Почему CO2 привлекает больше всего внимания, когда существует так много других улавливающих тепло газов?

Изменение климата — это прежде всего проблема слишком большого количества углекислого газа ( CO₂) в атмосфере. Эта углеродная перегрузка возникает в основном, когда мы сжигаем ископаемое топливо, такое как уголь, нефть и газ, или вырубаем и сжигаем леса.

Существует много улавливающих тепло газов (от метана до водяного пара), но CO₂ подвергает нас наибольшему риску необратимых изменений, если он продолжит неуклонно накапливаться в атмосфере. На это есть две ключевые причины.

CO2 вызвал большую часть потепления

СО₂ вызвало большую часть потепления, и ожидается, что его влияние продолжится

СО₂ внес больший вклад в изменение климата в период с 1750 по 2011 год, чем любой другой фактор.

В 2013 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) выпустила глобальную оценку климата, в которой сравнивалось влияние трех изменений в окружающей среде, вызванных деятельностью человека в период с 1750 по 2011 год: выбросы основных улавливающих тепло газов и мельчайших частиц, известных как аэрозоли, а также изменение землепользования.

Измеряя содержание удерживающих тепло газов в ледяных кернах, атмосфере и других факторах климата, а также используя модели, МГЭИК рассчитала «радиационное воздействие» (РВ) каждого фактора климата, другими словами, чистое увеличение (или уменьшение ) в количестве энергии, достигающей поверхности Земли, относящейся к этому климатическому фактору.

Положительные значения RF представляют среднее потепление поверхности, а отрицательные значения представляют среднее охлаждение поверхности. Всего СО₂ имеет самый высокий положительный RF (см. рисунок 1) из всех климатических факторов, на которые влияет человек, по сравнению с МГЭИК.

Другие газы обладают более мощной способностью улавливать тепло (молекула на молекулу), чем CO.₂ (например, метан), но их просто гораздо меньше в атмосфере.

CO2 остается

СО₂ торчит

После импульса CO₂ выбрасывается в атмосферу, 40 % останутся в атмосфере в течение 100 лет, а 20 % останутся в ней в течение 1000 лет, а последние 10 % потребуют 10 000 лет для обращения. Это буквально означает, что тепловые выбросы, которые мы выпускаем сегодня из наших автомобилей и электростанций, определяют климат, который унаследуют наши дети и внуки.

А водяной пар?

А водяной пар?

Водяной пар является наиболее распространенным улавливающим тепло газом, но редко обсуждается при рассмотрении антропогенного изменения климата.Основная причина заключается в том, что водяной пар имеет короткий цикл в атмосфере (в среднем 10 дней), прежде чем он включится в погодные явления и упадет на Землю, поэтому он не может накапливаться в атмосфере так же, как углекислый газ. Однако с водяным паром существует порочный круг, в котором чем больше CO₂ выбрасывается в атмосферу и температура Земли повышается, больше воды испаряется в атмосферу Земли, что увеличивает температуру планеты. Атмосфера с более высокой температурой может содержать больше водяного пара, чем раньше.

Углеродная перегрузка

Слишком много хорошего: углеродная перегрузка

Земля получает энергию, идущую от Солнца с различными длинами волн, некоторые из которых мы видим как солнечный свет, а другие невидимы невооруженным глазом, например, коротковолновое ультрафиолетовое излучение и длинноволновое инфракрасное излучение.

Когда эта энергия проходит через атмосферу Земли, часть ее отражается обратно в космос облаками и мелкими частицами, такими как сульфаты; часть отражается поверхностью Земли; часть поглощается атмосферой такими веществами, как сажа, стратосферный озон и водяной пар (относительные пропорции см. желтыми стрелками на рис. 2). Оставшаяся солнечная энергия поглощается самой Землей, нагревая поверхность планеты.

Если бы вся энергия, излучаемая с поверхности Земли (оранжевая стрелка «тепловой поверхности» на рис. 2), уходила в космос, планета была бы слишком холодной для поддержания человеческой жизни.

К счастью, как показано на Рисунке 2 (оранжевая стрелка «тепловой поверхности вниз»), часть этой энергии остается в атмосфере, где она отправляется обратно к Земле облаками, высвобождается облаками, когда они конденсируются, образуя дождь или снег, или поглощается атмосферными газами, состоящими из трех или более атомов, такими как водяной пар ( H₂О), двуокись углерода (СО₂), закись азота ( N₂O) и метан (CH₄).

Длинноволновое излучение, поглощаемое этими газами, в свою очередь переизлучается во всех направлениях, в том числе обратно к Земле, и часть этой переизлучаемой энергии снова поглощается этими газами и переизлучается во всех направлениях.

В результате большая часть исходящего излучения остается в атмосфере, а не уходит в космос.

Улавливающие тепло газы в сбалансированных пропорциях действуют как одеяло, окружающее Землю, поддерживая температуру в диапазоне, который позволяет жизни процветать на планете с жидкой водой.

К сожалению, эти газы, особенно CO₂— накапливаются в атмосфере в возрастающих концентрациях в результате деятельности человека, такой как сжигание ископаемого топлива в автомобилях и промышленных процессах на электростанциях, а также вырубка лесов для сельского хозяйства или развития.

В результате изолирующее покрытие становится слишком толстым и перегревает Землю, поскольку в космос уходит меньше энергии (тепла).