Suuri kasvihuonekaasu. Mikä on kasvihuonekaasu? Kuinka vähentää kasvihuonekaasupäästöjä

Kasvihuonekaasut, joita esiintyy eri planeettojen ilmakehissä, johtavat melkoisen vaarallinen ilmiö. Kyse on kasvihuoneilmiöstä. Itse asiassa tilannetta voidaan kutsua paradoksaaliseksi. Loppujen lopuksi kasvihuonekaasut lämmittivät planeettamme, minkä seurauksena ensimmäiset elävät organismit ilmestyivät sille. Mutta toisaalta, nykyään nämä kaasut aiheuttavat monia ympäristöongelmia.

Aurinko on lämmittänyt maapalloa miljoonien vuosien ajan ja muuttaa siitä hitaasti energianlähteeksi. Osa tästä lämmöstä meni ulkoavaruuteen, ja osa heijastui ilmakehän kaasuista ja lämmitti ilmaa planeetan ympärillä. Samanlaista prosessia, joka on samanlainen kuin lämmön säilyttäminen läpinäkyvän kalvon alla kasvihuoneessa, tutkijat kutsuivat "kasvihuoneilmiöksi". Ja kaasuja, jotka johtavat tällaisen ilmiön esiintymiseen, kutsutaan kasvihuonekaasuiksi.
Maan ilmaston muodostumisen aikakaudella kasvihuoneilmiö syntyi aktiivisen vulkaanisen toiminnan seurauksena. Valtavat määrät vesihöyrypäästöjä ja hiilidioksidi jumissa ilmakehässä. Siten havaittiin hyperkasvihuoneilmiö, joka lämmitti valtamerten vedet lähes kiehumispisteeseen. Ja vain vihreä kasvillisuus, joka ruokkii ilmakehän hiilidioksidia, auttoi vakauttamaan lämpötilajärjestelmä meidän planeettamme.
Mutta globaali teollistuminen sekä kasvu tuotantokapasiteetti muuttunut ei vain kemiallinen koostumus kasvihuonekaasut mutta myös tämän prosessin tarkoitus.

Tärkeimmät kasvihuonekaasut

Kasvihuonekaasut ovat luonnollista tai ihmisen toiminnasta peräisin olevia kaasumaisia ​​ilmakehän ainesosia. Tiedemiehet ovat pitkään olleet kiinnostuneita kysymyksestä: millaista säteilyä kasvihuonekaasut absorboivat? Huolellisen tutkimuksen tuloksena he havaitsivat, että nämä kaasut imevät ja emittoivat uudelleen infrapunasäteily. Ne absorboivat ja lähettävät säteilyä samalla infrapuna-alueella kuin maan pinta, ilmakehä ja pilvet.
Maan tärkeimmät kasvihuonekaasut ovat:

• vesihöyry
• hiilidioksidi
• metaani
• halogenoidut hiilivedyt
• typpioksidit.

