Что такое парниковые газы и почему нам нужно о них беспокоиться? Простой объяснитель

Они находятся в атмосфере и влияют на энергетический баланс планеты.

Время чтения: 10 минут чтения
Перезагрузить

Их обвиняют в увеличении глобального потепления, но они также играют ключевую роль в энергетическом балансе планеты. Они вызывают парниковый эффект, и среди наиболее известных из них углекислый газ, метан и закись азота. Это парниковые газы.

Проще говоря, парниковые газы — это газы в атмосфере Земли, которые удерживают тепло. Они пропускают солнечную энергию, но затем улавливают тепло внутри атмосферы.

Парниковые газы присутствуют в атмосфере в низких концентрациях (и существуют уже миллионы лет), но с началом промышленной революции их доля увеличилась. Антропогенная деятельность (в основном в результате промышленной деятельности, а также сельского хозяйства и транспорта) вызвала резкое увеличение выбросов парниковых газов, которые, в свою очередь, удерживают больше тепла и вызывают повышение температуры. Вот почему парниковые газы связаны с антропогенным глобальным потеплением.

РЕКЛАМНОЕ ОБЪЯВЛЕНИЕ

Но давайте сделаем это по одному шагу за раз.

• 1 Что такое парниковый эффект?
• 2 Каковы основные парниковые газы?
• 3 Почему сейчас происходят изменения в парниковых газах?
• 4 Каковы последствия выделения большего количества газов?
• 5 Итак, какое решение?

Что такое парниковый эффект?

Парниковый эффект был обнаружен учеными в 1896 году. Это естественное потепление планеты, которое происходит, когда газы в атмосфере улавливают солнечное тепло, которое в противном случае ушло бы в космос.

До 30 % поступающей на планету солнечной энергии отражается обратно в космос, а остальные 70 % через атмосферу выходят на поверхность и поглощаются атмосферой, землей и океанами и нагревают планеты.

Тепло преобразуется в невидимый инфракрасный свет. Часть его уходит в космос, а большая часть поглощается парниковыми газами и вызывает еще большее потепление. Концентрация газов в атмосфере составляла около 200 частей на миллион большую часть последних 800 000 лет.

РЕКЛАМНОЕ ОБЪЯВЛЕНИЕ

Хотя точная модель очень сложна, а цифры иногда трудно точно определить, парниковый эффект известен уже более века. Это подтверждается неопровержимыми научными данными и, в принципе, его довольно легко понять. Большинство детей изучают его в школе.

Каковы основные парниковые газы?

Существует группа газов, ответственных за парниковый эффект, включая двуокись углерода, метан, двуокись азота, водяной пар и фторсодержащие газы. Они имеют разные химические свойства и могут постепенно увеличиваться или уменьшаться в атмосфере в результате различных процессов. Один процесс, который является наиболее актуальным в настоящее время (и был в течение последнего столетия), — это человеческая деятельность.

Углекислый газ (СО₂) приходится 76% глобальных антропогенных выбросов. После выброса в атмосферу около 40 % остаются в течение 100 лет, 20 % — через 1000 лет и 10 % — до 10 000 лет спустя.

Между тем, метан ( CH₄) остается в атмосфере меньше времени, чем углекислый газ, но он намного сильнее с точки зрения парникового эффекта. Его воздействие на глобальное потепление в 25 раз больше, чем у углекислого газа за 100 лет. На его долю приходится 16% антропогенных выбросов парниковых газов.

Закись азота (N₂O) также является мощным газом с потенциалом глобального потепления в 300 раз больше, чем у углекислого газа в 100-летней шкале времени. Он остается в атмосфере более века и составляет 6% антропогенных выбросов парниковых газов во всем мире.

Фторсодержащие газы представляют собой группу газов, образующихся в результате деятельности человека в различных промышленных и производственных процессах. Они сгруппированы в трифторид азота (NF₃), гексафторид серы (SF₆), перфторуглероды (ПФУ) и гидрофторуглероды (ГФУ).

