A legfontosabb üvegházhatású gázok (föld ökoszisztéma)

Az ember által kibocsátott üvegházhatású gázok és egyéb kibocsátások a jelenlegi >> éghajlatváltozás legfontosabb okai. Ezen az oldalon további információkat talál arról, hogy valójában mi az üvegházhatású gázok, milyen jelentőséggel bírnak az éghajlatváltozás és más, az éghajlatot befolyásoló kibocsátások szempontjából.

Mi is valójában az üvegházhatású gáz?

Az üvegházhatású gázok a föld légkörében található gázok, amelyek megváltoztatják a föld sugárzási költségvetését. Mint minden meleg test, a föld is termikus sugárzást bocsát ki a környezetébe. Az ideális "fekete test" hősugárzása (ezt a fizikusok testeknek nevezik, amelyek akadálytalanul sugározhatják a hőjüket) annak hőmérsékletétől függ, és Planck sugárzási törvénye írja le. A legtöbb valós test hősugárzása többé-kevésbé egyértelműen eltér ettől az ideáltól, mivel hősugárzásuk akadályozott. Ez a helyzet a földdel is, amint azt a következő ábra mutatja:

legfontosabb

A Föld esetében éppen a légkörben lévő gázok gátolják a hősugárzást (ezt >> hogyan fedezték fel). A gázok nagyon specifikus hullámhosszakon abszorbeálják a sugárzást, amelyek alapján egyértelműen felismerhetők - ezért az "abszorpciós spektrumokat" a környezeti elemzés során a gázok azonosítására vagy a távoli bolygók légkörének tanulmányozására is használják. Ezért a föld hősugárzását gátló gázokat is egyértelműen meg kell határozni: a 15 μm hullámhosszon történő abszorpciót például szén-dioxid okozza. Amikor a hősugárzás elnyelődik, maguk a gázok felmelegszenek és hőt sugároznak - de minden irányba, nemcsak az űrbe, hanem a földre is. Ennek eredményeként a föld jobban felmelegszik, mint amire a napsugárzás alapján várható lenne (>> tovább).

Mivel a szóban forgó gázok nem a rövid hullámú napsugárzást, hanem csak a hősugárzást gátolják, úgy működnek a légkörben, mint egy üvegház üvegtáblái: innen ered az üvegházhatású gázok neve.

Az üvegházhatású gázok hozzájárulása az éghajlatváltozáshoz

Az üvegházhatású gázok általi felmelegedés természetes folyamat, amely nélkül a föld 33 Celsius-fok körüli hidegebb lenne (>> éghajlat). De amikor az üvegházhatású gázok koncentrációja az emberi tevékenység következtében növekszik, akkor a föld hőmérséklete is megnő - és akkor az ember által előidézett klímaváltozásról beszélünk. Most bebizonyosodott, hogy az emberi tevékenység növeli az üvegházhatású gázok koncentrációját (lásd még a >> Példa a szén-dioxidra); A következő ábra az egyes üvegházhatású gázok hozzájárulását mutatja:

Az egyes üvegházhatású gázok aránya a teljes mesterséges anyagban
Az üvegházhatású gázok kibocsátása 2004-ben szén-dioxid-egyenértékben - azaz,
az ábra a Az üvegházhatású gázok hozzájárulása az éghajlatváltozáshoz. Ábra
az >> 4. ENSZ 2007. évi klímareportból, szintéziskötet, saját fordítás.

Szén-dioxid (CO2)

A szén-dioxidot John Tyndall ír fizikus üvegházhatású gázként ismerte el a 19. század közepén (>> tovább); ez okozza az ember által okozott felmelegedés több mint háromnegyedét, ezzel ma messze a legfontosabb „mesterséges” üvegházhatású gáz. A légkör szén-dioxid-mennyiségének megduplázódása 2 és 4,5 ° C között növelheti a föld hőmérsékletét (>> tovább). Által az energiával kapcsolatos kibocsátások - A fosszilis tüzelőanyagok (szén, olaj, gáz) égetése energiatermelés céljából, az iparban, a háztartási fűtési rendszerekben és a közúti forgalomban jóval meghaladja a 30 milliárd tonnát világszerte (2011: 34,7 milliárd tonna [50]) ez az üvegházhatású gáz felszabadul.