Hiilidioksidilla (CO2) on voimakkain vaikutus planeettamme ilmastoon. Teollistumisen alussa, eli vuonna 1750, sen keskimääräinen globaali pitoisuus ilmakehässä oli 280 ± 10 ppm. Yleensä 10 000 vuoden ajan pitoisuus oli vakiona. Tutkimustulokset osoittavat kuitenkin, että jo vuonna 2005 hiilidioksidipitoisuus nousi 35 % ja oli 379 ppm, ja tämä on noin 250 vuotta.
Metaani (CH4) on toisella sijalla. Sen pitoisuus nousi esiteollisen ajan 715 ppb:stä 1774 ppb:hen vuonna 2005. Metaanin määrä ilmakehässä kasvoi vähitellen 580 ppb:stä 730 ppb:iin 10 000 vuodessa. Ja viimeisen 250 vuoden aikana se on kasvanut 1000 ppb.
Typpioksiduuli (N2O). Ilmakehän dityppioksidin määrä vuonna 2005 oli 319 ppb ja kasvoi 18 % esiteolliseen aikaan (270 ppb) verrattuna. Jäätikön ydintutkimukset viittaavat siihen, että luonnollisista lähteistä peräisin oleva N2O on muuttunut alle 3 % 10 000 vuoden aikana. 2000-luvulla lähes 40 % ilmakehään vapautuvasta N2O:sta johtuu taloudellisesta toiminnasta, koska tämä yhdiste on lannoitteiden perusta. On kuitenkin syytä huomata, että N2O:lla on tärkeä rooli ilmakehän kemiassa, koska se toimii NO2:n lähteenä, joka tuhoaa stratosfäärin otsonia. Troposfäärissä NO2 on vastuussa otsonin muodostumisesta ja vaikuttaa merkittävästi kemialliseen tasapainoon.
Kasvihuonekaasu, troposfäärin otsoni, vaikuttaa suoraan ilmastoon absorboimalla maasta tulevaa pitkäaaltosäteilyä ja Auringon lyhytaaltosäteilyä sekä kemiallisten reaktioiden kautta, jotka muuttavat muiden kasvihuonekaasujen, kuten metaanin, määrää. Troposfäärin otsoni on vastuussa tärkeän kasvihuonekaasuhapettimen, radikaalin OH:n muodostumisesta.
Suurin syy troposfäärin O3-tilavuuksien kasvuun on otsonin esiasteiden antropogeenisten päästöjen lisääntyminen. kemialliset aineet, joita tarvitaan sen muodostumiseen - ensisijaisesti hiilivedyt ja typen oksidit. Troposfäärin otsonin elinikä on useita kuukausia, mikä on huomattavasti lyhyempi kuin muiden kasvihuonekaasujen (CO2, CH4, N2O).
Vesihöyry on myös erittäin tärkeä luonnollinen kasvihuonekaasu, jolla on merkittävä vaikutus kasvihuoneilmiöön. Ilman lämpötilan nousu johtaa kosteuspitoisuuden nousuun ilmakehässä säilyttäen samalla likimääräisen suhteellinen kosteus, jonka seurauksena kasvihuoneilmiö voimistuu ja ilman lämpötila jatkaa nousuaan. Vesihöyry edistää pilvisyyden kasvua ja sademäärän muutoksia. Taloudellinen aktiivisuus henkilöllä on vaikutusta vesihöyryn päästöihin, enintään 1 %. Vesihöyry sekä kyky absorboida säteilyä lähes koko infrapuna-alueella edistävät myös OH-radikaalien muodostumista.
Mainitsemisen arvoisia ovat freonit, joiden kasvihuoneaktiivisuus on 1300-8500 kertaa suurempi kuin hiilidioksidin. Freonin lähteitä ovat erilaiset jääkaapit ja kaikenlaiset aerosolit antiperspiranteista hyttyssuihkeisiin.

Kasvihuonekaasujen lähteet

Kasvihuonekaasupäästöt tulevat kahdesta lähteestä:

• luonnollisia lähteitä. Teollisuuden puuttumisen aikakaudella ilmakehän kasvihuonekaasujen pääasialliset lähteet olivat veden haihtuminen valtameristä, tulivuorista ja metsäpaloja. Kuitenkin tähän mennessä tulivuoret päästävät ilmakehään vain noin 0,15-0,26 miljardia tonnia hiilidioksidia vuodessa. Vesihöyryn tilavuus saman ajanjakson aikana voidaan ilmaista 355 tuhannen kuutiokilometrin veden haihtumisena
• antropogeeniset lähteet. Voimakkaasta teollisesta toiminnasta johtuen kasvihuonekaasuja pääsee ilmakehään fossiilisten polttoaineiden (hiilidioksidin) palamisen aikana, öljykenttien (metaani) kehittymisen aikana, kylmäaineiden vuotamisen ja aerosolien (freonien) käytön, rakettien laukaisujen ( typen oksidit) sekä autojen moottoreiden toiminta (otsoni). Lisäksi ihmisten teollinen toiminta vähentää metsäviljelmien määrää, jotka ovat mantereiden pääasiallisia hiilidioksidinieluja.