На их долю приходится всего 2% выбросов парниковых газов, вызванных деятельностью человека, но они улавливают гораздо больше тепла. Их потенциал глобального потепления значительно высок, и они имеют длительный срок жизни в атмосфере. ГФУ заменили хлорфторуглероды (ХФУ) и гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), но в настоящее время от них пытаются отказаться из-за их потенциала глобального потепления.

Наконец, водяной пар считается самым распространенным парниковым газом. Он не связан напрямую с деятельностью человека, но может также возникать из-за других парниковых газов, выделяемых человеком.В постоянном цикле обратной связи больше воды поглощает больше тепла, что приводит к большему глобальному потеплению.

Почему сейчас происходят изменения в парниковых газах?

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC) утверждает, что существует ряд факторов, которые могут способствовать выбросу парниковых газов. В принципе, на них влияют экономическая деятельность, использование энергии, технологии и модели землепользования.

Сжигание угля, нефти и природного газа для выработки электроэнергии составляет четверть глобальных антропогенных выбросов. Это самый важный источник. Такая деятельность была причиной 27,5% выбросов в США в 2017 году. Основной парниковый газ выделяется, потому что это двуокись углерода, при этом также выделяется меньшее количество метана и закиси азота.

Еще четверть выбросов парниковых газов приходится на сельское хозяйство и землепользование, например на вырубку лесов. В 2017 году на разведение домашнего скота и сбор урожая приходилось 8,4% выбросов в США. Большая часть выбрасываемых газов представляла собой метан, образующийся в основном в результате отрыжки и отрыжки коров, и закись азота, вызываемая удобрениями.

Все деревья, растения и почва способны поглощать углекислый газ из воздуха. В случае растений и деревьев это осуществляется посредством фотосинтеза. Изменения в землепользовании, такие как обезлесение, лесовосстановление или облесение, могут увеличить уровень углерода в атмосфере или уменьшить его за счет удаления или поглощения CO2.

Пятая часть глобальных антропогенных выбросов генерируется промышленным сектором, вызванным такими видами деятельности, как производство товаров и сырья, таких как цемент и сталь, пищевая промышленность и строительство. В США 22,4% антропогенных выбросов в 2017 году приходилось на промышленный сектор. В основном это был CO2, за которым следовали метан, закись азота и фторсодержащие газы.

Транспорт также играет ключевую роль, поскольку на сжигание ископаемого топлива для питания транспортных систем приходится 14% глобальных антропогенных выбросов.В США транспортный сектор является основным источником всех парниковых газов. Углекислый газ является основным газом, выделяемым в этом секторе, за ним следуют метан и закись азота. Автомобили и грузовики объясняют 80% выбросов транспортного сектора в США.

Наконец, управление зданиями по всему миру приводит к 6,4% глобальных выбросов. На дома и предприятия приходится 11% выбросов в США, которые состоят из двуокиси углерода и метана в результате сжигания ископаемого топлива для отопления и приготовления пищи. Есть и другие источники, связанные с управлением отходами и утечками хладагентов.

Таковы основные источники техногенных выбросов парниковых газов, происходящих в настоящее время в мире.

Каковы последствия выделения большего количества газов?

Выбросы парниковых газов, вызванные деятельностью человека, выше, чем когда-либо. Концентрации растут с каждым годом, и планета нагревается. Средняя температура на планете увеличилась более чем на один градус Цельсия с доиндустриальных времен, при этом две трети потепления произошло всего за последние несколько десятилетий.

По данным Всемирной метеорологической организации, все пять лет между 2014 и 2018 годами были самыми жаркими за всю историю наблюдений. Хотя страны представили планы по уменьшению своего воздействия на климат, они далеки от амбициозных и приведут к дальнейшему повышению температуры.

Но опять же, это большое дело — почему глобальное потепление так плохо?

