Drivhusgasser

Drivhusgasser  er gasser med høj gennemsigtighed i det synlige område og høj absorption i det mellem- og fjerninfrarøde område. Tilstedeværelsen af ​​sådanne gasser i planetariske atmosfærer fører til drivhuseffekten .

Jordens vigtigste drivhusgasser er vanddamp , kuldioxid , metan og ozon (i rækkefølge efter deres estimerede påvirkning af varmebalancen) [1] . Potentielt kan menneskeskabte halogenerede kulbrinter og nitrogenoxider også bidrage til drivhuseffekten , men på grund af lave koncentrationer i atmosfæren er vurderingen af ​​deres bidrag problematisk.

Gas
 Formel
 Bidrag
(%) 		Atmosfærisk koncentration
vanddamp H2O _ _ 36-72 %
Carbondioxid CO2 _ 9-26 % 405,5± 0,1 ppm [ 2]
Metan CH 4 4-9 % 1859±2 ppb [2]
Ozon O 3 3-7 %
Nitrogenoxid N2O _ _ 329,9±0,1 ppb [2]

De vigtigste drivhusgasser i atmosfæren på Venus og Mars er kuldioxid, som udgør 96,5% og 95,3% af atmosfærerne på disse planeter, i jordens atmosfære - vanddamp.

Vanddamp

Vanddamp er den vigtigste naturlige drivhusgas, der er ansvarlig for mere end 60% af effekten på Jorden.

Samtidig øger en stigning i jordens temperatur forårsaget af andre faktorer fordampningen og den samlede koncentration af vanddamp i atmosfæren ved en praktisk talt konstant relativ luftfugtighed , hvilket igen øger drivhuseffekten. Der opstår således en vis positiv feedback , når med en stigning i atmosfærens gennemsnitstemperatur vokser mængden af ​​fordampning fra verdenshavet, hvilket forstærker drivhuseffekten yderligere. På den anden side bidrager en stigning i luftfugtighed til en stigning i overskyethed, og skyer i atmosfæren reflekterer direkte sollys og øger derved Jordens albedo . En øget albedo fører til en anti-drivhuseffekt , hvilket i nogen grad reducerer den samlede mængde af indkommende solstråling til Jordens overflade og den daglige opvarmning af de nederste lag af atmosfæren.

Kuldioxid

Kilder til kuldioxid i jordens atmosfære er vulkanske emissioner , biosfærens vitale aktivitet , menneskelige aktiviteter ( antropogene faktorer ).

Ifølge de seneste videnskabelige data er antropogene kilder den vigtigste kilde til kuldioxid i atmosfæren. såsom afbrænding af fossile brændstoffer ; biomasseafbrænding, herunder skovrydning ; nogle industrielle processer fører til en betydelig frigivelse af kuldioxid (f.eks. produktion af cement).

De vigtigste forbrugere af kuldioxid er planter (i en tilstand af tilnærmet dynamisk ligevægt producerer de fleste biocenoser på grund af biomasses henfald omtrent den samme mængde kuldioxid, som de absorberer) og verdenshavet [3] (kulstof ). dioxid er opløst i vandet i jordens oceaner hundrede gange mere end tilstede i atmosfæren, det findes i form af bikarbonat- og karbonat - ioner , som opnås som følge af reaktioner mellem sten, vand og CO 2 ) .

Menneskeskabte emissioner øger koncentrationen af ​​kuldioxid i atmosfæren, som formodentlig er den vigtigste drivkraft bag klimaændringer. Kuldioxid er "langlivet" i atmosfæren. Ifølge moderne videnskabelige begreber er muligheden for yderligere akkumulering af CO 2 i atmosfæren begrænset af risikoen for uacceptable konsekvenser for biosfæren og den menneskelige civilisation, og derfor er dets fremtidige emissionsbudget en begrænset værdi. Koncentrationen af ​​kuldioxid i jordens atmosfære sammenlignet med den førindustrielle æra (1750) i 2017 steg fra 277 til 405 ppm med 46 % [2] .

Sammen med en årlig stigning på 2,20 ± 0,01 ppm observeres en periodisk ændring i koncentrationen med en amplitude på 3-9 ppm i løbet af året , som følger udviklingen af ​​vækstsæsonen på den nordlige halvkugle . Da alle de store kontinenter er placeret i den nordlige del af planeten, dominerer indflydelsen fra vegetationen på den nordlige halvkugle den årlige cyklus af CO 2 -koncentration . Niveauet når et maksimum i maj og et minimum i oktober, hvor mængden af ​​biomasse , der udfører fotosyntese , er størst [4] .

Metan

Levetiden for metan i atmosfæren er cirka 10 år. En relativt kort levetid, kombineret med et stort drivhuspotentiale, giver os mulighed for at genoverveje den globale opvarmningstendenser i den nærmeste fremtid.

