Effet de serre. Que sont les gaz à effet de serre

Gaz à effet de serre - les composants gazeux de l'atmosphère d'origine naturelle ou anthropique qui absorbent et réémettent le rayonnement infrarouge.

L’augmentation anthropique de la concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère entraîne une augmentation des températures de surface et un changement climatique.
La liste des gaz à effet de serre soumis à limitation au titre de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (1992) est définie dans l'Annexe A du Protocole de Kyoto (signé à Kyoto (Japon) en décembre 1997 par 159 États) et comprend le dioxyde de carbone (CO2) et méthane ( CH4), oxyde nitreux (N2O), perfluorocarbures (PFC), hydrofluorocarbures (HFC) et hexafluorure de soufre (SF6).

vapeur d'eau- le gaz à effet de serre le plus répandu - est exclu de cette considération, puisqu'il n'existe aucune donnée sur l'augmentation de sa concentration dans l'atmosphère (c'est-à-dire que le danger qui y est associé n'est pas visible).

Gaz carbonique ( gaz carbonique) (CO2)- la source la plus importante du changement climatique, représentant environ 64 % le réchauffement climatique.

Les principales sources d'émissions de dioxyde de carbone dans l'atmosphère sont la production, le transport, la transformation et la consommation de combustibles fossiles (86 %). forêts tropicales et d'autres sources de combustion de biomasse (12 %) et d'autres sources (2 %), telles que la production de ciment et l'oxydation du monoxyde de carbone. Une fois libérée, la molécule de dioxyde de carbone circule dans l’atmosphère et le biote et est finalement absorbée par les processus océaniques ou par accumulation à long terme dans les réserves biologiques terrestres (c’est-à-dire absorbée par les plantes). La durée pendant laquelle environ 63 % du gaz est éliminé de l’atmosphère est appelée période de séjour effective. La période de résidence effective estimée du dioxyde de carbone varie de 50 à 200 ans.
Le méthane (CH4) est d'origine à la fois naturelle et anthropique. Dans ce dernier cas, il se forme à la suite de la production de carburant, de la fermentation digestive (par exemple chez le bétail), de la culture du riz, de la déforestation (principalement due à la combustion de la biomasse et à la dégradation des excès de matière organique). On estime que le méthane est responsable d'environ 20 % du réchauffement climatique. Les émissions de méthane sont une source importante de gaz à effet de serre.

Oxyde nitreux (N2O)- le troisième gaz à effet de serre le plus important selon le protocole de Kyoto. Rejeté lors de la production et de l'utilisation d'engrais minéraux, en industrie chimique, en agriculture, etc. Cela représente environ 6% du réchauffement climatique.

Perfluorocarbures- Les PFC (Perfluorocarbures - PFC) : composés hydrocarbonés dans lesquels le fluor remplace partiellement le carbone. Les principales sources d'émission de ces gaz sont la production d'aluminium, d'électronique et de solvants. Lors de la fusion de l’aluminium, les émissions de PFC se produisent lors d’un arc électrique ou lors de ce que l’on appelle les « effets d’anode ».

Hydrofluorocarbures (HFC)- les composés hydrocarbonés dans lesquels les halogènes remplacent partiellement l'hydrogène. Les gaz créés pour remplacer les substances appauvrissant la couche d'ozone ont des PRP exceptionnellement élevés (140 à 11 700).

Hexafluorure de soufre (SF6)- gaz à effet de serre utilisé comme matériau d'isolation électrique dans l'industrie électrique. Des émissions se produisent lors de sa production et de son utilisation. Il persiste extrêmement longtemps dans l’atmosphère et absorbe activement le rayonnement infrarouge. Par conséquent, ce composé, même avec des émissions relativement faibles, a le potentiel d’influencer le climat à long terme.

Effet de serre provenant de différents gaz peut être réduit à un dénominateur commun, exprimant dans quelle mesure 1 tonne d’un gaz particulier donne un effet plus important qu’1 tonne de CO2. Pour le méthane, le facteur de conversion est de 21, pour le protoxyde d’azote, de 310 et pour certains gaz fluorés, de plusieurs milliers.