Kasvihuonekaasujen vähentäminen

Viimeisen sadan vuoden aikana ihmiskunta on aktiivisesti kehittänyt yhtenäistä toimintaohjelmaa kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi. Ympäristöpolitiikan merkittävimmäksi osatekijäksi voidaan kutsua standardien käyttöönottoa palamistuotteiden polttoainepäästöille ja polttoaineen käytön vähentämistä siirtymällä autoteollisuudelle sähköajoneuvojen luomiseen.
Toiminta ydinvoimaloita, jotka eivät tarvitse hiiltä tai öljytuotteita, vähentävät epäsuorasti hiilidioksidin määrää ilmakehässä. Kasvihuonekaasujen laskenta suoritetaan erityisen kaavan mukaan tai sisään erityisiä ohjelmia jotka analysoivat yritysten toimintaa.
Merkittävästi vähentää tai kokonaan kieltää metsäkadon on myös erittäin tehokas menetelmä kasvihuonekaasujen torjunnassa. Puut imevät elämänsä aikana valtavia määriä hiilidioksidia. Puiden kaatamisen yhteydessä tätä kaasua vapautuu. Trooppisten maiden peltometsien hakkuualueiden väheneminen on jo antanut konkreettisia tuloksia optimoida kasvihuonekaasupäästöjen maailmanlaajuiset indikaattorit.
Ympäristönsuojelijat ovat erittäin tyytyväisiä nykyiseen suuntaukseen investoida erilaisten uusiutuvien energiamuotojen kehittämiseen. Sen käyttömäärät globaalissa mittakaavassa kasvavat hitaasti mutta jatkuvasti. Sitä kutsutaan "vihreäksi energiaksi", koska se muodostuu luonnollisissa säännöllisissä prosesseissa, joita esiintyy luonnossa.
Tämän päivän ihminen ei voi nähdä tai tuntea Negatiivinen vaikutus kasvihuonekaasut. Mutta lapsemme voivat hyvinkin kohdata tämän ongelman. Jos et ajattele vain itseäsi, voit liittyä tämän ongelman ratkaisuun jo tänään. Sinun tarvitsee vain istuttaa puu talosi lähelle, sammuttaa tulipalo metsään ajoissa tai vaihtaa autosi ensi kerralla "täytetyksi" sähköllä.

Neuvostoliiton ilmastotieteilijä ja meteorologi Mihail Ivanovitš Budyko julkaisi jo vuonna 1962 ensimmäisenä näkemyksiä siitä, että ihmiskunnan valtavan määrän eri polttoaineiden polttaminen, erityisesti lisääntynyt 1900-luvun jälkipuoliskolla, johtaa väistämättä polttoaineen lisääntymiseen. ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta. Ja kuten tiedätte, se viivyttää auringon ja syvän lämmön paluuta maan pinnalta avaruuteen, mikä johtaa vaikutukseen, jota havaitsemme lasitetuissa kasvihuoneissa. Tämän seurauksena kasvihuoneilmiö keskilämpötila ilmakehän pintakerroksen tulisi vähitellen kasvaa. M. I. Budykon päätelmät kiinnostivat amerikkalaisia ​​meteorologeja. He tarkistivat hänen laskelmiaan, tekivät itse lukuisia havaintoja ja tulivat 1960-luvun lopulla vahvaan vakaumukseen, että kasvihuoneilmiö Maan ilmakehässä on olemassa ja kasvaa.

Tärkeimmät kasvihuonekaasut, arvioidussa järjestyksessä maapallon lämpötaseeseen, ovat vesihöyry, hiilidioksidi, metaani ja otsoni sekä typen oksidi.

Riisi. 3. Kasvihuonekaasupäästöjen rakenne maittain

Vesihöyry on tärkein luonnollinen kasvihuonekaasu, ja se edistää merkittävästi kasvihuoneilmiötä vahvalla positiivisella palautteellaan. Ilman lämpötilan kohoaminen aiheuttaa ilmakehän kosteuspitoisuuden nousun, samalla kun suhteellinen kosteus säilyy suunnilleen samana, mikä aiheuttaa kasvihuoneilmiön lisääntymistä ja siten myötävaikuttaa ilman lämpötilan nousuun edelleen. Vesihöyryn vaikutus voi ilmetä myös pilvisyyden lisääntymisenä ja sademäärän muutoksena. Ihmisen taloudellinen toiminta aiheuttaa vesihöyryn päästöjä, jotka ovat alle 1 %.

Hiilidioksidi (CO2) . Vesihöyryn lisäksi hiilidioksidilla on tärkein rooli kasvihuoneilmiön luomisessa. Planeetan hiilen kiertokulku on monimutkainen järjestelmä, jonka toiminta eri ominaisaikoina määräytyy erilaisten prosessien avulla, jotka vastaavat erilaisia ​​CO2-kierron nopeuksia. Hiilidioksidia, kuten typpeä ja vesihöyryä, on vapautunut ja vapautuu ilmakehään planeetan syvistä kerroksista ylemmän vaipan ja maankuoren kaasunpoiston yhteydessä. Nämä ilmakehän ilman komponentit ovat tulivuorenpurkauksen aikana ilmakehään vapautuvia kaasuja, jotka vapautuvat maankuoren syvistä halkeamista ja kuumista lähteistä.

