Потенциал глобального потепления

Глобальное потепление и изменение климата, сегодняшняя самая актуальная тема в глобальном масштабе и одна из самых серьезных угроз в истории человечества, является очень обширным явлением, и существует множество научных параметров, которые могут помочь нам понять различные аспекты глобального потепления и изменение климата должным образом. Выбросы парниковых газов, особенно антропогенные выбросы ПГ, являются основным фактором, ответственным за всю эту проблему. Теперь, чтобы понять «воздействие» выбросов парниковых газов на атмосферу/климат, разрабатываются, изучаются и применяются различные «показатели». Показатели используются для количественной оценки вклада выбросов различных веществ в изменение климата и, таким образом, могут выступать в качестве «курсов обмена» в многокомпонентной политике или сравнениях выбросов из регионов/стран или источников/секторов. Метрики также используются в таких областях, как оценка жизненного цикла и моделирование интегрированной оценки. Одним из таких показателей является потенциал глобального потепления. Некоторыми другими примерами показателей являются радиационное воздействие (RF), глобальный температурный потенциал (GTP) и т. д.

ПГП как показатель и как рассчитывается ПГП

Чтобы понять ПГП, важно понять концепцию радиационного воздействия. Радиационное воздействие (RF) — это чистое изменение энергетического баланса Земли из-за вынужденного нарушения. И мгновенная RF относится к мгновенному изменению чистого нисходящего радиационного потока (коротковолнового плюс длинноволнового; в Вт/м 2 ) из-за наложенного возмущения. Это воздействие обычно определяется изменениями потока в верхних слоях атмосферы (TOA) или в климатологической тропопаузе.

Потенциал глобального потепления (GWP) определяется как интегрированное по времени RF из-за импульсного выброса данного компонента по отношению к импульсному выбросу равной массы CO.₂. Или, другими словами, ПГП — это отношение абсолютного потенциала глобального потепления (АГП) для любого компонента к АГПП для эталонного газа CO.₂, где AGWP рассчитывается путем интегрирования RF из-за импульсов излучения за выбранный временной горизонт.

Таким образом, ПГП является «относительным показателем» (а не абсолютным), который сравнивает изменение, вызванное веществом, с изменением, вызванным равным количеством эталонного вещества, которым в данном случае является CO.₂ газ. Таким образом, очевидно, что ПГП для CO₂ всегда 1.

Некоторые значения ПГП и основные решающие факторы

В таблице 1 приведены значения ПГП для некоторых газов, которые важны при изучении глобального потепления, а некоторые из них имеют решающее значение для разрушения озонового слоя.

Выбор временной шкалы сильно влияет на значения ПГП. GWP обычно интегрируется за 20, 100 или 500 лет. ПГП для временного горизонта в 100 лет был впервые принят в качестве показателя в Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН) и введен в действие в Киотском протоколе 1997 года. Нет никаких научных аргументов в пользу выбора 100 лет по сравнению с другими вариантами. Выбор временной шкалы является оценочным суждением, поскольку он в основном зависит от того, где его предполагается применять.

Другими важными вариантами выбора являются фоновая атмосфера, на которую накладываются расчеты ПГП, а также способы учета косвенных эффектов и обратных связей. Джиллет и Мэтьюз включили обратные связи между климатом и углеродом в расчеты ПГП для CH.₄ и н₂O и обнаружил, что это увеличило значения примерно на 20% за 100 лет. [2] Типичные значения после включения обратной связи климат-углерод: Для CH₄-GWP20 = 86 и GWP 100 = 34 и для N₂O- GWP20 = 268 и GWP 100 = 298.

Неопределенности в расчете ПГП

Диапазоны неопределенности в AGWP для CO₂ были оценены как (+ или -) 18% и (+ или -) 26% для 20 и 100 лет. Райзингер и другие. оценил неопределенность в GWP100 для CH₄ примерно от -30 до +40%. [3] Как правило, эти неопределенности увеличиваются с увеличением временного горизонта. Кроме того, для более короткоживущих газов неопределенности в ПГП больше.

Уверенность в способности предоставить полезные показатели на временных горизонтах в несколько столетий очень низка из-за нелинейных эффектов, больших неопределенностей для многовековых процессов и сильных предположений о постоянных фоновых условиях. Таким образом, ДО5 МГЭИК рассматривает часовые пояса до 100 лет (в отличие от ДО4, который также включал значения ПГП за 500 лет). Однако эти временные масштабы важны для таких газов, как CO.₂, СФ₆ и ПФУ. Для СО₂, через 500 лет остается около 20-40% первоначального прироста концентрации. Что касается ПФУ-14, то через 500 лет 99% выбросов все еще находятся в атмосфере.

Приложения и заключение

Наиболее важным применением ПГП является расчет вклада CO.₂ эквивалентные выбросы по любому компоненту, сектору или стране.

Кроме того, метрики не определяют цели и политики; они являются инструментами, позволяющими оценивать и реализовывать многокомпонентные политики. Таким образом, ПГП может быть или не быть наиболее подходящей метрикой для политики в зависимости от того, какие аспекты изменения климата наиболее важны для конкретного приложения.

Значения ПГП, как и все значения показателей, нуждаются в периодическом обновлении в связи с изменением атмосферных условий, а также в улучшении исходных данных.

© Виджайсин Джадхав. Автор разрешает копировать, распространять и демонстрировать эту работу в неизменном виде с указанием автора только в некоммерческих целях. Все остальные права, включая коммерческие права, принадлежат автору.

использованная литература

[1] Г. Д. Мире и другие., «Антропогенное и естественное радиационное воздействие», в сб. Изменение климата 2013: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата, изд. Т. Ф. Стокет и другие. (Издательство Кембриджского университета, 2013 г.).

[2] Н. П. Джиллетт и Х. Д. Мэтьюз, «Учет обратных связей углеродного цикла в сравнении эффектов глобального потепления парниковых газов», Окружающая среда. Рез. лат. 5, 034011 (2010).

[3] А. Райзингер, М. Майнсхаузен и М.Мэннинг, «Будущие изменения потенциалов глобального потепления при репрезентативных путях концентрации», Environ. Рез. лат. 6, 024020 (2011).