Hva er klimagasser

Kjenn til de viktigste klimagassene og deres innflytelse på global oppvarming

Drivhusgasser

Klimagasser (GHG) er gasser som absorberer deler av solens stråler og fordeler dem i form av stråling i atmosfæren, og oppvarmer planeten i et fenomen som kalles drivhuseffekten. De viktigste drivstoffgassene vi har er: CO2, CH4, N2O, O3, halokarboner og vanndamp.

Navnet drivhuseffekt ble gitt analogt til oppvarmingen fra drivhus, vanligvis laget av glass, ved dyrking av planter. Glasset tillater fri gjennomføring av sollys, og denne energien absorberes delvis, delvis reflekteres. Den absorberte delen har vanskeligheter med å passere gjennom glasset igjen, og stråles tilbake til det indre miljøet.

Samme resonnement kan brukes til oppvarming av jorden, der klimagasser spiller rollen som glass. Solen, som er den viktigste energikilden på jorden, avgir et sett med stråling som kalles solspekteret. Dette spekteret består av lysstråling (lys) og brennende stråling (varme), der infrarød stråling skiller seg ut. Lysstråling har kort bølgelengde, som lett passerer gjennom atmosfæren, mens infrarød stråling (varmestråling) har lang bølgelengde, og har vanskeligheter med å passere gjennom atmosfæren og blir absorbert av klimagasser når du utfører denne bragden.

Se denne videoen produsert av Minuto da Terra om hvordan klimagasser virkelig fungerer:

Sjekk også videoen fra eCycle Portal om problemet:

Hvorfor er intensiveringen av drivhuseffekten bekymringsfull?

Drivhuseffekten er, som forklart, et naturlig fenomen som tillater liv på jorden slik vi kjenner den, siden uten den ville varmen rømme og forårsake en avkjøling som ville gjøre planeten ubeboelig for mange arter.

Problemet er at denne effekten har intensivert betraktelig på grunn av menneskelige handlinger - det var en oversikt over CO2-utslipp til atmosfæren i 2014, ifølge Verdens meteorologiske organisasjon (WMO). Denne intensiveringen skyldes hovedsakelig forbrenning av fossile brensler fra næringer og biler, forbrenning av skog og husdyr, noe som resulterer i global oppvarming.

I følge WMO har den globale gjennomsnittstemperaturen de siste 140 årene økt med 0,7 ° C. Selv om det ikke virker så mye, var det nok til å forårsake betydelige klimaendringer. Og prognosen er at hvis forurensningshastigheten fortsetter å øke med den nåværende hastigheten, vil gjennomsnittstemperaturen i 2100 øke fra 4,5 ° C til 6 ° C.

Denne økningen i global temperatur resulterer i smelting av store ismasser i polarområdene, forårsaker en økning i havnivået, noe som kan føre til problemer som nedsenking av kystbyer og tvunget migrasjon av mennesker; økning i naturkatastrofer som orkaner, tyfoner og sykloner; ørkendannelse av naturområder; hyppigste tørke; endringer i nedbørsmønstre; problemer i matproduksjon, da endringer i temperatur kan påvirke produktive områder; og forstyrrelse av biologisk mangfold, som kan føre til at flere arter utryddes. Vi kan da se at global oppvarming er mer enn en økning i temperatur - det er relatert til de mest varierte klimatiske endringene.

Hva er de viktigste gassene som forårsaker denne effekten?

1. CO2

Karbondioksid er en flytende, fargeløs, luktfri, ikke-brennbar, vannløselig, litt sur gass og utnevnt av det mellomstatlige panelet for klimaendringer (IPCC) som den viktigste bidragsyteren til global oppvarming, 78% av menneskelige utslipp og representerer 55% av totale globale klimagassutslipp.

Denne gassen produseres naturlig i respirasjon, ved nedbrytning av planter og dyr og ved naturlig forbrenning i skog. Produksjonen er naturlig og viktig for livet. Problemet ligger i den store økningen av denne produksjonen av CO2, som gir tap til planeten.