Riisi. 4. Hiilidioksidipäästöjen rakenne planeetan alueittain 1990-luvulla

metaani (CH4). Metaani on kasvihuonekaasu. Jos hiilidioksidin ilmastovaikutuksen asteeksi otetaan ehdollisesti yksi, niin metaanin kasvihuoneaktiivisuus on 23 yksikköä. Ilmakehän metaanipitoisuus on kasvanut erittäin nopeasti viimeisen kahden vuosisadan aikana. Nyt keskimääräiseksi metaani CH 4 -pitoisuudeksi nykyilmakehässä on arvioitu 1,8 ppm ( miljoonasosa, miljoonasosa). Sen osuus auringon lämmittämän Maan säteilemän lämmön hajoamisesta ja säilyttämisestä on huomattavasti suurempi kuin CO 2 :n. Lisäksi metaani absorboi Maan säteilyä niissä spektrin "ikkunoissa", jotka ovat läpinäkyviä muille kasvihuonekaasuille. Ilman kasvihuonekaasuja - CO 2 , vesihöyryä, metaania ja joitain muita epäpuhtauksia maapallon pinnan keskilämpötila olisi vain -23 °C, ja nyt se on noin +15 °C. Metaani tihkuu valtameren pohjasta maankuoren halkeamien kautta, ja sitä vapautuu huomattavia määriä kaivostoiminnan ja metsien polton aikana. Äskettäin on löydetty uusi, täysin odottamaton metaanin lähde - korkeammat kasvit, mutta muodostumismekanismeja ja tämän prosessin merkitystä kasveille itselleen ei ole vielä selvitetty.

Typpioksidi (N2O) on Kioton pöytäkirjan kolmanneksi tärkein kasvihuonekaasu. Sitä vapautuu mineraalilannoitteiden tuotannon ja käytön aikana kemianteollisuus, maataloudessa jne. Sen osuus ilmaston lämpenemisestä on noin 6 prosenttia.

Troposfäärin otsoni, I Kasvihuonekaasuna troposfäärin otsonilla (trop. O 3) on sekä suora vaikutus ilmastoon maapallon pitkäaaltosäteilyn ja Auringon lyhytaaltosäteilyn absorboimisen kautta. kemialliset reaktiot, jotka muuttavat muiden kasvihuonekaasujen, kuten metaanin, pitoisuuksia (trop. O 3 on välttämätön kasvihuonekaasujen tärkeän hapettimen - radikaalin - OH:n muodostumiselle). Polkujen keskittymisen lisääminen. 1700-luvun puolivälistä lähtien O 3 on ollut kolmanneksi suurin positiivinen säteilyvaikutus maapallon ilmakehään CO 2:n ja CH 4:n jälkeen. Yleisesti ottaen polkujen sisältö. O 3 troposfäärissä määräytyy sen muodostumis- ja tuhoutumisprosessien aikana kemiallisten reaktioiden aikana, joissa on mukana otsonin esiasteita, sekä luonnollisia että ihmisperäisiä, sekä otsonin siirtymisprosessit stratosfääristä (jossa sen pitoisuus on paljon suurempi) ja absorptio otsonista maan pinnalla. Polkujen käyttöikä. O 3 - jopa useita kuukausia, mikä on paljon vähemmän kuin muut kasvihuonekaasut (CO 2 , CH 4 , N 2 O). Polun keskittyminen. O 3 vaihtelee merkittävästi ajallisesti, tilassa ja korkeudessa, ja sen seuranta on paljon vaikeampi tehtävä kuin hyvin sekoittuneiden kasvihuonekaasujen tarkkailu ilmakehässä.

Tutkijat ovat tehneet yksiselitteisen johtopäätöksen, että ihmisen toiminnan aiheuttamat päästöt ilmakehään lisäävät merkittävästi kasvihuonekaasujen pitoisuutta ilmakehässä. Tietokonemalleilla tehtyjen laskelmien perusteella osoitettiin, että jos nykyinen kasvihuonekaasupäästöjen määrä ilmakehään jatkuu, niin vain 30 vuodessa keskilämpötila nousee maapallo nousee noin 1°. Tämä on epätavallisen suuri lämpötilan nousu paleoklaattitietojen perusteella. On huomattava, että asiantuntijoiden arviot ovat ilmeisesti jonkin verran aliarvioituja. Lämpeneminen todennäköisesti lisääntyy useiden luonnollisten prosessien seurauksena. Ennustettua enemmän lämpeneminen voi johtua lämpenevän valtameren kyvyttömyydestä absorboida arvioitua määrää hiilidioksidia ilmakehästä.