1. Augmenter l’efficacité de l’utilisation de l’énergie dans les secteurs concernés de l’économie nationale ;
2. Protection et amélioration de la qualité des puits et réservoirs de gaz à effet de serre, en tenant compte de leurs obligations au titre des accords environnementaux internationaux pertinents ; assistance méthodes rationnelles foresterie durable, boisement et reboisement;
3. Encourager les formes durables Agricultureà la lumière des considérations liées au changement climatique ;
4. Promouvoir la mise en œuvre, mener travail de recherche, le développement et l'utilisation accrue d'énergies nouvelles et renouvelables, de technologies d'absorption du dioxyde de carbone et de technologies innovantes respectueuses de l'environnement ;
5. Réduction ou élimination progressive des distorsions du marché, des incitations fiscales, des exonérations d'impôts et de droits et des subventions contraires à l'objectif de la Convention dans tous les secteurs producteurs d'émissions de gaz à effet de serre, et recours à des instruments fondés sur le marché ;
6. Encourager les réformes appropriées dans les secteurs concernés pour faciliter la mise en œuvre de politiques et de mesures qui limitent ou réduisent les émissions de gaz à effet de serre ;
7. Mesures visant à limiter et/ou réduire les émissions de gaz à effet de serre dans les transports ;
Limiter et/ou réduire les émissions de méthane grâce à la récupération et à l’utilisation dans l’élimination des déchets, ainsi que dans la production, le transport et la distribution d’énergie.

Ces dispositions du Protocole sont de nature générale et offrent aux Parties la possibilité de sélectionner et de mettre en œuvre de manière indépendante l'ensemble de politiques et de mesures qui seront le mieux adaptées aux circonstances et priorités nationales.
La principale source d'émissions de gaz à effet de serre en Russie est le secteur énergétique, qui représente plus d'un tiers des émissions totales. La deuxième place est occupée par l'extraction du charbon, du pétrole et du gaz (16%), la troisième - l'industrie et la construction (environ 13%).

Ainsi, la plus grande contribution à la réduction des émissions de gaz à effet de serre en Russie peut être apportée par la réalisation de l'énorme potentiel d'économies d'énergie. Actuellement, l’intensité énergétique de l’économie russe est 2,3 fois supérieure à la moyenne mondiale et 3,2 fois supérieure à la moyenne des pays de l’UE. Le potentiel d'économie d'énergie en Russie est estimé entre 39 et 47 % de la consommation actuelle d'énergie et concerne principalement la production d'électricité, le transport et la distribution d'énergie thermique, les secteurs industriels et les pertes d'énergie improductives dans les bâtiments.

Le matériel a été préparé sur la base d'informations provenant de sources ouvertes

1.2.1 Gaz à effet de serre

Les gaz à effet de serre sont des composants gazeux de l'atmosphère, naturels et anthropiques, qui absorbent et réémettent rayonnement infrarouge.

Stockage - composants du système climatique dans lesquels les gaz à effet de serre s'accumulent.

Un puits est tout processus, activité ou mécanisme qui absorbe un gaz à effet de serre.

Source - tout processus, type d'activité à la suite duquel des gaz à effet de serre pénètrent dans l'atmosphère.

Dioxyde de carbone - le dioxyde de carbone se forme constamment dans la nature lors de l'oxydation matière organique: résidus végétaux et animaux en décomposition, respiration. Sa principale source réside dans les processus anthropiques : combustion de combustibles organiques (charbon, gaz, pétrole et produits dérivés, schistes bitumineux, bois de chauffage). Toutes ces substances sont principalement constituées de carbone et d'hydrogène. C’est pourquoi ils sont également appelés carburants à base d’hydrocarbures organiques. En raison de leur combustion, jusqu'à 80 % du dioxyde de carbone pénètre dans l'atmosphère.

Comme on le sait, lors de la combustion, l'oxygène est absorbé et le dioxyde de carbone est libéré. À la suite de ce processus, l’humanité émet chaque année 7 milliards de tonnes de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Dans le même temps, les forêts de la planète, l'une des principales consommatrices de dioxyde de carbone, sont abattues au rythme de 12 hectares par minute. Il s'avère donc que de plus en plus de dioxyde de carbone pénètre dans l'atmosphère, mais que les plantes en consomment de moins en moins.

