающуюся, чтобы избежать нагревания Земли более чем на 1,5 градуса по Цельсию. Чтобы остановить эти тенденции, потребуется нечто большее, чем просто отказ от ископаемого топлива. Фактически, пути к остановке повышения глобальной температуры на 1,5 или 2 градуса Цельсия – две цели, обозначенные МГЭИК, – в некотором роде основаны на принятии методов высасывания СО2 из неба.К ним относятся посадка деревьев, сохранение существующих лесов и пастбищ, а также улавливание CO 2 с электростанций и фабрик.
Парниковый эффект | UCAR Center for Science Education
Энергия Солнца, которая попадает на Землю, может иметь проблемы с возвращением в космос. Парниковый эффект заставляет часть этой энергии задерживаться в атмосфере, поглощаться и выделяться парниковыми газами.
Без парникового эффекта температура Земли была бы ниже нуля.Отчасти это естественный процесс. Однако парниковый эффект Земли усиливается по мере того, как мы добавляем в атмосферу парниковые газы. Это согревает климат нашей планеты.
Как работает парниковый эффект?
Солнечная энергия, поглощенная поверхностью Земли, излучается обратно в атмосферу в виде тепла. Когда тепло проходит через атмосферу и обратно в космос, парниковые газы поглощают его большую часть. Почему парниковые газы поглощают тепло? Парниковые газы более сложны, чем молекулы других газов в атмосфере, и обладают структурой, способной поглощать тепло.Они излучают тепло обратно на поверхность Земли, к другой молекуле парникового газа или в космос.
Есть несколько различных типов парниковых газов. Основными из них являются углекислый газ, водяной пар, метан и закись азота. Все эти молекулы газа состоят из трех или более атомов. Атомы скреплены между собой достаточно свободно, чтобы они вибрировали при поглощении тепла. В конце концов, колеблющиеся молекулы испускают излучение, которое, вероятно, будет поглощено другой молекулой парникового газа.Этот процесс удерживает тепло у поверхности Земли. Большая часть газа в атмосфере – это азот и кислород, которые не могут поглощать тепло и вносят свой вклад в парниковый эффект.
Пара обычных парниковых газов
- Углекислый газ: Молекулы углекислого газа, состоящие из одного атома углерода и двух атомов кислорода, составляют небольшую часть атмосферы, но оказывают большое влияние на климат. В середине 19-х годов, когда началась промышленная революция, в атмосфере содержалось около 270 частей на миллион объема (ppmv) двуокиси углерода.Их количество растет, поскольку при сжигании ископаемого топлива в атмосферу выделяется углекислый газ. Сейчас объем составляет около 400 частей на миллион (ppmv).
- Метан: Метан, мощный парниковый газ, способный поглощать гораздо больше тепла, чем углекислый газ, состоит из одного углерода и четырех атомов водорода. Он содержится в атмосфере в очень небольших количествах, но способен оказывать большое влияние на потепление. Метан также используется в качестве топлива. При сгорании выделяет в атмосферу парниковый газ двуокиси углерода.
Вверху: (слева) Поверхность Земли, нагретая Солнцем, излучает тепло в атмосферу. Некоторое количество тепла поглощается парниковыми газами, такими как углекислый газ, а затем излучается в космос (A). Некоторое количество тепла попадает в космос напрямую (B). Некоторое количество тепла поглощается парниковыми газами, а затем излучается обратно к поверхности Земли (C). (Справа) Когда в конце этого столетия в атмосфере будет больше углекислого газа, больше тепла будет задерживаться парниковыми газами, нагревая планету.(Изображение: Лиза Гардинер / UCAR)
Больше парниковых газов = более теплая Земля
Хотя парниковыми газами являются лишь незначительные количества газов в атмосфере Земли, они оказывают огромное влияние на климат. Когда-нибудь в этом столетии ожидается, что количество парникового газа в атмосфере удвоится. Другие парниковые газы, такие как метан и закись азота, также увеличиваются. Количество парниковых газов увеличивается по мере сжигания ископаемого топлива, в результате чего газы и другие загрязнители воздуха попадают в атмосферу.Парниковые газы также попадают в атмосферу из других источников. Например, сельскохозяйственные животные выделяют метан при переваривании пищи. Поскольку цемент сделан из известняка, он выделяет углекислый газ.
При увеличении количества парниковых газов в воздухе, тепло, уходящее из атмосферы, с большей вероятностью будет остановлено. Добавленные парниковые газы поглощают тепло. Затем они излучают это тепло. Часть тепла уйдет от Земли, часть будет поглощена другой молекулой парникового газа, а часть снова вернется на поверхность планеты.При увеличении количества парниковых газов тепло будет оставаться вокруг, согревая планету.
Основные парниковые газы | Центр климатических и энергетических решений
Основные парниковые газы
Множественные газы способствуют парниковому эффекту, который определяет температуру Земли с течением геологического времени. Небольшие изменения в концентрации этих газов в атмосфере могут привести к изменениям температуры, которые определяют разницу между ледниковыми периодами, когда мастодонты бродили по Земле, и изнуряющей жарой, в которой жили динозавры.
Две характеристики атмосферных газов определяют силу их парникового эффекта.
Во-первых, это их способность поглощать энергию и излучать ее (их «радиационная эффективность»). Второй – время жизни в атмосфере, которое измеряет, как долго газ остается в атмосфере, прежде чем естественные процессы (например, химические реакции) удалят его.