Глобальное потепление, вызванное деятельностью человека, изменяет климатическую систему Земли во многих отношениях. Он вызывает более частые и интенсивные экстремальные погодные явления, такие как волны тепла и ураганы, усугубляет экстремальные осадки, делая, например, засушливые районы более сухими, и изменяет экосистемы и естественную среду обитания, изменяя географические ареалы и сезонную деятельность. Исследования показали, что ураганы становятся больше и сильнее из-за изменения климата, засуха также встречается гораздо чаще, а лесные пожары также сильно усугубляются изменением климата.Все эти события происходят сейчас, стоят больших денег и ставят под угрозу здоровье (и даже жизни) людей.

Повышение уровня моря также является важным следствием изменения климата. Здесь задействованы два явления: первое и наиболее важное — это таяние льдов на полюсах, которое попадает в Мировой океан и вызывает повышение уровня моря. Второе — тепловое расширение, вызванное повышением температуры, и оно также может способствовать повышению уровня моря. Эти явления не должны произойти в какой-то момент в отдаленном будущем — они происходят прямо сейчас. Целые семьи на низменных островах были вынуждены переехать, поскольку их дома медленно поглощает поднимающееся море.

Все экосистемы также подвержены влиянию изменения климата. Обесцвечивание кораллов, вытеснение существ из их исторической среды обитания и повышение температуры океана — все это происходит прямо сейчас с опасными и долгосрочными последствиями.

Более теплый мир влияет не только на мир природы, но и на человечество. Насекомые, распространяющие такие болезни, как Зика, лучше себя чувствуют при более высоких температурах, прибывая в регионы, которые ранее не были затронуты. Врачи и исследователи во всем мире согласны с тем, что изменение климата создает новые (и потенциально разрушительные) риски для здоровья.

Запасы продовольствия также могут сократиться из-за наводнений и засух, поскольку урожайность сельскохозяйственных культур может снизиться. Это всего лишь несколько последствий и просто то, что происходит сейчас. Если концентрация парниковых газов продолжит расти, последствия, безусловно, будут драматичными.

В целом, это изменение климата может привести к огромным переменам, и за это придется заплатить цену, которую мы, вероятно, не сможем себе позволить.

Итак, каково решение?

Планета много раз переживала периоды потепления и похолодания в своей геологической истории. Движимые силами природы, эти изменения обычно происходили в течение миллионов или, в худшем случае, тысяч лет.У жизни было время адаптироваться, и даже в этом случае резкие изменения, как правило, приводили к значительным потерям жизней и биоразнообразию. Предположительно, жизнь может прийти в норму даже после драматических климатических явлений, но смогут ли люди выжить — это другой (и гораздо более сложный вопрос).

Но в отличие от предыдущих событий, сегодняшнее потепление происходит со скоростью, которую нельзя связать только с естественными причинами. Существует множество доказательств того, что виновата деятельность человека, но они также могут найти решение.

Ученые задокументировали основные источники парниковых газов, а также предложили способы уменьшения нашего воздействия на климат, но задача стоит немалая. Это потребует агрессивных и быстрых действий, направленных на углеродно-нейтральный мир уже к 2050 году. Для этого необходимо остановить производство и потребление ископаемого топлива, а также вырубку лесов. Помимо разработки большего количества возобновляемых источников энергии, мы также должны хранить как можно больше нефти и угля в земле и не сжигать их. Нам необходимо разработать устойчивые продовольственные системы, экологически чистый транспорт и более экологичные строительные материалы. Нам нужны системные изменения на всех уровнях общества, особенно на уровне политики.

Парижское соглашение 2015 года — хороший первый шаг. В соглашении рекомендуются действия, направленные на сокращение выбросов и поддержание потепления в пределах двух градусов Цельсия выше доиндустриального уровня (с дополнительной целью в 1,5 градуса Цельсия). Это значительно уменьшит последствия глобального потепления. Но мы даже не на пути к тому, чтобы это произошло. От всех стран требуется больше усилий и амбиций, если мы хотим держать парниковые газы под контролем. В противном случае мы должны быть готовы заплатить цену.