Raisons de l'augmentation de la teneur en CO 2 dans l'atmosphère :

1. brûler des combustibles fossiles ;

2. la déforestation ;

3. agriculture ;

4. le surpâturage et un certain nombre d'autres violations.

Le cycle du dioxyde de carbone sur Terre est perturbé, donc dernières années La teneur en dioxyde de carbone dans l’atmosphère n’augmente pas seulement : le taux de croissance augmente également. Et plus il est important, plus l’effet de serre est fort.

Les autres principaux contributeurs à l'effet de serre sont le méthane CH 4 et l'oxyde nitreux N 2 O. La concentration de ces deux gaz est déterminée par des facteurs à la fois naturels et anthropiques.

Ainsi, une source naturelle de CH 4 sont les sols gorgés d'eau dans lesquels se produisent des processus de décomposition anaérobie. Le méthane est également appelé gaz des marais. Les vastes mangroves des tropiques en fournissent également des quantités considérables. Il pénètre également dans l’atmosphère à partir de failles tectoniques et de fissures lors de tremblements de terre. Les émissions anthropiques de méthane sont également importantes. Les émissions naturelles et anthropiques sont estimées à environ 70 % et 30 %, mais ces dernières augmentent rapidement.

À une altitude de 15 à 20 km, sous l'influence de la lumière du soleil, il se décompose en hydrogène et carbone qui, combinés à l'oxygène, forment du CO 2.

On suppose que le méthane est la principale cause du réchauffement. En particulier, docteur en sciences géologiques et minéralogiques N.A. Yasamanov, suggèrent que le méthane est principalement responsable du réchauffement climatique actuel. Aussi, la concentration de méthane augmente lors de l’intensification des activités agricoles.

Les fournisseurs naturels de N2O dans l’atmosphère comprennent l’océan et le sol. L'additif anthropique est associé à la combustion du carburant et de la biomasse et au lessivage des engrais azotés.

L'intensité des rejets de N2O a récemment augmenté rapidement (de 0,1 % à 1,3 % par an). Cette croissance est principalement due à davantage utilisation répandue engrais minéraux. La durée de vie du N 2 O est longue : 170 ans.

La contribution de chaque gaz au réchauffement climatique est présentée dans le tableau 1.

Tableau 1. Principaux gaz à effet de serre, leurs sources et contribution au réchauffement climatique (données 2000).

Que c'est mauvais. Les fluctuations de la quantité de dioxyde de carbone s'expliquent par les fluctuations saisonnières. L'excès de dioxyde de carbone contribue à augmenter les rendements agricoles." Académicien de l'Académie des sciences de Russie K.Ya. Kondratiev, auteur de nombreuses monographies sur radiation solaire, effet de serre dans l’atmosphère, changements globaux multidimensionnels, climat…

Ressources en eau et la transformation des mécanismes de gestion de l’eau s’approfondit. Une grande attention est accordée aux problèmes liés à la dégradation des terres. Diverses mesures sont mises en œuvre pour surmonter ces problèmes. 3. La coopération internationale La Chine avec pays étrangers dans le domaine de la garantie de la sécurité environnementale Pollution de la mer en Chine Atmosphère 3.1 Coopération internationale de la RPC dans le cadre...

Il sera associé à la transition vers la prochaine révolution technologique et, en outre, à l'établissement et à la mise en œuvre de nouveaux institutions internationales. Conclusion Problèmes mondiaux L’économie ainsi que les problèmes humains universels ont toujours existé, depuis la naissance de la civilisation. Ils continueront d’exister à l’avenir. Ils sont une conséquence de l’état de déséquilibre de l’économie et...

Et, par conséquent, cela affecte négativement l’atteinte du résultat final : garantir la sécurité environnementale. 3 Développement d'un programme visant à accroître l'efficacité du contrôle environnemental de l'État 3.1 Inconvénients du système existant de contrôle environnemental de l'État Problèmes d'amélioration de la réglementation juridique des relations publiques dans le domaine de la protection de l'environnement...

Lorsque des combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) sont brûlés, du dioxyde de carbone et d’autres gaz sont libérés dans l’atmosphère. Ces émissions contribuent à l’augmentation des températures sur Terre (l’« effet de serre »). La hausse des températures entraîne une élévation du niveau de la mer, de puissants ouragans et d’autres problèmes associés au changement climatique. Si tout le monde sur la planète conduisait moins de voitures, économisait l’énergie et produisait moins de déchets, l’humanité réduirait son empreinte carbone, ce qui contribuerait à lutter contre le réchauffement climatique.