Numeeristen simulaatioiden tuloksista seuraa myös, että maapallon keskilämpötila nousee seuraavan vuosisadan aikana 0,3 °C 10 vuodessa. Tämän seurauksena vuoteen 2050 mennessä se voi nousta (verrattuna esiteolliseen aikaan) 2 °C:lla ja vuoteen 2100 mennessä 4 °C:lla. Ilmaston lämpenemiseen pitäisi liittyä sademäärän lisääntyminen (useita prosentteja vuoteen 2030 mennessä) sekä Maailman valtameren tason nousu (20 cm vuoteen 2030 mennessä ja 65 cm vuosisadan loppuun mennessä).

Kasvihuonekaasujen ilmastovaikutus

Kasvihuonekaasujen ryhmään kuuluvat kaikentyyppiset kaasumaiset yhdisteet, jotka vaikuttavat ilmakehän auringonvalon ja lämpöenergian läpäisevyyteen. Näiden kaasujen läsnäolo ilmakehän ilmaa on syynä siihen, että osa Maan pinnan säteilemästä lämpöenergiasta ei mene avaruuteen, vaan jää pintailmakerroksiin. Mitä korkeampi kasvihuonekaasupitoisuus ilmakehän ilmassa on, sitä voimakkaammin planeetan pinta ylikuumenee.

Huomautus 1

Aikana geologinen historia Niiden sisältö muuttuu jatkuvasti. Samaan aikaan tapahtui muutoksia ilmastoindikaattoreissa sekä useissa muissa ilmakehän parametreissä, esimerkiksi sen tiheys, kaasukoostumus, läpinäkyvyys jne., jotka määrittävät suurelta osin organismien elintärkeän toiminnan piirteet. . Uskotaan, että hiilikaudelta lähtien Paleotsoinen aikakausi(eli noin 370 miljoonaa vuotta sitten) kasvihuoneilmiöön vaikuttavien kaasujen pitoisuus on vakiintunut tasolle, joka mahdollistaa planeetan lämpötilatasapainon ylläpitämisen.

Kasvihuonekaasujen ryhmään kuuluvat:

• vesihöyry,
• hiilidioksidi,
• metaani,
• freonit,
• sekä typen oksideja ja otsonia.

Kasvihuonekaasujen luonnolliset lähteet

Ennen teollisen aikakauden alkua tärkeimmät kasvihuonekaasujen lähteet ilmakehässä olivat: veden haihtuminen valtamerten pinnalta, vulkaaninen toiminta ja metsäpalot. Tällä hetkellä tulivuoret päästävät ilmakehään noin 0,15–0,26 miljardia tonnia hiilidioksidia vuodessa. Tulivuoren toiminnan spesifisyys on erittäin epätasainen hiilimonoksidin virtaus ilmakehään.

Suuri osa siitä vapautuu suurten purkausten aikana, joita esiintyy suhteellisen harvoin - vähemmän kuin yksi vuosikymmenessä. Samaan aikaan kasvihuonekaasujen ohella tulivuoret päästävät ja suuri määrä pölyä, mikä auttaa vähentämään saantia auringonsäteily ja vähän kylmää. Kuten nykyaikaiset tutkimukset osoittavat, suurimpien purkausten vaikutus voi aiheuttaa Maan lämpötilan muutoksen useiden asteen kymmenesosien luokkaa ja kestää useita vuosia. Saman ajanjakson aikana ilmakehään päässyt vesihöyryn määrä vastaa 355 000 kuutiokilometrin veden haihtumista.

Ihmisperäiset kasvihuonekaasujen lähteet

Teollisuuden tehostumisen myötä kasvihuonekaasuja alkoi tunkeutua ilmakehään fossiilisten polttoaineiden (hiilidioksidin) palamisen aikana, öljykenttien (metaani) kehittymisen aikana, johtuen kylmäaineiden häviämisestä ja aerosolien (freonien), raketin käytöstä. lanseeraukset (typpioksidit), autojen moottoreiden toiminta (otsoni). Lisäksi ihmisen teollinen toiminta on osaltaan vähentänyt metsäalueita - maanosien tärkeimpiä luonnollisia hiilidioksidinieluja.

Teoriassa fossiilisten polttoaineiden täydellisen palamisen yhteydessä (edellyttäen, että kaikki sen esiintymät ovat loppuneet) ilmakehään pääsee suunnilleen sama määrä hiilidioksidia, joka poistettiin siitä geologisen historian aikana fotosynteesin aikana ja säilyi fossiilisen hiilen muodossa.