Ehhez hozzáadódott 2011-ben 3,3 milliárd tonna tól Erdők leégése, különösen az Amazonas és Délkelet-Ázsia trópusi esőerdői. A 38 milliárd tonnás összkibocsátás majdnem felét a természetes szénelnyelők, különösen az óceánok, de a szárazföldi ökoszisztémák is elnyelik. 2002 és 2011 között a világ óceánjai átlagosan 26 százalékot szívtak fel (ez ugyanannyi lenne 2011-ben is) csaknem 10 milliárd tonna) és a szárazföldi ökoszisztémák (növekvő erdők és tőzeglápok) 28 százaléka (ez 10,6 milliárd tonnának felel meg 2011-ben; vagy nettó - azaz az égő erdők kibocsátásának levonása után) - 7,3 milliárd tonna). Ez az érték azonban évről évre jelentősen ingadozhat, a növényzet állapotától függően.

A releváns források hozzájárulása az EU növekedéséhez
Szén-dioxid koncentráció a légkörben (51).
(Egy tonna szén 3,667 tonnának felel meg
Szén-dioxid; Ábra az IPCC 2007. évi jelentéséből
[1. munkacsoport, 513. oldal], saját fordítás).

Ez azt jelenti, hogy évente átlagosan 17,5 milliárd tonna marad a légkörben, amelynek szén-dioxid-tartalma évente 2 ppm-rel emelkedik. A szén-dioxid koncentrációja a légkörben az ipar előtti 280 ppm-ről a jelenlegi 392 ppm-re emelkedett. (Az iparosodás előtti értékek jégmagokból ismertek (>> tovább); 1958 óta folyamatosan méréseket végeznek a hawaii Mauna Loa-n, amelyek az azóta tapasztalt növekedést dokumentálják; ezeket az ábra >> itt mutatja.) Miután bekerült a légkörbe A szén-dioxid sokáig ott marad: 1000 év után ennek fele még mindig a levegőben lesz. E tartózkodási idő miatt a szén-dioxid jelentősége az éghajlatváltozás szempontjából hosszú távon növekedni fog.

Németországban a szén-dioxid már az összes üvegházhatású gáz 85 százalékát teszi ki; az energiával kapcsolatos kibocsátás körülbelül 865 millió tonna/év.

>> tovább a szénforgalomról és az éghajlatváltozásról

Honnan származik a szén-dioxid?

A földi légkörben növekvő szén-dioxid forrásait különféle módszerekkel lehetett meghatározni, az izotóp-elemzés különösen értelmes: A szén két közös izotópban fordul elő: 12 C (kb. 99 százalék) és 13 C (kb. 1 százalék). A fosszilis tüzelőanyagok aránya azonban alacsonyabb, 13 C/12 C, mint a légköri szén-dioxid, és ezek is különböznek egymástól: ez az „aláírás” felhasználható a fosszilis tüzelőanyagokból származó szén-dioxid azonosítására, és a csökkenő 13 C/12 C arány megmutatja az arányt a fosszilis tüzelőanyagok aránya a növekvő teljes szén-dioxid-tartalomban (más okok is vannak a 13 C/12 C arány csökkenésére, de ezek megkülönböztethetők; a részletekért és forrásokért lásd az IPCC 2007. évi jelentését, 1. munkacsoport, 139. oldal).

A globális széndioxid-kibocsátás (fekete) és a
Változás a 13C/12C izotóparányban (piros). A mérleg
az izotóp aránya fordítva jelenik meg, úgy, hogy
az emelkedő görbe csökkenő 13C/12C izotóparányt mutat
eszközök. A görbe a Mauna Loa mérőállomásról származik. Ábra .:
Klímaváltozás 2007: A fizikai tudomány alapjai. Hozzájárulás
1. munkacsoport, 138. oldal.

