Zatrzymując ciepło słoneczne, gazy cieplarniane sprawiają, że Ziemia jest zdolna do życia dla ludzi i milionów innych gatunków. Ale teraz ilość tych gazów stała się zbyt duża, a to może radykalnie wpłynąć na to, które organizmy iw jakich regionach mogą przetrwać na naszej planecie.
Poziomy gazów cieplarnianych w atmosferze są obecnie wyższe niż kiedykolwiek w ciągu ostatnich 800 lat, a dzieje się tak głównie dlatego, że ludzie wytwarzają je w ogromnych ilościach, spalając paliwa kopalne. Gazy pochłaniają energię słoneczną i utrzymują ciepło blisko powierzchni Ziemi, zapobiegając jego ucieczce w kosmos. To zatrzymywanie ciepła nazywa się efektem cieplarnianym.
Teoria efektu cieplarnianego zaczęła nabierać kształtu w XIX wieku. W 19 roku francuski matematyk Joseph Fourier obliczył, że Ziemia byłaby znacznie zimniejsza, gdyby nie miała atmosfery. W 1824 szwedzki naukowiec Svante Arrhenius po raz pierwszy ustalił związek między wzrostem emisji dwutlenku węgla ze spalania paliw kopalnych a efektem ocieplenia. Prawie sto lat później amerykański klimatolog James E. Hansen powiedział Kongresowi, że „efekt cieplarniany został odkryty i już zmienia nasz klimat”.
Dzisiaj „zmiana klimatu” to termin, którego naukowcy używają do opisania złożonych zmian spowodowanych przez stężenia gazów cieplarnianych, które wpływają na pogodę i systemy klimatyczne naszej planety. Zmiana klimatu obejmuje nie tylko wzrost średnich temperatur, które nazywamy globalnym ociepleniem, ale także ekstremalne zjawiska pogodowe, zmieniające się populacje i siedliska dzikich zwierząt, podnoszący się poziom mórz i szereg innych zjawisk.
Na całym świecie rządy i organizacje, takie jak Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC), organ ONZ, który śledzi najnowsze osiągnięcia naukowe na temat zmian klimatu, mierzą emisje gazów cieplarnianych, oceniają ich wpływ na planetę i proponują rozwiązania do obecnego klimatu. sytuacje.
Główne rodzaje gazów cieplarnianych i ich źródła
Dwutlenek węgla (CO2). Dwutlenek węgla jest głównym rodzajem gazów cieplarnianych – odpowiada za około 3/4 wszystkich emisji. Dwutlenek węgla może zalegać w atmosferze przez tysiące lat. W 2018 roku obserwatorium pogodowe na szczycie wulkanu Mauna Loa na Hawajach odnotowało najwyższy średni miesięczny poziom dwutlenku węgla wynoszący 411 części na milion. Emisje dwutlenku węgla wynikają głównie ze spalania materiałów organicznych: węgla, ropy naftowej, gazu, drewna i odpadów stałych.
Metan (CH4). Metan jest głównym składnikiem gazu ziemnego i jest emitowany ze składowisk, przemysłu gazowego i naftowego oraz rolnictwa (zwłaszcza z układu pokarmowego roślinożerców). W porównaniu z dwutlenkiem węgla cząsteczki metanu utrzymują się w atmosferze przez krótki czas – około 12 lat – ale są co najmniej 84 razy bardziej aktywne. Metan odpowiada za około 16% wszystkich emisji gazów cieplarnianych.
Podtlenek azotu (N2O). Tlenek azotu stanowi stosunkowo niewielką część globalnej emisji gazów cieplarnianych — około 6% — ale jest 264 razy silniejszy niż dwutlenek węgla. Według IPCC może pozostawać w atmosferze przez sto lat. Rolnictwo i hodowla zwierząt, w tym nawozy, obornik, spalanie odpadów rolniczych i spalanie paliw są największymi źródłami emisji tlenków azotu.
gazy przemysłowe. Grupa gazów przemysłowych lub fluorowanych obejmuje takie składniki, jak fluorowęglowodory, perfluorowęglowodory, chlorofluorowęglowodory, sześciofluorek siarki (SF6) i trifluorek azotu (NF3). Gazy te stanowią zaledwie 2% wszystkich emisji, ale mają tysiące razy większy potencjał zatrzymywania ciepła niż dwutlenek węgla i pozostają w atmosferze przez setki tysięcy lat. Gazy fluorowane są używane jako chłodziwa, rozpuszczalniki i czasami są produktami ubocznymi produkcji.
Inne gazy cieplarniane to para wodna i ozon (O3). Para wodna jest w rzeczywistości najpowszechniejszym gazem cieplarnianym, ale nie jest monitorowana w taki sam sposób jak inne gazy cieplarniane, ponieważ nie jest emitowana w wyniku bezpośredniej działalności człowieka, a jej wpływ nie jest w pełni zrozumiały. Podobnie ozon przyziemny (tzw. troposferyczny) nie jest emitowany bezpośrednio, ale powstaje w wyniku złożonych reakcji między zanieczyszczeniami w powietrzu.
Efekty gazów cieplarnianych
Akumulacja gazów cieplarnianych ma długofalowe konsekwencje dla środowiska i zdrowia ludzi. Oprócz powodowania zmian klimatycznych, gazy cieplarniane przyczyniają się również do rozprzestrzeniania się chorób układu oddechowego spowodowanych smogiem i zanieczyszczeniem powietrza.
Ekstremalne warunki pogodowe, zakłócenia w dostawach żywności i nasilenie pożarów to również konsekwencje zmian klimatycznych spowodowanych przez gazy cieplarniane.
W przyszłości, ze względu na gazy cieplarniane, modele pogodowe, do których jesteśmy przyzwyczajeni, ulegną zmianie; niektóre gatunki żywych istot znikną; inni będą migrować lub rosnąć liczebnie.
Jak zmniejszyć emisje gazów cieplarnianych
Praktycznie każdy sektor gospodarki światowej, od produkcji po rolnictwo, od transportu po elektryczność, emituje do atmosfery gazy cieplarniane. Jeśli mamy uniknąć najgorszych skutków zmiany klimatu, wszyscy muszą przestawić się z paliw kopalnych na bezpieczniejsze źródła energii. Kraje na całym świecie uznały tę rzeczywistość w paryskim porozumieniu klimatycznym z 2015 roku.
20 krajów świata, na czele z Chinami, Stanami Zjednoczonymi i Indiami, wytwarza co najmniej trzy czwarte światowych emisji gazów cieplarnianych. Szczególnie konieczne jest wdrożenie skutecznej polityki redukcji emisji gazów cieplarnianych w tych krajach.
W rzeczywistości istnieją już technologie redukcji emisji gazów cieplarnianych. Obejmują one wykorzystanie odnawialnych źródeł energii zamiast paliw kopalnych, poprawę efektywności energetycznej i zmniejszenie emisji dwutlenku węgla poprzez pobieranie opłat.
W rzeczywistości na naszej planecie pozostała już tylko 1/5 „budżetu węglowego” (2,8 biliona ton) – maksymalna ilość dwutlenku węgla, która może dostać się do atmosfery bez powodowania wzrostu temperatury o więcej niż dwa stopnie.
Aby powstrzymać postępujące globalne ocieplenie, potrzeba czegoś więcej niż tylko porzucenie paliw kopalnych. Według IPCC powinna ona opierać się na wykorzystaniu metod absorpcji dwutlenku węgla z atmosfery. Dlatego konieczne jest sadzenie nowych drzew, zachowanie istniejących lasów i łąk oraz wychwytywanie dwutlenku węgla z elektrowni i fabryk.