Эти характеристики включены в потенциал глобального потепления (ПГП), меру радиационного воздействия (т.е. сила их парникового эффекта) каждой единицы газа (по весу) за определенный период времени, выраженная относительно радиационного эффекта двуокиси углерода (CO 2 ). Часто это рассчитывается за 100 лет, хотя это можно сделать за любой период времени. Газы с высоким ПГП нагреют Землю более чем на такое же количество CO 2 за тот же период времени. Газ с длительным сроком службы, но относительно низкой радиационной эффективностью, может в конечном итоге оказывать большее согревающее влияние, чем газ, который покидает атмосферу быстрее, чем интересующее временное окно, но имеет сравнительно высокую радиационную эффективность, и это будет отражаться в более высоком GWP.
В таблице ниже представлены время жизни в атмосфере и значения ПГП для основных парниковых газов из Пятого оценочного доклада МГЭИК (ДО5), выпущенного в 2014 году. Эти значения периодически обновляются научным сообществом по мере того, как новые исследования уточняют оценки радиационных свойств и механизмов удаления из атмосферы (поглотители ) для каждого газа.
Несмотря на сравнительно низкий ПГП двуокиси углерода среди основных парниковых газов, значительное антропогенное увеличение его концентрации в атмосфере вызвало большую часть глобального потепления.Точно так же метан ответственен за большую часть недавнего потепления, несмотря на то, что его ПГП намного ниже, чем у некоторых других парниковых газов, поскольку выбросы резко увеличились.
Метан: решающая возможность в борьбе с изменением климата
Сокращение выбросов метана – это самая быстрая возможность, которая у нас есть, чтобы немедленно замедлить темпы глобального потепления, даже если мы декарбонизируем наши энергетические системы.
Это возможность, которую мы не можем позволить себе упустить.
Метан более чем в 80 раз превосходит углекислый газ по теплотворной способности за первые 20 лет после того, как он достигнет атмосферы.Несмотря на то, что CO2 имеет более продолжительный эффект, метан задает темп потеплению в ближайшем будущем.
По крайней мере, 25% сегодняшнего потепления вызвано метаном в результате деятельности человека. Одним из крупнейших источников метана является нефтегазовая промышленность.
Почему сейчас метановый момент
В течение многих лет в дискуссиях о климате не уделялось внимания метану. Но ученые и политики все больше признают, что сокращение выбросов метана имеет решающее значение.
Замедление сегодняшних беспрецедентных темпов потепления может помочь предотвратить наши самые острые климатические риски, включая потерю урожая, лесные пожары, экстремальные погодные условия и повышение уровня моря.
Концентрация метана в атмосфере сейчас растет быстрее, чем когда-либо с 1980-х годов.
Это означает, что наступил момент метана: принятие немедленных мер по сокращению выбросов метана принесет немедленную пользу для климата, которую сокращение выбросов углекислого газа не может обеспечить само по себе.
Как решить проблему с метаном?
До недавнего времени было мало что известно о том, где происходили утечки, и о том, как лучше всего их исправить. В 2012 году мы начали серию исследований, чтобы лучше выявлять утечки и находить решения.Это крупнейшее рецензируемое исследование по данному вопросу.
Обобщение результатов исследования показало, что нефтегазовая промышленность США выбрасывает не менее 13 миллионов метрических тонн метана в год – примерно на 60% больше, чем оценивало Агентство по охране окружающей среды в то время. Объем представляет собой достаточно природного газа, чтобы заправить 10 миллионов домов.
Сегодня у нас есть гораздо более точные данные о том, откуда исходит метан и как его предотвратить. Инструменты наземных измерений вместе с растущим числом спутников, включая один, запускаемый нашей дочерней компанией MethaneSAT, делают поиск, измерение и сокращение выбросов быстрее и дешевле, чем когда-либо.
Фактически, по оценкам Международного энергетического агентства, нефтегазовая промышленность во всем мире может добиться сокращения выбросов на 75%, используя доступные сегодня технологии – две трети из них без себестоимости.Видя лидерство из Белого дома
Являясь крупнейшим производителем нефти и газа в мире, Соединенные Штаты имеют как возможность, так и ответственность за то, чтобы стать лидером в сокращении выбросов метана. Хорошие новости: метан стал ключевым элементом обновленной климатической стратегии США при президенте Байдене.Другие страны начинают следовать этому примеру.
Указом от 20 января президент пообещал восстановить и расширить федеральные правила по метану для нефтегазовых объектов, которые были отменены администрацией Трампа.
Пара резолюций, недавно представленных в Сенате и Палате представителей США, ускорит процесс, восстановит широко поддерживаемые меры защиты от загрязнения метаном и позволит EPA продвигаться вперед с амбициозными стандартами следующего поколения для новых и существующих нефтегазовых объектов.
Присмотритесь: исследуйте местные утечки
Повышение осведомленности о масштабах и влиянии утечек метана имеет важное значение для разработки эффективной политики.
Наш пилотный проект с помощью Google Earth Outreach помогает визуализировать опасные для климата утечки, обнаруженные в местных сообществах.
Действуйте тогда, когда это наиболее важно
Каждый день более 60 человек подписываются на для получения новостей и предупреждений, чтобы узнать, когда их поддержка больше всего помогает.