Mennesket er i stor grad ansvarlig for denne økningen i konsentrasjonen av karbondioksid i atmosfæren. Brenning av fossilt brensel og avskoging er de to hovedaktivitetene som bidrar til den høye frigjøringen av denne gassen i atmosfæren.

Brenning av fossile brensler, stoffer av mineralsk opprinnelse dannet av karbonforbindelser, inkludert mineralskull, naturgass og petroleumsderivater, for eksempel bensin og dieselolje, som brukes til å generere elektrisitet og kraftbiler, er ansvarlig for overdrevet utslipp av karbondioksid i atmosfæren, forårsaker forurensning og endring i planets termiske balanse. Avskoging er også ansvarlig for å forårsake ubalanse i karbondioksid i atmosfæren, for i tillegg til å frigjøre gass ved å brenne ved, reduserer det antall trær som er ansvarlige for fotosyntese, som absorberer CO2 som er tilstede i atmosfæren.

Intensiveringen av drivhuseffekten påvirker ikke bare terrestrisk liv, men har også stor innvirkning på det marine livet. Oppvarming av sjøvann virker direkte på koraller. Koraller er cnidarians som lever i symbiose med alger av slekten Symbiodinium(zooxanthellae). Disse alger ligger i hulrommene i kalsiumkarbonatets eksoskelett (hvit farge) på korallene, som hjelper dem med å fjerne sollys som trenger inn i havvannet, og overflødig energi som produseres gjennom fotosyntesen av disse algene overføres til korallen ( i tillegg til å gi farge til den). Når temperaturen på sjøvannet øker, begynner disse alger å produsere kjemikalier som er giftige for korallen. For å forsvare seg har cnidarian strategien om å utvise alger. Utdrivingsprosessen er traumatisk, og overflødig energi som alger ga korallen forsvinner over natten. Resultatet er bleking og drap av disse koraller (se mer i vår artikkel "Klimaendringer vil føre til korallbleking, FN-advarsel").

Studier viser at husdyr og dets biprodukter er ansvarlig for minst 32 milliarder tonn karbondioksid (CO2) per år, eller 51% av alle klimagassutslipp over hele verden - se mer på "Langt utover dyreutnyttelse: storfeoppdrett fremmer forbruk av naturressurser og miljøskader i stratosfærisk skala"

I tillegg fører den høye konsentrasjonen av CO2 til at dens delvise trykk øker i forhold til gassblandingen i atmosfæren, noe som akselererer absorpsjonen når den er i direkte kontakt med en væske, som i havene. Denne større absorpsjonen forårsaker ubalanse, siden CO2, i kontakt med vann, danner karbonsyre (H2CO3), som brytes ned og frigjør H + -ioner (ansvarlig for økningen i surhet i mediet), karbonat- og bikarbonationer, og metter Hav. Forsuring av havet er ansvarlig for å hindre evnen til forkalkende organismer til å danne skjell, noe som fører til at de forsvinner (se mer i vår artikkel "Forsuring av havet: et alvorlig problem for livet på planeten").

I tillegg har CO2 lang oppholdstid i atmosfæren, som varierer fra 50 til 200 år; så selv om vi klarte å slutte å utstede det, ville det ta planeten lang tid å komme seg. Dette viser behovet for å redusere utslippene så mye som mulig, slik at karbondioksid kan absorberes naturlig av havene og vegetasjonen, hovedsakelig av skog, og ved hjelp av teknikker for å nøytralisere CO2 som allerede er sluppet ut.

I likhet med karbondioksid påvirker andre klimagasser planeten. For å bygge et sammenlignende mønster mellom den globale oppvarmingspotensialet til disse gassene, ble konseptet karbonekvivalent (CO2-ekvivalent) opprettet. Dette konseptet er basert på representasjonen av de andre klimagassene i CO2, så drivhuseffekten av hver gass i CO2 beregnes ved å multiplisere mengden av en gass med dens globale oppvarmingspotensial (GWP). , som er relatert til kapasiteten til hver og en av dem til å absorbere varme i atmosfæren (strålingseffektivitet) på en bestemt tid (vanligvis 100 år), sammenlignet med den samme kapasiteten for varmeabsorpsjon av CO2.