A légzést meg kell tiltani?

Vannak emberek, akik tagadják az éghajlatváltozást, és az egyik érv, amelyet a globális felmelegedés és mindenekelőtt a szén-dioxid szerepének kigúnyolására használnak, az az, hogy naponta több mint hétmilliárd ember él a földön Lélegezzen ki kétmilliárd tonna szén-dioxidot - tehát mielőtt ipari kibocsátásokkal foglalkozna, először meg kell tiltania a légzést.

Az érvelés hibája (legalábbis azok számára, akik nem használják az érvelést jobb ismereteik ellen) abban rejlik, hogy a kilélegzett szén-dioxid a fotoszintézis által felépített szerves szén lebontásából származik, amely része a föld rövid távú >> szén-körforgásának. A kilélegzett szén-dioxid nem változtatja meg a föld atmoszférájának koncentrációját. A fosszilis tüzelőanyagok elégetésekor azonban felszabadul a szén, amely a geológiai idők óta kivonult ebből a ciklusból, és ezért újra bekerül a ciklusba - és ezért a légkör koncentrációjának növekedéséhez vezet.

A többi üvegházhatású gáz és a szén-dioxid összehasonlítása érdekében megteszi Globális felmelegedési potenciál (gyakran rövidítve GWP-ként az angol globális felmelegedési potenciál után) az átalakításhoz: A globális felmelegedési potenciál azt jelzi, hogy az anyag hatása milyen erős a szén-dioxidhoz képest. A metán globális felmelegedési potenciálja például 21, tehát egy tonna metán üvegházhatású, mint 21 tonna szén-dioxid. A szén-dioxid után a két legfontosabb üvegházhatású gáz a metán és a dinitrogén-oxid (nevetőgáz).

Ez a globális felmelegedési potenciál felhasználható az összes üvegházhatású gáz koncentrációjának jelzésére is a légkörben; ez az érték válik Szén-dioxid ekvivalens koncentráció és rövidítve: CO2e. Ez a koncentráció jelenleg 445 ppm körül van (szemben a 392 ppm CO2-vel).

Egyéb üvegházhatású gázok

metán

A metán (CH4) globális felmelegedési potenciálja 21 csaknem 15 százalék hozzájárul az üvegházhatáshoz (a német kibocsátás aránya jó 7 százalék). A metán mindig akkor keletkezik, amikor a szerves anyagot lebontják az oxigén kibocsátása alatt; ez elsősorban a kérődzők (szarvasmarha és juh) gyomrában, nedves rizs termesztésekor és hulladéklerakókban fordul elő. Néhány latin-amerikai országban a metán a legfontosabb üvegházhatású gáz a mezőgazdaságból a szarvasmarha-tenyésztés miatt; az atmoszférában a metánkoncentráció az iparosodás kezdete óta 151 százalékkal nőtt.

A metán növekedése a légkörben 1979 óta.
Az ábra forrása: Összefoglaló jelentés Klímaváltozás: Globális kockázatok,
Kihívások és döntések. Koppenhága, 2009. március 10–12.

A metán a földi légkörben hidroxilgyökökkel reagál (a kémiai „gyökök” különösen reaktív atomok vagy molekulák párosítatlan elektronokkal), és 10–12 év alatt szén-dioxidra és vízgőzre bomlik. Az így kapott szén-dioxid alacsonyabb globális felmelegedési potenciállal rendelkezik. mint a metán. A hidroxilgyökök azonban részt vesznek a szulfát és más aeroszolok képződésében is a légkörben, és amikor a gyökök más légszennyező anyagok helyett metánnal reagálnak, a hűtő (>> itt) aeroszolok koncentrációja csökken: Ha ez a hatás beleszámít egyrészt a metán részaránya az üvegházhatás növekedésében magasabb lehet, mint azt korábban feltételeztük (60).

