Gaz cieplarniany

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Emisja CO2 na świecie
Emisja CO2 na świecie

Gaz cieplarniany, gaz szklarniowy (GHG, z ang. greenhouse gas) – gazowy składnik atmosfery biorący udział w efekcie cieplarnianym. Gazy cieplarniane przepuszczają większość docierającego do planety elektromagnetycznego promieniowania słonecznego (zwanego krótkofalowym) a pochłaniają  promieniowanie podczerwone (zwane długofalowym) z planety[1]. Dzięki utrudnieniu ucieczki energii w przestrzeń kosmiczną, średnia temperatura atmosfery i powierzchni planety są podwyższone[2]. W atmosferze ziemskiej gazy cieplarniane obecne są zarówno w wyniku naturalnych procesów, jak i na skutek działalności człowieka.

Rodzaje[edytuj | edytuj kod]

Do gazów cieplarnianych na Ziemi zalicza się:

Wkład gazu w efekt cieplarniany zależy od jego zdolności pochłaniania promieniowania podczerwonego i stężenia tego gazu w atmosferze. Przykładowo, metan silniej niż dwutlenek węgla pochłania promieniowanie podczerwone, ale jego ilość w atmosferze jest mniejsza, z czego wynika mniejszy udział tego gazu w efekcie cieplarnianym. Wielkością charakteryzującą możliwość wpływania wybranej substancji na efekt cieplarniany jest potencjał tworzenia efektu cieplarnianego.

Wkład poszczególnych gazów w efekt cieplarniany na Ziemi[edytuj | edytuj kod]

Zawartość gazów cieplarnianych w atmosferze ziemskiej w stosunku do roku 1990
 Osobny artykuł: Globalne ocieplenie.

Gazy według ich bezpośredniego wpływu na efekt cieplarniany[3]:

Związek chemiczny
 
Wzór chemiczny
 
Stężenie w
atmosferze[4]
Udział
(%)
Para wodna i chmury H2O 10–50,000(A) 36–72%  
Dwutlenek węgla CO2 ~400 9–26%
Metan CH4 ~1.8 4–9%  
Ozon O3 2–8(B) 3–7%  
Notatka:

(A) Ilość pary wodnej znacznie zmienia się w zależności od miejsca i warunków atmosferycznych[5]
(B) Stężenie w stratosferze. Około 90% ozonu w atmosferze znajduje się w stratosferze.

Źródła emisji na Ziemi[edytuj | edytuj kod]

Ilość dwutlenku węgla wydzielanego do atmosfery ziemskiej ze źródeł naturalnych jest 20 razy większa od emisji pochodzenia antropogenicznego (związanej z aktywnością ludzką)[6]. Występowanie innych od powyższych danych wynika z odmiennego zdefiniowania naturalnych źródeł emisji gazów cieplarnianych. Antropogeniczna emisja dwutlenku węgla jest pięciokrotnie mniejsza od naturalnej, przy zdefiniowaniu jej jako działalności wulkanicznej i procesów zachodzących w glebie[7]. W okresach dłuższych niż kilka lat te ogromne ilości emitowanego dwutlenku węgla były kompensowane przez procesy naturalne, takie jak np. wietrzenie skał czy fotosynteza, w wyniku czego przed początkiem okresu masowego spalania paliw kopalnych przez człowieka ilości dostarczanego i odbieranego dwutlenku węgla z atmosfery równoważyły się, przez co jego stężenie atmosferyczne pozostawało na poziomie 260–280 ppm w czasie 10 000 lat między maksimum ostatniego zlodowacenia a początkiem rewolucji przemysłowej[8].

Naturalne źródła[edytuj | edytuj kod]

Do naturalnych źródeł emisji gazów cieplarnianych zalicza się między innymi :

  • zbiorniki wodne (parowanie wody oraz uwalnianie rozpuszczonych w niej gazów)[9],
  • aktywność biologiczną flory i fauny,
  • aktywność wulkaniczną – emisje gazów. Wielkości emisji gazów wulkanicznych różnią się znacznie w czasie[10].

Antropogeniczne źródła[edytuj | edytuj kod]

Do źródeł emisji powodowanych działalnością człowieka zalicza się m.in.[11]:

CO2[edytuj | edytuj kod]

Od roku 1750 człowiek doprowadził do znacznego zwiększenia stężenia dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych w atmosferze[13]. Według danych Światowej Organizacji Meteorologicznej, w roku 2016 koncentracja dwutlenku węgla wyniosła 403,3±0,1 ppm (wzrost o 45% czyli ok. 125 ppm względem 1750)[14].

Ogólnoświatowa emisja dwutlenku węgla związana z działalnością człowieka wyniosła w roku 2016 36,3 mld t (28% Chiny, 15% USA, 10% Unia Europejska, 7% Indie)[15].

W Unii Europejskiej w 2005 r. z ogólnej emisji 4543 mln t na sektor energetyczny przypadło 1569,4 mln t; transport 1246,6 mln t; przemysł 942,9 mln t; gospodarstwa domowe 482,0 mln t; usługi 276,5 mln t; inne 26,0 mln t[16]. Ogółem emisja CO2 od roku bazowego protokołu z Kioto (1990) wzrosła ok. 49%[17].