2. CH4

Metan er en fargeløs, luktfri gass, med lite løselighet i vann og som blir en meget eksplosiv blanding når den tilsettes luft. Det er den nest viktigste klimagassen, og bidrar med omtrent 18% av den globale oppvarmingen. Konsentrasjonen i dag er rundt 1,72 deler per million per volum (ppmv), og øker med en hastighet på 0,9% per år.

Produksjonen ved naturlige prosesser kommer hovedsakelig fra sump, termittaktiviteter og hav. Økningen i konsentrasjonen i atmosfæren skyldes imidlertid hovedsakelig biologiske prosesser, som anaerob nedbrytning (uten oksygen) av organismer, fordøyelse av dyr og biomasseforbrenning, i tillegg til å være til stede i deponier, i behandlingen av flytende avløp og deponi. , i storfeavl, i rismarker, i produksjon og distribusjon av fossile brensler (gass, olje og kull) og i vannkraftreservoarer.

Blant resultatene fra menneskelige faktorer ble det vurdert av Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) at halvparten av alle metanutslipp stammer fra jordbruk, fra magen til storfe og sau, fra ekskrementer som brukes som gjødsel og også fra plantasjer. av ris. Ettersom populasjonsveksten bare har en tendens til å øke, frigjøres også metan.

Metan har kortere oppholdstid (ti år) i atmosfæren sammenlignet med karbondioksid, men oppvarmingspotensialet er mye større, og har 21 ganger mer innvirkning enn CO2 (se mer i vår artikkel "Metangass brenner og truer mål 2 grader ”). I tillegg til den høye kapasiteten til å absorbere infrarød stråling (varme), genererer metan andre klimagasser, som CO2, troposfærisk O3 og stratosfærisk vanndamp. Hvis det var like store mengder metan og karbondioksid i atmosfæren, ville planeten være ubeboelig.

En stor vask av denne klimagassen oppstår gjennom den kjemiske reaksjonen mellom den og hydroksylradikalen (OH) i troposfæren, og er ansvarlig for fjerning av mer enn 90% av metanen som slippes ut. Denne prosessen er naturlig, men den påvirkes av reaksjonen av hydroksyl med andre utslipp av gasser generert av mennesker, hovedsakelig karbonmonoksid (CO) og hydrokarboner som slippes ut av kjøretøymotorer. I tillegg til dette er det to mindre vasker, som er absorpsjon av luftet jord og transporteres til stratosfæren. For at metan skal stabilisere konsentrasjonene i atmosfæren i dag, vil en umiddelbar reduksjon på 15 til 20% av de globale utslippene være nødvendig.

3. N2O

Lystgass er en fargeløs gass, med en behagelig lukt, lavt smeltepunkt og kokepunkt, ikke brannfarlig, giftfri og med lav løselighet. Det er en av de viktigste gassene som bidrar til intensivering av drivhuseffekten og påfølgende global oppvarming. Selv om det er lite utslipp i forhold til andre gasser, er drivhuseffekten omtrent 300 ganger mer intens enn CO2, og den forblir i atmosfæren i lang tid - omtrent 150 år. N2O er i stand til å absorbere en veldig høy mengde energi, som er gassen som forårsaker mest ødeleggelse i ozonlaget, ansvarlig for å beskytte jordoverflaten mot ultrafiolett stråling.

N2O kan produseres naturlig av skog og hav. Dens utslippsprosess skjer under denitrifiseringen av nitrogensyklusen. Nitrogen (N2) i atmosfæren fanges opp av planter og omdannes til ammoniakk (NH3) eller ammoniumioner (NH4 +) i en prosess som kalles nitrifisering. Disse stoffene avsettes i jorden og brukes senere av plantene. Den avsatte ammoniakken kan gjennomgå en nitrifiseringsprosess som genererer nitrater. Og gjennom denitrifiseringsprosessen kan mikroorganismene som er tilstede i jorda transformere nitratene til gassformig nitrogen (N2) og lystgass (N2O) og sende dem ut i atmosfæren.