Koska vanhimmat (ja ohuimmat) kaustobioliittiesiintymät ovat peräisin devonikaudelta, voidaan olettaa, että ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on hieman pienempi kuin tämän jakson lopussa tai seuraavan, hiilikauden alussa. (koska kaikkien hyödyllisten komponenttien täydellinen tuotanto nykyaikaisissa esiintymissä ei ole vain taloudellisesti kannattavaa, vaan myös teknisesti erittäin vaikeaa). Siihen aikaan oli jo olemassa edistynyt elämä, mukaan lukien maanpäällinen, mutta ilmasto erosi merkittävästi nykyisestä. Oli paljon lämpimämpää, kosteampaa, ilmapiiri oli tiheämpi. Ilmakehän happipitoisuus oli lähellä nykyaikaa ja hiilidioksidipitoisuus paljon korkeampi - noin 0,2 % eli noin 5,6 kertaa korkeampi kuin nyt.

Kasvihuonekaasut imevät Auringosta heijastuneen energian, mikä tekee maapallon ilmakehän lämpimämmäksi. Suurin osa aurinkoenergia saavuttaa planeetan pinnan, ja osa heijastuu takaisin avaruuteen. Jotkut ilmakehän kaasut imevät heijastuneen energian ja ohjaavat sen takaisin maahan lämpönä. Tästä vastuussa olevia kaasuja kutsutaan kasvihuonekaasuiksi, koska niillä on sama rooli kuin kasvihuonetta peittävällä läpinäkyvällä muovilla tai lasilla.

Kasvihuonekaasut ja ihmisen toiminta

Osa kasvihuonekaasuista vapautuu luonnollisesti vulkaanisen toiminnan ja biologisten prosessien seurauksena. Kuitenkin teollisen vallankumouksen jälkeen XIX vuoro vuosisadalla ihmiset ovat vapauttaneet yhä enemmän kasvihuonekaasuja ilmakehään. Tämä kasvu kiihtyi petrokemian teollisuuden kehityksen myötä.

Kasvihuoneilmiö

Kasvihuonekaasuista heijastuva lämpö lämpenee mitattavissa olevasti maan pinnassa ja valtamerissä. Tällä on laaja vaikutus jäähän, valtameriin ja.

Maan tärkeimmät kasvihuonekaasut:

vesihöyry

Vesihöyry on voimakkain ja tärkein maapallon kasvihuonekaasu. Ihmisen toiminta ei voi suoraan muuttaa sisään tulevan vesihöyryn määrää - sen määrää ilman lämpötila. Mitä lämpimämpi, sitä nopeammin vesi haihtuu pinnalta. Tämän seurauksena lisääntynyt haihtuminen johtaa vesihöyryn suurempaan pitoisuuteen alemmassa ilmakehässä, joka pystyy absorboimaan infrapunasäteilyä ja heijastamaan sitä alaspäin.

Hiilidioksidi (CO2)

Hiilidioksidi on tärkein kasvihuonekaasu. Sitä vapautuu ilmakehään fossiilisten polttoaineiden palamisen, tulivuorenpurkauksen ja hajoamisen kautta eloperäinen aine ja liikettä Ajoneuvo. Sementin valmistusprosessi vapauttaa suuria määriä hiilidioksidia. Maan kyntäminen vapauttaa myös suuria määriä normaalisti maaperään varastoitunutta hiilidioksidia.

Kasvielämä, joka imee hiilidioksidia, on tärkeä luonnollinen hiilidioksidivarasto. voi myös imeä veteen liuennutta hiilidioksidia.

Metaani

Metaani (CH4) on hiilidioksidin jälkeen toiseksi tärkein kasvihuonekaasu. Se on vahvempaa kuin CO2, mutta sitä on ilmakehässä paljon pienempinä pitoisuuksina. CH4 voi viipyä ilmakehässä lyhyemmän ajan kuin hiilidioksidi (CH4:n viipymäaika on noin 10 vuotta verrattuna CO2:n satoihin vuosiin). luonnonjouset metaani sisältävät: kosteikot; biomassan polttaminen; suuria elämänprosesseja karjaa; riisin viljely; öljyn tai maakaasun talteenotto, poltto ja käsittely jne. Metaanin tärkein luonnollinen absorboija on itse ilmakehä; toisille maaperä, jossa bakteerit hapettavat metaania.

Kuten hiilidioksidin kohdalla, ihmisen toiminta lisää CH4-pitoisuuksia nopeammin kuin metaani imeytyy luonnostaan.