Indtil for nylig troede man, at drivhuseffekten af ​​metan er 25 gange stærkere end kuldioxidens. Men nu hævder FN's Mellemstatslige Panel for Klimaændringer (IPCC), at metans "drivhuspotentiale" er endnu farligere end tidligere anslået. Som det følger af IPCC-rapporten citeret af Die Welt , er drivhusaktiviteten af ​​metan i 100 år 28 gange stærkere end kuldioxidens, og i et 20-års perspektiv - 84 gange [5] [6] .

Under anaerobe forhold (i sumpe, vandlidende jord, drøvtyggeres tarme) dannes metan biogent som et resultat af visse mikroorganismers vitale aktivitet.

De vigtigste menneskeskabte kilder til metan er husdyrhold , risdyrkning , biomasseforbrænding (inklusive skovrydning) .

Som nyere undersøgelser har vist, skete der en hurtig stigning i koncentrationen af ​​metan i atmosfæren i det første årtusinde af vor tidsregning (formodentlig som følge af udvidelsen af ​​landbrugsproduktionen og pastoralismen og afbrændingen af ​​skove). Mellem 1000 og 1700 faldt metankoncentrationerne med 40 %, men begyndte at stige igen i de seneste århundreder (formentlig som følge af en stigning i agerjord, græsgange og skovbrænding, brug af træ til opvarmning, en stigning i antallet af husdyr, spildevand , risdyrkning ). Udslip fra udviklingen af ​​stenkul og naturgasforekomster samt metanemissioner i sammensætningen af ​​biogas genereret på lossepladser bidrager i nogen grad til metanstrømmen .

Analyse af luftbobler i gamle gletsjere tyder på, at der er mere metan i jordens atmosfære nu end på noget tidspunkt i de sidste 400.000 år. Siden 1750 er den gennemsnitlige globale atmosfæriske koncentration af metan steget med 257 procent fra omkring 723 til 1859 volumendele per milliard (ppbv [7] ) i 2017 [2] . I løbet af det seneste årti, selvom metankoncentrationerne er fortsat med at stige, er vækstraten aftaget. I slutningen af ​​1970'erne var vækstraten omkring 20 ppbv om året. I 1980'erne aftog væksten til 9-13 ppbv om året. Mellem 1990 og 1998 var der en stigning på mellem 0 og 13 ppbv om året. Nylige undersøgelser (Dlugokencky et al.) viser en stabil koncentration på 1751 ppbv mellem 1999 og 2002. [otte]

Metan fjernes fra atmosfæren gennem flere processer. Balancen mellem metan-emissioner og fjernelsesprocesser bestemmer i sidste ende de atmosfæriske koncentrationer og opholdstid af metan i atmosfæren. Dominerende er oxidation ved kemisk reaktion med hydroxylradikaler (OH). Metan reagerer med OH i troposfæren og producerer CH3 og vand. Stratosfærisk oxidation spiller også en (mindre) rolle i at fjerne metan fra atmosfæren. Disse to reaktioner med OH tegner sig for omkring 90% af fjernelsen af ​​metan fra atmosfæren. Ud over reaktionen med OH kendes yderligere to processer: den mikrobiologiske absorption af metan i jord og metans reaktion med klor (Cl) atomer på havoverfladen. Bidraget fra disse processer er henholdsvis 7 % og mindre end 2 % [9] .

Ozon

Ozon er afgørende for liv, fordi det beskytter Jorden mod solens hårde ultraviolette stråling.

Forskere skelner dog mellem stratosfærisk og troposfærisk ozon. Det første (det såkaldte ozonlag) er den permanente og vigtigste beskyttelse mod skadelig stråling. Den anden anses for at være skadelig, da den kan overføres til jordens overflade og på grund af dens toksicitet skade levende væsener. Derudover har stigningen i indholdet af troposfærisk ozon bidraget til væksten af ​​atmosfærens drivhuseffekt. Ifølge de mest anerkendte videnskabelige skøn er ozonbidraget omkring 25 % af CO 2 - bidraget [10] .

Det meste troposfærisk ozon produceres, når nitrogenoxider (NOx ) , kulilte (CO) og flygtige organiske forbindelser reagerer kemisk i nærvær af ilt, vanddamp og sollys (muligvis resulterer i fotokemisk smog). Transport, industrielle emissioner og nogle kemiske opløsningsmidler er de vigtigste kilder til disse stoffer i atmosfæren. Metan, som er steget betydeligt i atmosfæriske koncentrationer i løbet af det seneste århundrede, bidrager også til dannelsen af ​​ozon. Levetiden for troposfærisk ozon er cirka 22 dage; hovedmekanismerne for dets fjernelse er binding i jorden, nedbrydning under påvirkning af ultraviolette stråler og reaktioner med OH- og NO 2 -radikaler [11] .