Den viktigste menneskelige kilden til lystgassutslipp er landbruksaktivitet (ca. 75%), mens energi- og industriproduksjon og biomasseforbrenning bidrar med ca. 25% av utslippene. IPCC påpeker at omtrent 1% av nitrogengjødsel som brukes i plantasjer havner i atmosfæren i form av lystgass.

I landbruksaktivitet er det tre kilder til N2O-produksjon: jordbruksjord, dyreproduksjonssystem og indirekte utslipp. Tilsetning av nitrogen til jorden kan skje ved bruk av syntetisk gjødsel, husdyrgjødsel eller avlingsrester. Og frigjøringen kan skje via nitrifiserings- og denitrifiseringsprosesser utført av bakterier i jorden, eller ved nedbrytning av gjødsel. Indirekte utslipp kan forekomme, for eksempel på grunn av økningen i N2O-produksjon i akvatiske systemer, som et resultat av en utvaskingsprosess (erosjon med vaske næringsstoffer) fra jordbruksjord.

Ved energiproduksjon kan forbrenningsprosesser danne N2O ved å forbrenne drivstoff og oksidere atmosfærisk N2. Store mengder av dette drivstoffet slippes ut av kjøretøy utstyrt med katalysatorer. Forbrenning av biomasse frigjør N2O under forbrenning av vegetasjon, avbrenning av søppel og avskoging.

Det er fortsatt et lite, men betydelig, utslipp av denne gassen til atmosfæren som kommer fra industrielle prosesser. Disse prosessene inkluderer produksjon av adipinsyre og salpetersyre.

En naturlig vask for denne gassen er fotolytiske reaksjoner (i nærvær av lys) i atmosfæren. I stratosfæren synker konsentrasjonen av lystgass med høyden, og etablerer en vertikal gradient i blandingshastigheten. En brøkdel av N2O som slippes ut på overflaten, blir spaltet, hovedsakelig ved ultrafiolett fotolyse, når den kommer inn i stratosfæren via tropopausen.

I følge IPCC, for å stabilisere nåværende lystgasskonsentrasjoner, bør det være en umiddelbar reduksjon på ca. 70 til 80% av produksjonen.

4. O3

Stratosfærisk ozon er et sekundært forurensende stoff, det vil si at det ikke slippes ut direkte av menneskelige aktiviteter, men dannes gjennom reaksjon med andre forurensende stoffer som slippes ut i atmosfæren.

I stratosfæren finnes denne forbindelsen naturlig og har den viktige funksjonen å absorbere solstråling og forhindre at de fleste ultrafiolette stråler kommer inn. Imidlertid, når det dannes i troposfæren fra krysset mellom andre forurensende stoffer, er det sterkt oksiderende og skadelig.

Troposfærisk ozon kan oppnås i begrensede mengder på grunn av fortrengning av stratosfærisk ozon og i større mengder ved komplekse fotokjemiske reaksjoner forbundet med utslipp av gasser fra mennesker, normalt nitrogendioksid (NO2) og flyktige organiske forbindelser. Disse forurensningene frigjøres hovedsakelig ved forbrenning av fossilt brensel, drivstofffordampning, dyrehold og i landbruket.

I atmosfæren bidrar denne forbindelsen aktivt til å intensivere drivhuseffekten, med et større potensial enn CO2, og er ansvarlig for grå røyk i byene. Den høye konsentrasjonen kan medføre problemer for menneskers helse, og de viktigste effektene er forverring av symptomene på astma og luftveismangel, så vel som andre lungesykdommer (emfysem, bronkitt, etc.) og kardiovaskulære sykdommer (arteriosklerose). I tillegg kan lang eksponeringstid føre til reduksjon i lungekapasitet, utvikling av astma og reduksjon i forventet levealder.