Troposfäärin otsoni

Seuraavaksi merkittävin kasvihuonekaasu on troposfäärin otsoni (O3). Se muodostuu ilmansaasteiden seurauksena, ja se tulisi erottaa stratosfäärin luonnollisesta O3:sta, joka suojaa meitä monilta haitallisilta auringonsäteiltä. Ilmakehän alemmissa osissa otsonia syntyy muiden kemikaalien (kuten typen oksidien) hajoamisen seurauksena. Tätä otsonia pidetään kasvihuonekaasuna, mutta se on lyhytikäinen ja vaikka se voi edistää merkittävästi lämpenemistä, sen vaikutukset ovat yleensä paikallisia, eivät globaaleja.

Pienet kasvihuonekaasut

Toissijaisia ​​kasvihuonekaasuja ovat typen oksidit ja freonit. Ne ovat mahdollisesti vaarallisia . Kuitenkin, koska niiden pitoisuudet eivät ole yhtä merkittäviä kuin edellä mainitut kaasut, niiden ilmastovaikutusten arviointia ei ole täysin tutkittu.

typpioksidit

Typen oksideja löytyy ilmakehästä luonnollisten biologisten reaktioiden kautta maaperässä ja vedessä. tästä huolimatta suuri määrä vapautuva typpioksidi vaikuttaa merkittävästi ilmaston lämpeneminen. Pääasiallinen lähde on synteettisten lannoitteiden tuotanto ja käyttö maataloustoiminnassa. Moottoriajoneuvot päästävät typen oksideja, kun ne käyttävät fossiilisia polttoaineita, kuten bensiiniä tai dieseliä.

Freonit

Freonit ovat ryhmä hiilivetyjä erilaisia ​​tyyppejä käyttö ja ominaisuudet. CFC-yhdisteitä käytetään laajalti kylmäaineina (ilmastointilaitteissa ja jääkaapeissa), vaahdotusaineina, liuottimina jne. Niiden valmistus on jo kielletty useimmissa maissa, mutta niitä on edelleen ilmakehässä ja ne vahingoittavat otsonikerrosta. Fluorihiilivedyt toimivat vaihtoehtona haitallisemmille otsonikerrosta heikentäville aineille, ja ne edistävät paljon vähemmän globaali muutos ilmasto planeetalla.

Jos löydät virheen, korosta tekstinpätkä ja napsauta Ctrl+Enter.

Kasvihuonekaasut

Kasvihuonekaasut- kaasut, joilla on korkea läpinäkyvyys näkyvällä alueella ja korkea absorptio kauko-infrapuna-alueella. Tällaisten kaasujen läsnäolo planeetan ilmakehässä johtaa kasvihuoneilmiöön.

Pääasiallinen kasvihuonekaasu Venuksen ja Marsin ilmakehässä on hiilidioksidi, Maan ilmakehässä - vesihöyry.

Tärkeimmät kasvihuonekaasut ovat vesihöyry, hiilidioksidi, metaani ja otsoni sen arvioitujen vaikutusten mukaan maapallon lämpötaseeseen.

Mahdollisesti myös ihmisen aiheuttamat halogenoidut hiilivedyt ja typen oksidit voivat edistää kasvihuoneilmiötä, mutta ilmakehän alhaisten pitoisuuksien vuoksi niiden osuuden arviointi on ongelmallista.

vesihöyry

Jäässä olevien ilmakuplien analyysi viittaa siihen, että maapallon ilmakehässä on nyt enemmän metaania kuin koskaan viimeisen 400 000 vuoden aikana. Vuodesta 1750 lähtien metaanipitoisuus ilmakehässä on noussut 150 prosenttia noin 700:sta 1745 tilavuusosaan (ppbv) vuonna 1998. Takana viime vuosikymmen, vaikka metaanin pitoisuus jatkoi nousuaan, kasvuvauhti hidastui. 1970-luvun lopulla kasvuvauhti oli noin 20 ppbv vuodessa. 1980-luvulla kasvu hidastui 9-13 ppbv:iin vuodessa. Vuosina 1990–1998 pitoisuus kasvoi 0–13 ppbv vuodessa. Viimeaikaiset tutkimukset (Dlugokencky et al.) osoittavat tasaisen pitoisuuden 1751 ppbv vuosina 1999-2002.

Metaani poistetaan ilmakehästä useiden prosessien kautta. Metaanin päästöjen ja poistoprosessien välinen tasapaino määrittää viime kädessä metaanin ilmakehän pitoisuudet ja viipymäajan ilmakehässä. Hallitseva on hapettuminen kemiallisella reaktiolla hydroksyyliradikaalien (OH) kanssa. Metaani reagoi OH:n kanssa troposfäärissä muodostaen CH3:a ja vettä. Stratosfäärin hapettumisella on myös (vähäinen) rooli metaanin poistamisessa ilmakehästä. Nämä kaksi reaktiota OH:n kanssa vastaavat noin 90 % metaanin poistosta ilmakehästä. OH:n kanssa tapahtuvan reaktion lisäksi tunnetaan kaksi muuta prosessia: metaanin mikrobiologinen absorptio maaperään ja metaanin reaktio kloori- (Cl)-atomien kanssa merenpinnalla. Näiden prosessien osuus on vastaavasti 7 % ja alle 2 %.

Otsoni

Otsoni on kasvihuonekaasu. Samanaikaisesti otsoni on välttämätön elämälle, koska se suojaa maapalloa ankarilta vaikutuksilta UV-säteily Aurinko.

Tutkijat erottavat kuitenkin stratosfäärin ja troposfäärin otsonin. Ensimmäinen (ns otsonikerros) on pysyvä ja perussuoja haitallista säteilyä. Toista pidetään haitallisena, koska se voi siirtyä maan pinnalle, missä se vahingoittaa eläviä olentoja, ja lisäksi se on epävakaa eikä voi olla luotettava suoja. Lisäksi troposfäärin otsonipitoisuuden lisääntyminen on osaltaan lisännyt ilmakehän kasvihuoneilmiötä, joka (yleisimpien tieteellisten arvioiden mukaan) on noin 25 % CO 2 -osuudesta.

Suurin osa troposfäärin otsonista syntyy, kun typen oksideja (NOx), hiilimonoksidia (CO) ja haihtuvia aineita orgaaniset yhdisteet joutuvat kemiallisiin reaktioihin auringonvalon vaikutuksesta. Liikenne, teollisuuden päästöt ja jotkut kemialliset liuottimet ovat näiden aineiden päälähteitä ilmakehässä. Metaani, jonka pitoisuus ilmakehässä on lisääntynyt merkittävästi viimeisen vuosisadan aikana, edistää myös otsonin muodostumista. Troposfäärin otsonin elinikä on noin 22 päivää, tärkeimmät mekanismit sen poistamiseksi ovat sitoutuminen maaperään, hajoaminen ultraviolettisäteilyltä ja reaktiot OH- ja HO2-radikaalien kanssa.

Troposfäärin otsonipitoisuuksille on ominaista suuri vaihtelu ja epätasaisuus maantieteellinen jakautuminen. Yhdysvalloissa ja Euroopassa on troposfäärin otsonin seurantajärjestelmä, joka perustuu satelliitteihin ja maahavaintoon. Koska otsoni vaatii auringonvalo, korkeat tasot Otsonia havaitaan yleensä kuumina aikoina aurinkoinen sää. Troposfäärin otsonin nykyinen keskimääräinen pitoisuus Euroopassa on kolme kertaa suurempi kuin esiteollisella aikakaudella.

Otsonipitoisuuden nousu lähellä pintaa on voimakas negatiivinen vaikutus kasvillisuuteen, vahingoittaen lehtiä ja estämällä niiden fotosynteesipotentiaalia. Maanpinnan otsonipitoisuuksien historiallisen nousun seurauksena maan pinnan kyky absorboida hiilidioksidia on todennäköisesti heikentynyt ja siksi hiilidioksidin kasvunopeus on kiihtynyt 1900-luvulla. Tutkijat (Sitch et al. 2007) uskovat, että tämä epäsuora ilmaston pakottaminen on lähes kaksinkertaistanut sen osuuden, jonka maanpinnan otsonipitoisuudet ovat vaikuttaneet ilmastonmuutokseen. Otsonisaasteen väheneminen alemmassa troposfäärissä voi kompensoida 1-2 vuosikymmenen hiilidioksidipäästöt. taloudelliset kustannukset on suhteellisen pieni (Wallack ja Ramanathan, 2009).

Typpioksidi

Dityppioksidin kasvihuoneaktiivisuus on 298 kertaa suurempi kuin hiilidioksidin.

Freonit

Freonien kasvihuoneaktiivisuus on 1300-8500 kertaa suurempi kuin hiilidioksidin. Freonin pääasialliset lähteet ovat jäähdytysyksiköt ja aerosolit.

Katso myös

• Kioton pöytäkirja (CO 2 , CH 4 , HFC:t, PFC:t, N 2 O, SF 6)

Huomautuksia

Linkit

• Point Carbon on analyyttinen yritys, joka on erikoistunut toimittamaan riippumattomia arvioita, ennusteita ja tietoja kasvihuonekaasujen päästökaupasta.
• "G&S – tunnelma" automaattinen ilmanlaadun valvontajärjestelmä