Pas

Empreinte carbone

Calculez votre empreinte carbone. Une empreinte carbone est la quantité de carbone rejetée dans l’atmosphère en raison des activités d’une personne particulière. Si ta vie est basée sur grandes quantités du carburant brûlé, alors votre « empreinte » est très grande. Par exemple, l’empreinte d’une personne utilisant un vélo est plus petite que celle d’une personne conduisant une voiture.

Si vous souhaitez réduire vos émissions de gaz à effet de serre, changez vos habitudes. Concentrez-vous sur les aspects de votre vie que vous pouvez changer (de préférence de façon permanente). Même de petits changements dans votre mode de vie peuvent faire une différence important Pour l'environnement.

N’oubliez pas que les changements de mode de vie ne sont que la première étape. Si l’on veut lutter contre les émissions de gaz à effet de serre à l’échelle mondiale, des mesures doivent être prises pour forcer les sociétés multinationales à réduire leurs émissions. Des recherches montrent que seules 90 entreprises sont responsables des deux tiers des émissions de gaz à effet de serre. Cherchez des moyens lutte mondiale avec un effet de serre.

L'un des principaux gaz à effet de serre est le dioxyde de carbone, le dioxyde de carbone (CO2). Jusqu'à récemment, son rôle était surestimé : on lui attribuait jusqu'à la moitié de la contribution totale à l'effet de serre. Cependant, nous arrivons maintenant à la conclusion que cette estimation était surestimée.

Il a été prouvé de manière instrumentale que dans dernières décennies l'accumulation annuelle de CO 2 dans l'atmosphère est de 0,4 %. Depuis le début du 20ème siècle. le niveau de CO 2 dans l'atmosphère a augmenté de 31 %. Cette valeur est indispensable pour augmenter la température. Selon le scénario le plus optimiste, la température augmentera au siècle prochain de 1,5 à 2°C, et le scénario le plus pessimiste - de près de 6°C.

Chaque année, 6 milliards de tonnes de dioxyde de carbone provenant de sources anthropiques pénètrent dans l'atmosphère, dont 3 milliards de tonnes sont absorbées par la végétation lors des processus de photosynthèse, et les 3 milliards de tonnes restantes sont accumulées. La quantité totale accumulée par l'homme au cours des 100 dernières années s'élève à environ 170 milliards de tonnes. Les données présentées doivent être comparées aux 190 milliards de tonnes de dioxyde de carbone qui pénètrent chaque année dans l'atmosphère à la suite de processus naturels. Selon les estimations d'un certain nombre de scientifiques russes, la contribution des activités anthropiques au réchauffement climatique n'est que de 10 à 15 %, le reste étant dû aux cycles naturels mondiaux. Il est donc peu probable que les efforts humains visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre ralentissent de manière significative le réchauffement à venir.

Une augmentation de la concentration de CO 2 ne signifie pas la mort de la biosphère. Il y a des millions d'années, au Carbonifère, la concentration de CO 2 était 10 fois plus élevée qu'aujourd'hui. A cette époque, la végétation se développait de manière extravagante, les arbres atteignaient grandes tailles. Mais les conditions étaient défavorables à la population humaine. Limite haut niveau La teneur en CO2 de l'atmosphère humaine n'a pas été établie.

Il existe différentes hypothèses sur les raisons de l'accumulation de CO 2 dans l'atmosphère. Selon le premier point de vue, le plus courant, le dioxyde de carbone s'accumule dans l'atmosphère en tant que produit de la combustion de combustibles organiques. La deuxième hypothèse considère que la principale raison de l'augmentation de la teneur en CO 2 est le dysfonctionnement des communautés microbiennes dans les sols de Sibérie et de certaines parties de la Sibérie. Amérique du Nord. Quelle que soit l’hypothèse choisie, l’accumulation de dioxyde de carbone se produit à une échelle toujours croissante.

Les gaz à effet de serre tels que le méthane, les oxydes d'azote et la vapeur d'eau ont un impact majeur sur le climat.