Troposfæriske ozonkoncentrationer er meget varierende og ujævne i geografisk fordeling. Der findes et system til overvågning af niveauet af troposfærisk ozon i USA [12] og Europa [13] baseret på satellitter og jordobservation. Fordi ozon kræver sollys for at dannes, forekommer høje niveauer af ozon typisk i perioder med varmt, solrigt vejr.

En stigning i ozonkoncentrationen nær overfladen har en stærk negativ effekt på vegetationen, beskadiger blade og hæmmer deres fotosyntetiske potentiale. Som følge af den historiske stigning i jordnære ozonkoncentrationer er jordoverfladens evne til at optage CO 2 sandsynligvis blevet undertrykt, og derfor er væksthastigheden af ​​CO 2 steget i det 20. århundrede. Forskere (Sitch et al. 2007) mener, at denne indirekte klimapåvirkning næsten har fordoblet bidraget fra jordnær ozon til klimaændringer. Reduktion af ozonforurening i den nedre troposfære kan kompensere for 1-2 årtiers CO 2 -emissioner , mens de økonomiske omkostninger vil være relativt små (Wallack og Ramanathan, 2009) [14] .

Nitrogenoxider

Drivhusaktiviteten af ​​lattergas er 298 gange højere end for kuldioxid. Derudover kan nitrogenoxider påvirke ozonlaget som helhed.

Siden 1750 er den gennemsnitlige globale atmosfæriske koncentration af lattergas N 2 O steget med 22 procent fra omkring 269 til 329 volumendele (ppbv) i 2017 [2] .

Freoner

Drivhusaktiviteten af ​​freoner er 1300-8500 gange højere end kuldioxidens. Den vigtigste kilde til freon er vulkanske gasser. Freonproduktion af mennesker er omkring 0,3% af de naturlige emissioner.

Se også

Noter

  1. ↑ Kiehl, JT; Kevin E. Trenberth. Jordens årlige globale gennemsnitlige energibudget //  Bulletin fra American Meteorological Society   : journal. - 1997. - Februar ( bind 78 , nr. 2 ). - S. 197-208 . — ISSN 0003-0007 . - doi : 10.1175/1520-0477(1997)078<0197:EAGMEB>2.0.CO;2 .
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 World Meteorological Organisation 22/11/2018 Status for det globale klima Arkiveret 9. december 2018 på Wayback Machine
  3. ↑ Forskere: Havet absorberer omkring en tredjedel af menneskets relaterede CO2-emissioner . Hentet 12. december 2019. Arkiveret fra originalen 15. december 2019.
  4. ↑ Carbon Dioxide Information Analysis Center ( CDIAC) - Ofte stillede spørgsmål Arkiveret 17. august 2011 på Wayback Machine 
  5. ↑ Hvorfor russisk gas ikke har noget bæredygtigt alternativ - BBC Russian . Hentet 14. maj 2014. Arkiveret fra originalen 14. maj 2014.
  6. ↑ IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Bidrag fra arbejdsgruppe I, II og III til den femte vurderingsrapport fra det mellemstatslige panel om klimaændringer [Core Writing Team, RK Pachauri og LA Meyer (red.) . IPCC, Genève, Schweiz, 151 s.] (link utilgængeligt) . Klimaændringer 2014: Synteserapport. . IPCC (2015). Hentet 4. august 2016. Arkiveret fra originalen 12. november 2018. 
  7. ↑ Milliarddele efter volumen.
  8. ↑ Drivhusgas online . Dato for adgang: 21. januar 2010. Arkiveret fra originalen 9. december 2010.
  9. ↑ IPCC's vurderingsrapporter . Hentet 21. januar 2010. Arkiveret fra originalen 15. september 2017.
  10. ↑ Klimaændringer 2007. Sammenfattende rapport fra det mellemstatslige panel om klimaændringer, på russisk (utilgængeligt link) . Hentet 18. august 2012. Arkiveret fra originalen 30. oktober 2012. 
  11. ↑ Stevenson et al. Multimodel-ensemblesimuleringer af nutidens og den nærmeste fremtid troposfærisk ozon (utilgængeligt link) . American Geophysical Union (2006). Hentet 16. september 2006. Arkiveret fra originalen 4. november 2011. 
  12. ↑ Luftkvalitetsindekset (link utilgængeligt) . Dato for adgang: 22. januar 2010. Arkiveret fra originalen 24. november 2005. 
  13. ↑ Live kort over ozon ved jordoverfladen . Dato for adgang: 22. januar 2010. Arkiveret fra originalen 19. februar 2010.
  14. ↑ The Copenhagen Diagnosis: Climate Science Report . Hentet 22. januar 2010. Arkiveret fra originalen 27. januar 2010.

Litteratur

Foreslået læsning

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger