Jakie gazy powodują przegrzanie atmosfery?

Gazy powodujące przegrzanie atmosfery to te, które pochłaniają i emitują promieniowanie w podczerwieni. Podobnie gazy uszkadzające warstwę ozonową przyczyniają się do przegrzania, ponieważ ułatwiają większą penetrację promieniowania ultrafioletowego.

Globalne ocieplenie to wzrost średniej temperatury w biosferze Ziemi, która występuje z powodu efektu cieplarnianego. Efekt ten jest naturalnym zjawiskiem, które polega na blokowaniu wyjścia ciepła naziemnego (promieniowanie podczerwieni) w kierunku przestrzeni kosmicznej.

Gazy, które wytwarzają przegrzanie. Źródło: luźna krawat [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)]

Ta blokada jest wykonywana przez jeden z gazów, które naturalnie tworzą atmosferę Ziemi, taką jak para wodna i CO2. Jest to zjawisko, które występuje naturalnie i pozwala planecie mieć biologicznie odpowiednią temperaturę.

[TOC]

Jak gazy ogrzewają ziemię?

Podstawowym źródłem energii, która ogrzewa ziemię, jest promieniowanie słoneczne, szczególnie promieniowanie ultrafioletowe. Jest częściowo filtrowany przez warstwę ozonową (O3) w stratosferze.

Promieniowanie ultrafioletowe (krótka fala), które udaje się wniknąć na powierzchnię Ziemi, a jej ciepło jest emitowane w kierunku przestrzeni jako promieniowanie podczerwieni (długa fala). Istnieje jednak wpływ na ten proces ze względu na sztuczną emisję gazów cieplarnianych.

Gazy te pochłaniają i emitują ciepło lub niszczą ozon, który reguluje wejście promieniowania ultrafioletowego. Gazy, które przyczyniają się do efektu cieplarnianego, naturalnie lub przez wpływ antropiczny, nazywane są gazami cieplarnianymi (GHG).

Globalnie szczególna dbałość o globalne ocieplenie i zniszczenie warstwy ozonowej. Protokół Montrealu na substancjach wyczerpujących warstwę ozonową jest traktatem międzynarodowym, który wszedł w życie w 1989 r. I reguluje stosowanie tych gazów.

Ten protokół został ratyfikowany przez 65 krajów wraz z poprawką Kigali z 1 stycznia 2019 r. Ze swojej strony protokół z Kioto dotyczy globalnego ocieplenia.

W protokole w Kioto rozważa się sześć gazów cieplarnianych, które są dwutlenkiem węgla, metan, podtlenek azotu, hydrofluorowęglowodór, perfumowane węglowodór i hexafluoruro siarki.

Ocena gazu wytwarzającego przegrzanie jest uważane za jego okres użytkowania i globalny potencjał ogrzewania (GWP). GWP porównuje ilość ciepła uwięzionego przez gaz z ciepłem uwięzionym przez CO2, którego GWP jest znormalizowane na 1.

Może ci służyć: wkłady fizyki

Gazy główne powodują przegrzanie atmosfery

Para wodna

Para wodna jest naturalnym i istotnym składnikiem atmosfery Ziemi i bardzo ważną rolą w efekcie szklarni ze względu na jego zdolność do wchłaniania ciepła. Ponadto woda w stanie ciekłym i stałym odzwierciedla energię słoneczną, chłodząc Ziemię.

Dwutlenek węgla (CO2)

Dwutlenek węgla jest głównym gazem cieplarnianym, który jest odpowiedzialny za ponad 80% wzrostu tego zjawiska. Poziomy CO2 wzrosły alarmująco z powodu działalności przemysłowej i transportowej.

Według niektórych szacunków przed rewolucją przemysłową stężenie atmosferyczne CO2 osiągnęło około 280 ppm (części na milion), aw 1998 r. Osiągnęło 365 ppm. Oznacza to wzrost o 1,5 ppm rocznie i wzrost o 31 % w porównaniu z poziomami 1750.