Sous-estimé jusqu'à récemment rôle du méthane(SN 4). Il participe activement à l’effet de serre. De plus, s'élevant jusqu'à une hauteur de 15 à 20 km, le méthane, sous l'influence de la lumière du soleil, se décompose en hydrogène et carbone qui, lorsqu'ils sont combinés avec l'oxygène, forment du dioxyde de carbone. Cela renforce encore l’effet de serre.

Dans la nature, le CH 4 se forme dans les marécages lors de la décomposition de la matière organique ; on l'appelle également gaz des marais. Le méthane est également présent dans les vastes mangroves des zones tropicales. Une augmentation de la concentration de CH 4 se produit dans le monde en raison de la destruction du biote. De plus, il pénètre dans l’atmosphère à partir des failles tectoniques terrestres et océaniques.

Les émissions anthropiques de méthane sont associées à l'exploration et à l'exploitation minière des ressources minérales, à la combustion de combustibles minéraux dans les centrales thermiques et de combustibles fossiles dans les moteurs à combustion interne. Véhicule, sa diffusion dans les élevages. Utilisation d'engrais azotés, culture du riz, décharges déchets ménagers, les fuites et la combustion incomplète du gaz naturel entraînent également une augmentation des émissions de méthane et d’oxydes d’azote, qui sont de puissants gaz à effet de serre. La teneur en CH 4 dans l'atmosphère, selon les données instrumentales, augmente de 1 % par an. Au cours des 100 dernières années, la croissance a été de 145 %.

Oxydes d'azote s'accumulent dans l'atmosphère en un an à moins de 0,2%, et l'accumulation totale pendant la période d'intense développement industrielétait d'environ 15 %. L'augmentation de la teneur en oxydes d'azote est provoquée par les activités agricoles et la destruction massive des forêts.

Le réchauffement rapide du climat sur Terre entraîne une accélération du cycle de l'eau dans la nature, une évaporation accrue des surfaces d'eau, ce qui contribue à l'accumulation vapeur d'eau dans l'atmosphère et intensification de l'action Effet de serre. Selon certains scientifiques, environ 60 % de l’effet de serre est provoqué par la vapeur d’eau. Plus il y en a dans la troposphère, plus l'effet de serre est fort et leur concentration, à son tour, dépend des températures de surface et de la superficie de la surface de l'eau.

Les activités de production humaine entraînent des effets nocifs sur l'atmosphère. Ce facteur est déjà devenu une banalité et seuls les spécialistes du domaine environnemental y prêtent attention. Parallèlement, les émissions nocives posent des problèmes de plus en plus urgents aux organisations impliquées dans changements globaux climat. La liste des problèmes les plus urgents lors des conférences consacrées à l'écologie inclut régulièrement les gaz à effet de serre comme l'un des facteurs les plus dangereux influençant l'atmosphère et le biote. Le fait est que les composés gazeux de ce type ne peuvent pas transmettre le rayonnement thermique, ce qui contribue au réchauffement de l'atmosphère. Il existe plusieurs sources de formation de tels gaz, parmi lesquelles des phénomènes biologiques. Il vaut maintenant la peine d’examiner de plus près la composition des mélanges de serre.

La vapeur d’eau, principal gaz à effet de serre

Les gaz de ce type représentent environ 60 % du volume total des substances créées. À mesure que la température de la Terre augmente, l'évaporation et la concentration totale dans l'atmosphère augmentent également. Dans le même temps, le même niveau d’humidité est maintenu, ce qui contribue à l’effet de serre. L’essence naturelle que possède le gaz à effet de serre sous forme de vapeur a sans aucun doute des aspects positifs dans la régulation naturelle de la composition atmosphérique. Mais ce processus a aussi des conséquences négatives. Le fait est que dans le contexte d'une augmentation de l'humidité, il y a également une augmentation de la masse des nuages, qui reflète les rayons directs du soleil. En conséquence, un effet anti-effet de serre se produit, dans lequel l'intensité du rayonnement thermique et, par conséquent, le chauffage de l'atmosphère diminuent.