Dinitrogén-oxid

Dinitrogén-oxid (nevetőgáz, N20) képződik a talajban, amikor az ásványi nitrogén műtrágyákat lebontják. Ez a mezőgazdaság által kibocsátott legfontosabb üvegházhatású gáz világszerte. A nevetőgáz globális felmelegedési potenciálja 310; az üvegházhatásban való részesedése nyolc százalék körüli, a légkörben pedig 17 százalékkal nőtt az iparosodás kezdete óta.

A dinitrogén-oxid növekedése a légkörben 1978 óta.
Az ábra forrása: Összefoglaló jelentés Klímaváltozás: Globális kockázatok,
Kihívások és döntések. Koppenhága, 2009. március 10–12.

F-gázok

CFC (Klór-fluorozott szénhidrogének) főleg hajtóanyagként és hűtőközegként használták, mivel hozzájárulnak az ózonréteg elpusztításához, felhasználásuk 1990 óta jelentősen csökkent (>> itt); a helyettesítőként használt fluorozott szénhidrogének (HFC) nem károsítják az ózonréteget, hanem üvegházhatású gázok is.

A Kiotói Jegyzőkönyv magában foglalja az alumíniumiparban létrehozottakat is perfundált szénhidrogének (PFC), és amelyet nagyfeszültségű kapcsolók szigetelőgázaként használnak Kén hexafluorid (SF6) figyelembe vették.

És mi van a vízgőzzel?

A vízgőz a legfontosabb természetes üvegházhatású gáz (>> itt). Mivel a levegőben lévő víztartalom a hőmérséklettől függ, az atmoszférában a vízgőztartalom emelkedik a hőmérséklet emelkedésével, és ezáltal fokozza más üvegházhatású gázok hatását. A szén-dioxid üvegházhatása például abszolút száraz levegőn például csak körülbelül a fele akkora, mint amennyi valójában, vagyis a vízgőz megduplázza. Ezt a hatást már figyelembe veszik a szén-dioxid és más üvegházhatású gázok globális felmelegedési potenciáljának mérlegelésekor. Ettől eltekintve a vízgőz tartalmát csak regionális módon változtatja meg az emberi tevékenység - például az esőerdők erdőirtása vagy öntözés bevezetése révén. Ezeknek a beavatkozásoknak azonban nincs jelentős globális hatása a légkör vízmérlegére (61); és ezért a vízgőzt nem külön vizsgálják a globális felmelegedésről folytatott beszélgetés során.

Egyéb kibocsátások, amelyek megváltoztatják az éghajlatot

Az üvegházhatású gázok mellett más légszennyező anyagok is megváltoztathatják a föld energiaháztartását. Az üvegházhatású gázokkal ellentétben ezek nem szívják fel a földből kisugárzott hőt, hanem más módon melegítik a földet.

A légkörben lévő koromrészecskék melegedést okoznak, mert elnyelik a napsugárzást. A hófelületekre süllyedt koromrészecskék csökkentik az albedót (>> itt), és így még jobban növelik a melegedést. Ezenkívül a Himalája gleccserein egy koromréteg felgyorsítja azok olvadását; ennek a koromrétegnek a kialakulását elősegítik az indiai szubkontinensen a monszun esőzések közötti inverziós időjárási viszonyok (a meleg levegő a föld közeli hideg levegőre kerül és megakadályozza a légcserét). A korom elsősorban a biomassza elégetéséből származik; A legnagyobb hányadot az erdők tűzoltás, kisebb hányad - mintegy ötöde - a biomassza főzési és fűtési célú elégetése adja. További források a szénkályhák (különösen Kínában) és a koromszűrővel nem rendelkező dízelüzemű járművek. Összességében a koromrészecskék adják az üvegházhatású gázok és egyéb kibocsátások által okozott teljes sugárzás 10 százalékát.