Stężenie CO2. Źródło: Hannes Grobe 21:17, 5 listopada 2006 (UTC) [CC BY-SA 2.5 (https: // creativeCommons.ORG/Licencje/BY-SA/2.5)]

Kiedy określono kompozycję izotopową obecnego CO2 atmosferycznego, wykazano, że wzrost wynika z spalania paliw kopalnych i wylesiania. CO2 działa wchłaniając i emitując promieniowanie w podczerwieni i ma okres użytkowania od 5 do 200 lat.

Metan (rozdz4)

Metan jest drugim gazem cieplarnianym przyczyniającym się do około 17 % ogrzewania, poprzez wchłanianie ciepła i napromienianie. Chociaż znaczna część tego gazu występuje naturalnie zasadniczo na bagnach, istnieje ważny wkład człowieka (około 50%).

Stężenie metanu. Źródło: Metan-Global-Aege-2006.JPG: Noaaderivative Prace: Ortisa [domena publiczna]

Około 60% metanu, który obecnie istnieje w atmosferze, jest produktem działalności człowieka (antropijnego). Do głównych źródeł antropicznych są zwierzęta gospodarskie, uprawa ryżu, wykorzystanie paliw kopalnych i spalanie biomasy.

Szacowane poziomy tego gazu przed erą przemysłową wynosi 700 ppb (części na miliard), a do 1998 r. Osiągnął 1.745 PPB, co stanowi wzrost o 149%. Jednak metan przedstawia okres użytkowania w niskiej atmosferze, osiągając zaledwie 12 lat.

Tlenki azotu (NOX)

NOX, zwłaszcza podtlenek azotu, przyczynia się do zniszczenia ozonu stratosferycznego poprzez zwiększenie ilości promieniowania ultrafioletowego, które przenika do Ziemi. Gazy te pochodzą z przemysłowej produkcji kwasu azotowego, kwasu tłuszczowego i stosowania nawozów.

Azot tlenku (N2O) miał stężenie atmosferyczne 270 ppb przed erą przemysłową, aby później osiągnąć 314 ppb w 1998 r. Oznacza to wzrost o 16% w swoim stężeniu i ma okres użytkowania 114 lat, co czyni go bardzo problematycznym.

Może ci służyć: archeologia

Hydrofluorokarbony (HFC)

Są to gazy stosowane w różnych zastosowaniach przemysłowych, zastępując CFC Limited przez umowę Montreal. Jednak HFC w równym stopniu wpływają na warstwę ozonową i mają wysoką aktywną trwałość w atmosferze (do 260 lat).

Gazy te nie istniały w atmosferze, zostały wprowadzone przez człowieka, a w przypadku HFC-23 osiąga stężenie 14 ppt (części na bilion).

Perflinowany węglowodor (PFC)

PFC występują w obiektach spalania dla aluminiowego procesu fuzji. Podobnie jak HFC mają wysoką trwałość w atmosferze i wpływają na integralność warstwy ozonowej stratosferycznej.

Siarka heksakfluoruro (SF6)

To kolejny gaz, którego efekt przegrzania przechodzi przez zniszczenie warstwy ozonowej. Jest stosowany w sprzęcie wysokiego napięcia i produkcji magnezu i ma wysoką trwałość w atmosferze.

Chlorofluorocarbonados (CFC)

CFC jest potężnym gazem cieplarnianym, który uszkadza ozon stratosferyczny i jest regulowany w ramach protokołu Montrealu.  Jednak w niektórych krajach jest nadal używany, tak jest w przypadku Chin.

Uszkodzenie warstwy ozonowej jest spowodowane atomami chloru, które dysocjują, gdy są pobite przez promieniowanie ultrafioletowe.

Główne chlorofluorocarbon to CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-13, CFC-114 i CFC-115. Gazy te nie istniały w atmosferze, ale do 1998 r. CFC-11 osiągnął już 268 ppt, z okresem użytkowania 45 lat.

Metylokloforma lub trójcyklean (CH3CCL3)

Jest to szczególny rodzaj CFC, stosowany jako rozpuszczalnik i czyszczenie metalu. Podczas rozkładu emituje gazy chlorkowe, których atomy chloru przyczyniają się do zniszczenia warstwy ozonowej.