Gaz carbonique

Parmi les principales sources d'émissions de ce type figurent les éruptions volcaniques, les activités humaines et les processus se produisant dans la biosphère. Les sources anthropiques comprennent la combustion de combustibles et de biomasse, les processus industriels et d'autres facteurs conduisant à la formation de dioxyde de carbone. C'est le même gaz à effet de serre qui participe activement aux processus de biocénose. C’est également le plus durable en termes de résistance à l’atmosphère. Selon certaines informations, une nouvelle accumulation de dioxyde de carbone dans les couches atmosphériques est limitée par le risque de conséquences non seulement sur l'équilibre de la biosphère, mais également sur l'existence de la civilisation humaine dans son ensemble. Ce sont précisément ces idées qui constituent la principale motivation pour développer des mesures visant à lutter contre l’effet de serre.

Méthane

Il persiste dans l'atmosphère pendant environ 10 ans. Auparavant, on pensait que l'effet du méthane sur la stimulation de l'effet de serre était 25 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone. Mais les derniers Recherche scientifique a donné des résultats encore plus pessimistes : il s'est avéré que l'impact potentiel de ce gaz était sous-estimé. Cependant, la situation est atténuée par une courte période pendant laquelle l'atmosphère retient le méthane. Ce type de gaz à effet de serre résulte d’activités anthropiques. Cela peut être la culture du riz, la fermentation digestive, le mélange zones forestières etc. Selon certaines études, une augmentation intensive de la concentration de méthane a eu lieu au cours du premier millénaire après JC. De tels phénomènes étaient précisément associés à l’expansion de l’élevage bovin et de la production agricole, ainsi qu’à l’incendie des forêts. Les concentrations de méthane ont diminué au cours des siècles suivants, même si la tendance s'est inversée aujourd'hui.

Ozone

Les mélanges de gaz à effet de serre contiennent non seulement des composants dangereux, mais aussi des composants bénéfiques. Il s’agit notamment de l’ozone, qui protège la Terre des rayons ultraviolets. Cependant, tout n’est pas clair ici non plus. Les scientifiques divisent ce gaz en deux catégories : troposphérique et stratosphérique. Quant au premier, il peut être dangereux du fait de sa toxicité. Dans le même temps, la teneur accrue en éléments troposphériques contribue à l’augmentation de l’effet de serre. Dans ce cas, la couche stratosphérique constitue la principale protection contre les impacts. rayonnement nocif. Dans les régions où ce type de gaz à effet de serre présente des concentrations accrues, on observe de forts effets sur la végétation, qui se manifestent par l'inhibition du potentiel photosynthétique.

Lutter contre l'effet de serre

Il existe plusieurs directions dans lesquelles des travaux sont menés sur les méthodes permettant de freiner ce processus. Parmi les principales mesures, on distingue l'utilisation d'outils de régulation de l'interaction entre les accumulateurs et les puits de gaz à effet de serre. En particulier, les accords environnementaux au niveau local contribuent au développement actif de la foresterie. Il convient également de noter les mesures de reboisement qui contribueront à l'avenir à minimiser l'effet de serre. Les gaz rejetés dans l’atmosphère par le secteur manufacturier peuvent également être réduits dans de nombreuses industries. À cette fin, des mesures sont mises en place pour limiter les émissions dans les transports, dans les zones de production, dans les centrales électriques, etc. À cette fin, des méthodes alternatives de traitement des combustibles et des systèmes d'élimination des gaz sont en cours de développement. Par exemple, dans Dernièrement Un système de valorisation est activement mis en œuvre, grâce auquel les entreprises optimisent leurs processus d'élimination des déchets.

Conclusion

L’activité humaine ne joue pas le rôle le plus important dans la formation de l’effet de serre. grand rôle. Cela se voit dans la part des volumes de gaz produits par des sources anthropiques. Or, ce sont ces émissions nocives qui sont les plus dangereuses pour l’atmosphère. C'est pourquoi organisations environnementales considérer les gaz à effet de serre comme un facteur de changement climatique négatif. En conséquence, des moyens sont utilisés pour freiner la propagation et l’accumulation de substances nocives qui contribuent à accroître le risque de réchauffement climatique. Par ailleurs, la lutte contre les émissions nocives est menée dans diverses directions. Cela s'applique non seulement aux usines et aux entreprises, mais également aux produits destinés à un usage individuel.