Nitrogén-oxidok és szénhidrogének

Nitrogén-oxidok és szénhidrogének képezik azokat, amelyek napfénynek vannak kitéve troposzférikus ózon (>> Nyári szmog - nem szabad összetéveszteni a sztratoszférikus ózonnal, amely az ózonréteget képezi, amely megvédi a földet a nap UV sugárzásától, lásd >> A légkör). Ez szintén fontos üvegházhatású gáz (de szerepel az egyéb kibocsátások között, mert nem közvetlenül szabadul fel, hanem más szennyező anyagokból származik). A troposzférikus ózonkoncentráció növekedése az ipari agglomerációkban és a biomasszát égető trópusi régiókban a legmagasabb, összhangban a prekurzorok képződésével, ahol az ózontartalom valószínűleg a 20. században megháromszorozódott (80). Nagyobb magasságokban az ózon légárammal is messze szállítható.

Az üvegházhatású gázok forrásai

A fosszilis tüzelőanyagokból származó szén-dioxid elsősorban a szén, az olaj és a gáz elégetéséből származik az áramtermelésben, a közlekedésben, az épületekben és az iparban. Az iparban egyes folyamatokban további szén-dioxid keletkezik - a cementiparban például körülbelül annyi szén-dioxid távozik a mészkőből, mint a fosszilis üzemanyagokból. 2011-ben a fosszilis üzemanyagok aránya a szén 43% -át, az olaj 34% -át és a gáz 18% -át tette ki; a cementiparé 5% (50). Ezen kívül van az erdőgazdálkodásból származó szén-dioxid, főleg a trópusi erdők tisztításából, valamint a mezőgazdaságban felszabaduló üvegházhatású gázok. A trópusi erdők kiirtása (bővebben >> itt) az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának legnagyobb hozzájárulása olyan országokban, mint Brazília és Indonézia (Indonéziában a szén-dioxid 70 százaléka erdőpusztításból származik); A mezőgazdaságból származó legfontosabb üvegházhatású gáz a talajból származó dinitrogén-oxid, amelyet szorosan követ a kérődzők, például a szarvasmarhák és a juhok gyomrából származó metán. A nedves rizstermesztés szintén fontos forrás. Összességében az üvegházhatású gázok termelésében a következő részesedések adódnak az egyes ágazatok számára:

Az üvegházhatást okozó gázok forrása: az egyes szektorok részesedése az EU - ban
az üvegházhatást okozó gázok teljes kibocsátása szén-dioxid-egyenértékben.
Adatok 2004-től Ábra a >> 4. ENSZ 2007. évi éghajlati jelentésből,
Szintézis szalag, saját fordítás.

A légkörben található üvegházhatású gázok történelmi felelőssége ma világossá válik, ha megvizsgáljuk az egyes országok 1880 és 2004 közötti időszakban felhalmozódott kibocsátásait. A következő ábrán ez az egy főre eső kibocsátásként jelenik meg az érthetőség kedvéért, a téglalap mérete az ország teljes kibocsátását mutatja:

Az üvegházhatást okozó gázok összesített kibocsátása Az egyes országok 1880-tól 2004-ig. Illusztráció: David JC MacKay: Fenntartható energia - forró levegő nélkül, 14. oldal. Engedély: >> cc 2.0. .

Az üvegházhatású gázok globális felmelegedésben betöltött szerepéről és minden politikai szándéknyilatkozat ellenére minden ismeret ellenére az üvegházhatású gázok kibocsátása eddig nőtt:

Az ember alkotta növekedés Az üvegházhatású gázok kibocsátása milliárd tonna szén-dioxid-egyenértékben (>> itt) évente. A színek jelentését lásd a fenti ábrán >>. Illusztráció a >> 4. ENSZ 2007. évi éghajlati jelentésből, szintéziskötet, saját fordítás.

  • Ipari kor:
  • Áttekintés
  • Ipari forradalom
  • Mezőgazdaság
  • népesség
  • Emelet
  • nyersanyagok
  • energia
  • víz
  • levegő
  • Klímaváltozás
  • Vegyszerek
  • Pazarlás
  • A fajok kihalása
  • Globális változások
  • Megjegyzések

Szén-dioxid. Ábra: Jacek FH, a >> wikipédiából, hozzáférés: 2010. augusztus 17. Engedély: >> GNU FDL 1.2