5. Halokarboner

De mest kjente halokarboner i denne gassgruppen er klorfluorkarboner (CFC), hydroklorfluorkarboner (HCFC) og fluorkarboner (HFC).

Klorfluorkarbon er et karbonbasert kunstig stoff som inneholder klor og fluor. Bruken startet rundt 1930-tallet, som et alternativ til ammoniakk (NH3), da det er mindre giftig og ikke-brennbart, i kjøle- og klimaanlegg, skum, aerosoler, løsemidler, rengjøringsprodukter og brannslokkingsapparater.

Disse forbindelsene ble ansett som inerte til 1970-tallet, da de ble oppdaget å forårsake hull i ozonlaget. Nedgangen i ozonlaget favoriserer innføring av ultrafiolette stråler som forårsaker drivhuseffekten og samtidig øker risikoen for menneskers helse, som i tilfelle hudkreft på grunn av overdreven soleksponering.

Med disse dataene fulgte blant annet Brasil Wienerkonvensjonen og Montreal-protokollen i 1990, og forpliktet seg gjennom dekret 99.280 / 06/06/1990 til å eliminere CFC innen januar 2010, blant andre tiltak . Målene er ikke nådd, men det er en stor nåværende trend med å reversere skade på ozonlaget, som rapportert av FNs utviklingsprogram (UNDP). Forventningen er at laget innen 2050 vil bli gjenopprettet til nivåer før 1980.

Ødeleggelsen av ozonlaget av disse forbindelsene er stor. Nedbrytningen av laget skjer i stratosfæren, hvor sollys fotolyserer disse forbindelsene, frigjør kloratomer som reagerer med ozon, reduserer konsentrasjonen i atmosfæren og ødelegger ozonlaget.

For det første nedbrytes ozon ved å nedbryte CFC-molekyler gjennom solstråling i stratosfæren:

CH3Cl (g) → CH3 (g) + Cl (g)

Deretter reagerer kloratomene som ble frigjort med ozon, i henhold til følgende ligning:

Cl (g) + O3 → ClO (g) + O2 (g)

Den dannede ClO (g) vil reagere igjen med oksygenfrie atomer, og danne flere kloratomer, som vil reagere med oksygen og så videre.

ClO (g) + O (g) → Cl (g) + O2 (g)

Ettersom reaksjonen av kloratomer med ozon skjer 1500 ganger raskere enn reaksjonen mellom oksygenfrie atomer i atmosfæren som nedbryter ozon, er det en intens ødeleggelse av ozonlaget. Dermed er et kloratom i stand til å ødelegge 100 ozonmolekyler.

For å erstatte bruken av CFC ble det produsert HCFC, som er mye mindre skadelige for ozonlaget, men som fremdeles forårsaker skade og er en viktig bidragsyter til intensivering av drivhuseffekten.

HFC-er samhandler med klimagasser, og bidrar til global oppvarming. Disse gassene har en radioaktiv effektivitet som er mye høyere enn karbondioksid, ifølge sammenligningen med Global Warming Potential (GWP). Utviklingen av disse forbindelsene reduserte problemet med ozonnedbrenning, men økte temperaturen på planeten på grunn av den globale oppvarmingen som genereres av utslipp av disse forbindelsene.

Se også videoen produsert av National Institute for Space Research (Inpe) om nedbrytning av ozonlaget av CFC.

6. Vanndamp

Vanndamp er den største bidragsyteren til den naturlige drivhuseffekten, da den beholder varmen i atmosfæren og fordeler den over hele planeten. Dens viktigste naturlige kilder er overflatene av vann, is og snø, jordoverflaten og overflatene til planter og dyr. Gjennomgangen til damp via fysiske fordampningsprosesser, sublimering og svette.