97% prac naukowych o przyczynach zmian klimatu podaje, że to człowiek odpowiada za globalne ocieplenie[13].

Polska[edytuj | edytuj kod]

Nie uwzględniając użytkowania lasów i gruntów emisja CO2 w 1988 r. była najwyższa i osiągnęła 565 mln t ekwiwalentu CO2. W latach 1988–1990 emisja ta spadła do 454 mln t ekwiwalentu CO2 rocznie. Od 1999 r. poziom ten nie przekracza 400 mln t ekwiwalentu CO2 rocznie. W 2008 r. było to 394 mln t ekwiwalentu CO2 (bez uwzględnienia użytkowania gruntów i lasów)[18].

CH4[edytuj | edytuj kod]

Wraz z nastaniem rewolucji przemysłowej rozpoczął się szybki wzrost koncentracji metanu w atmosferze. W połowie lat osiemdziesiątych XX wieku, gdy stężenie gazu osiągnęło 1650 ppb, wzrost spowolnił, a między rokiem 2000 i 2006 r. całkowicie ustał[9]. Od roku 2006 ponownie obserwuje się jednak wzrost koncentracji metanu w atmosferze[9]: według danych Światowej Organizacji Meteorologicznej, w roku 2016 stężenie CH4 wyniosło 1853±2 ppb (wzrost o 157% czyli ok. 1132 ppb względem 1750)[14]. Przyczyny ostatniego przyrostu ilości metanu w atmosferze są tematem badań[19]. Analizy składu izotopowego wskazują, że jest on efektem aktywności bakterii (np. w bagnach, zbiornikach słodkiej wody, na wysypiskach czy w związku z rolnictwem)[20].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Greenhouse gases - AMS Glossary, glossary.ametsoc.org [dostęp 2018-09-18] (ang.).
  2. Marcin Popkiewicz, Aleksandra Kardaś, Szymon Malinowski, Efekt cieplarniany - jak to działa, naukaoklimacie.pl, 12 stycznia 2015 [dostęp 2018-09-18] (pol.).
  3. J.T. Kiehl, Kevin E. Trenberth. Earth’s annual global mean energy budget. „Bulletin of the American Meteorological Society”. 78, s. 197–208, 2006-05-01. 
  4. Climate Change Indicators in the United States. [dostęp 2015-12-14].
  5. Wallace, John M. and Peter V. Hobbs. Atmospheric Science; An Introductory Survey.Elsevier. Second Edition, 2006. ​ISBN 978-0-12-732951-2​. Chapter 1.
  6. Vital Climate Graphics (ang.). UNEP/GRID-Arendal.
  7. Kucowski J., Laudyn D., Przekwas M., Wyd. WNT: Energetyka a ochrona środowiska. Warszawa: 1993.
  8. Chapter 7. Couplings Between Changes in the Climate System and Biogeochemistry. W: Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.): Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2007.. ISBN 978-0-521-88009-1. (ang.)
  9. a b c Carbon and Other Biogeochemical Cycles [w:] IPCC, Climate Change 2013 - The Physical Science Basis, „Cambridge Core”, 2009, DOI10.1017/cbo9781107415324 [dostęp 2018-09-18] (ang.).
  10. Hoffmann, PF, AJ Kaufman, GP Halverson, DP Schrag. A neoproterozoic snowball earth. , 1998 (ang.). 
  11. IPCC Fourth Assessment Report, Working Group I Report „The Physical Science Basis” (ang.).
  12. Copious Fertilizer Down on the Farm Means More Global Warming Pollution up in the Sky. Scientific American.
  13. a b Mit: Nauka nie jest zgodna w temacie globalnego ocieplenia., naukaoklimacie.pl [dostęp 2015-12-14].
  14. a b GAW, WMO Greenhouse Gas Bulletin (GHG Bulletin), t. 13, library.wmo.int, 2017, ISSN 2078-0796 [dostęp 2018-09-18].
  15. Publikacja w otwartym dostępie – możesz ją bezpłatnie przeczytać Corinne Le Quéré i inni, Global Carbon Budget 2017, „Earth System Science Data”, 10 (1), 2018, s. 405–448, DOI10.5194/essd-10-405-2018 (ang.).
  16. Leszek Szczygieł: Powstrzymanie zmian klimatycznych – konieczność czy kosztowne fanaberie. www.elektroenergetyka.pl. s. 805. [dostęp 2009-04-23].
  17. Global carbon emissions reach record 10 billion tonnes – threatening two degree target (ang.). 2011.
  18. GIOŚ – Główny Inspektorat Ochrony Środowiska: Zmiany klimatu.
  19. Aleksandra Kardaś, Nieoczywisty metan, naukaoklimacie.pl, 14 grudnia 2016 [dostęp 2018-09-18] (pol.).
  20. Stefan Schwietzke i inni, Upward revision of global fossil fuel methane emissions based on isotope database, „Nature”, 538 (7623), 2016, s. 88–91, DOI10.1038/nature19797, ISSN 0028-0836 [dostęp 2018-09-18] (ang.).

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]

Global Carbon Project - aktualne dane o emisjach dwutlenku węgla i metanu (w tym atlas emisji CO2)

Biuletyn Światowej Organizacji Meteorologicznej o Gazach Cieplarnianych