Ozon żołnierzy (O3)

Troposferyczne O3 jest ozonem utworzonym na poziomie gruntu, między powierzchnią a 18 km wysokości. Chociaż ozon stratosferyczny pomaga zmniejszyć globalne przegrzanie poprzez zmniejszenie promieniowania ultrafioletowego, promieniowanie troposferyczne wytwarza ogrzewanie.

Smog w Harbin (Chiny). Źródło: Fredrik Rubenson [CC BY-SA 2.0 (https: // creativeCommons.ORG/Licencje/BY-SA/2.0)]

Zaproponowano, że wpływ ozonu troposferycznego jest sprzeczny. Z jednej strony generuje powierzchowne ogrzewanie ziemi, ale jednocześnie eliminuje inne gazy cieplarniane.

Może ci służyć: najważniejszy aspekt małej nauki, wielka nauka i technologii

W każdym razie O3 jest toksycznym gazem, który powoduje uszkodzenie płuc, oprócz pogorszenia różnych materiałów.

Chlorodifluorometan (HCFC-22)

To jest tak zwany R-22, bezbarwny gaz i do niedawna najczęściej używany w sprzęcie chłodzącym. Jednak dziś jest zabroniony w większości świata ze względu na jego negatywny wpływ na warstwę ozonową.

Chlorek węglowy lub tetrachlor węglowy (CCL4)

Jest to zorganizowane dzisiaj w wielu częściach jego toksyczności, ale który był szeroko stosowany jako czynnik czynnika chłodniczego, gaszenia, odtłuszczania i pestycydów. Gdy ten związek jest degradowany, generuje on substancje pochodne, które wpływają na warstwę ozonową.

Tetrafluorometan lub perfluorometan (CF4)

Jest to gaz znany jako R-14 i stosowany jako czynnik chłodniczy, ale ma dużą pojemność do wchłaniania i emisji energii ultrafioletowej. Masz czas na życie w atmosferze ponad 50.000 lat i potencjał globalnego ocieplenia 6 6.500.

Według Guinness World Records, tetrafluorometan jest najbardziej trwałym gazem cieplarnianym, chociaż jego niski odsetek w atmosferze ogranicza jego działanie.

Szesnastka (c2f6)

Jest stosowany w czynnikach chłodniczych i w produkcji aluminium, ponieważ dzięki wysokiej energii jego wiązań węglowych jest bardzo stabilna. To przypisuje długi okres trwałości, co najmniej 500 lat.

Podobnie ma wysoki potencjał absorpcji promieniowania w podczerwieni, stanowi problem dla globalnej temperatury. Hexafluoroetan jest częścią listy gazów cieplarnianych międzyrządowej grupy ekspertów ds. Zmian klimatu (IPCC).

Siarka heksakfluoruro (SF6)

Jest to gaz nietoksyczny, pięciokrotnie cięższy niż powietrze, z 176 (20 indeksów GWP (20.000 razy więcej niż CO2). Z drugiej strony ma okres użytkowania 3.200 lat, ponieważ jest tak gęste, że nie rośnie do wysokich warstw atmosfery.

Odniesienia bibliograficzne

1. Bolin, ur. i Doos, B.R. Efekt cieplarniany.
2. Knight, m., Lozano, s. i Ortega, B. (2007). Efekt cieplarniany, globalne ocieplenie i zmiany klimatu: perspektywa nauk o ziemi. University Digital Magazine.
3. Elsom, d.M. (1992). Zanieczyszczenie atmosferyczne: problem globalny.
4. IPCC (2001). Trzecie raport oceny Zmiana klimatu 2001: Podstawa naukowa.
5. IPCC (2018). Globalne ocieplenie 1.5 ° C.
6. Mitchell, J.F.B., Johns, t.C., Gregory, J.M. i Tett, s.F.B. (1995). Reakcja klimatu na wzrost poziomu gazów cieplarnianych i aerozoli siarczanowych. Natura.
7. Myhre, G., Highwood, e.J., Shine, k.P. i Stordal, F. (1998). Nowe szacunki wymuszania promieniowania z powodu dobrze mieszanego gazu cieplarnianego. Geofizyczne listy badawcze.
8. Rodhe, h. (1990). W porównaniu z wkładem gazów Varyus w efekt cieplarniany. Nauka.
9. Schneider, s.H. (1989). Efekt cieplarniany: nauka i polityka. Nauka.