Vanndamp er en svært variabel luftkomponent, og skifter lett faser i henhold til den rådende atmosfæriske tilstanden. Disse faseendringene ledsages av frigjøring eller absorpsjon av latent varme, som assosiert med transport av vanndamp gjennom den atmosfæriske sirkulasjonen, virker i fordelingen av varme over hele kloden.

Menneskelige aktiviteter har liten direkte innflytelse på mengden vanndamp i atmosfæren. Innflytelsen vil forekomme indirekte gjennom intensivering av drivhuseffekten som følge av andre aktiviteter.

Kald luft har en liten mengde vann i forhold til varm luft, så atmosfæren over polarområdene inneholder lite vanndamp sammenlignet med atmosfæren over de tropiske områdene. Så hvis det er en intensivering av drivhuseffekten som genererer en økning i global temperatur, vil det være mer vanndamp tilstede i atmosfæren på grunn av høyere fordampningshastigheter. Denne dampen vil i sin tur beholde mer varme og bidra til intensivering av drivhuseffekten.

Hva kan vi gjøre for å redusere intensiveringen av dette fenomenet?

Det høye utslippet av disse klimagassene er resultatet av menneskelige aktiviteter i henhold til hovedlinjen for vitenskapelig tanke på jobben. Nedgangen avhenger av en endring i holdningen til selskaper, myndigheter og mennesker. Endringer i kultur er nødvendige for utdanning som tar sikte på bærekraftig utvikling. Det er nødvendig at flere begynner å lete etter alternativer som gir mindre innvirkning, og som dekker myndighetene og selskapene som reduserer utslipp av gasser.

I Brasil er de viktigste kildene til klimagassutslipp, både fysiske enheter og prosesser som frigjør noe klimagass i atmosfæren: avskoging, transport, husdyr, enterisk gjæring, fossile drivstoffkraftverk og industrielle prosesser.

Avskoging er en viktig bidragsyter og kan avbøtes ved nyplanting og bruk av resirkulert materiale. For hvert tonn resirkulert papir lagres ti til 20 trær. Dette representerer en besparelse av naturressurser (uklippte trær fortsetter å absorbere CO2 gjennom fotosyntese), og gjenvinningspapir bruker halvparten av energien som trengs for å produsere det ved den konvensjonelle prosessen. En resirkulert boks sparer energi tilsvarende det å forbruke et fjernsynsapparat i tre timer.

Transportsektoren er svært relevant i utslippene ved å forbrenne fossile brensler, og kan avbøtes av teknologier dominert og utbredt i landet, som etanol og biodiesel, ved bruk av elektriske kjøretøyer eller drives av hydrogenceller, eller ved bruk av transport alternativer, for eksempel sykkel og T-bane. Som i transport, i termoelektriske anlegg, er også substitusjon av fossile brensler med renere energier, for eksempel fra sukkerrør, med på å redusere utslipp av disse gassene.

Enterisk gjæring bidrar til utslipp av gasser ved fordøyelse av drøvtyggere. Denne kilden kan reduseres ved å forbedre husdyrdieter og forbedre beite (tilstrekkelig jordgjødsling). Ved å erstatte tilsetningsstoffer med tilsetningsstoffer som angriper protozoer i vommen, reduseres metanutslipp fra dyr med 10 til 40%. Tanken er at disse tilsetningsstoffene dreper protozoer, som bidrar til en stor del av produksjonen av hydrogen som brukes av arkebakterier (finnes i tarmene til drøvtyggere). Ettersom disse bakteriene får energi ved å absorbere hydrogen og karbondioksid, vil det i en prosess som resulterer i metan, med mindre tilgjengelig hydrogen være mindre metanproduksjon.

Det er også behov for forbedring i produksjonsprosessen i næringer, på jakt etter måter å påvirke mindre og ikke slippe ut mange klimagasser.

Disse endringene vil bare skje ved å lade folk, så alle trenger å flytte! Hvis vi ikke tar umiddelbare grep, betaler vi en veldig høy pris for forsømmelsen av holdningene våre.


Original text