Проблемы парникового эффекта: Явление парникового эффекта в атмосфере Земли

Содержание

Парниковый эффект причины и последствия

Механизм парникового эффекта можно описать следующим образом: поверхность Земли, нагреваясь из-за поступающего от Солнца излучения, сама становится источником длинноволнового инфракрасного (теплового) излучения. Часть этого излучения уходит в космос, а часть – отражается некоторыми газами атмосферы и нагревает приземные воздушные слои. Это явление, подобное удержанию тепла под прозрачной пленкой теплиц, получило название парниковый эффект.

Одно из главных положительных последствий парникового эффекта заключается в дополнительном «подогреве» поверхности нашей планеты, благодаря которому стало возможно появление жизни на Земле. Без парникового эффекта среднегодовое значение температуры воздуха у земной поверхности составляло бы всего -18оС.

Причиной возникновения парникового эффекта стало огромное количество водяного пара и углекислого газа, поступавших в земную атмосферу сотни миллионов лет назад из-за чрезвычайно активной вулканической деятельности.

Из-за высокой концентрации углекислого газа, в тысячи раз превышавшей нынешнюю, наблюдался «сверхпарниковый» эффект, из-за чего температура воды в Мировом океане была близка к точке кипения.

Со временем с появлением зеленой растительности углекислый газ стал активно поглощаться из земной атмосферы, парниковый эффект стал уменьшаться, пока не установилось равновесие, которое позволяло среднегодовой температуре удерживаться на значении +15оС.

С активизацией индустриальной деятельности человека в атмосферу стали вновь выбрасываться огромные объемы диоксида углерода и других парниковых газов. В результате с 1906 по 2005 год среднегодовая температура поднялась на 0,74 градуса, и в ближайшем будущем рост будет составлять до 0,2 градуса за десятилетие.

Усиление парникового эффекта способствует изменениям климата, которые заключаются в повышении температуры и изменении частоты и интенсивности осадков. Из-за глобального потепления тают ледники, повышается уровень моря, возникает угроза биологическому разнообразию, гибнут посевы, пересыхают источники пресной воды, все это в целом негативно влияет не только на качество жизни, но и на здоровье человека.

Экологические проблемы — Парниковый эффект

Парниковый эффект – серьёзная экологическая проблема. Если не остановить его нарастание, равновесие на Земле может нарушиться. Изменится климат, придёт голод и болезни. Учёные разрабатывают разные меры борьбы с проблемой, которая должна стать глобальной.

Суть проблемы

Что такое парниковый эффект? Так называют повышение температуры поверхности планеты благодаря тому, что газы в атмосфере имеют свойство удерживать тепло. Земля нагревается излучением Солнца. Видимые короткие волны от источника света беспрепятственно проникают к поверхности нашей планеты. Нагреваясь, Земля начинает излучать длинные тепловые волны. Частично они проникают сквозь слои атмосферы и «уходят» в космос. Парниковые газы снижают пропускную способность, отражают длинные волны. Тепло остаётся у поверхности Земли. Чем больше концентрация газов, тем выше парниковый эффект.

Впервые явление было описано Жозефом Фурье ещё в начале XIX века. Он предположил, что процессы, происходящие в земной атмосфере, аналогичны тому, что существует под стеклом.

Парниковые газы – это пар (от воды), диоксид углерода (углекислота), метан, озон. Основное участие в формировании парникового эффекта принимает первый (до 72%). Следующий по значимости – углекислый газ (9-26%), доля метана и озона 4-9 и 3-7% соответственно.

В последнее время часто можно услышать про парниковый эффект как серьёзную экологическую проблему. Но у этого явления есть и положительная сторона. Благодаря тому, что парниковый эффект существует, средняя температура нашей планеты примерно 15 градусов выше нуля. Без него жизнь на Земле была бы невозможна. Температура могла быть только «минус» 18.

Причина появления эффекта – активная деятельность множества вулканов на планете миллионы лет назад. При этом в атмосфере значительно повысилось содержание пара воды, углекислого газа. Концентрация последнего достигла такого значения, что возник сверхсильный парниковый эффект. Вследствие этого практически вскипела вода Мирового океана, настолько высока стала её температура.

Появление растительности повсеместно на поверхности Земли вызвало достаточно быстрое поглощение диоксида углерода. Накопление тепла снизилось. Установилось равновесие. Среднегодовая температура на поверхности планеты оказалась на уровне, близком к настоящему.

Причины

Усилению явления способствуют:

Развитие промышленности – главная причина того, что углекислота и другие газы, усиливающие парниковый эффект, активно выбрасываются и накапливаются в атмосфере. Результат деятельности человека на Земле – рост среднегодовой температуры. За столетие она поднялась на 0,74 градуса. Учёные прогнозируют, что в дальнейшем этот рост может составить 0,2 градуса за каждые 10 лет. То есть, интенсивность потепления увеличивается. * Вырубка лесов – причина роста концентрации СО2 в атмосфере. Этот газ поглощается растительностью. Массовое освоение новых земель, сопряжённое с вырубкой лесов, ускоряет темп накопления углекислоты, и одновременно изменяет условия обитания животных, растений, ведёт к вымиранию их видов.
Сжигание топлива (твёрдого и нефти), отходов ведёт к выбросу углекислоты. Отопление, производство электроэнергии, транспорт – основные источники этого газа.
Рост энергопотребления – признак и условие технического прогресса. Численность населения планеты увеличивается примерно на 2% в год. Рост энергопотребления – 5%. Интенсивность ежегодно увеличивается, человечеству нужно всё больше энергии.
Рост числа свалок ведёт к увеличению концентрации метана. Другой источник газа – деятельность животноводческих комплексов.

Угрозы

Последствия парникового эффекта могут быть губительны для человека:

Тают полярные льды, а это причина повышению уровня моря. В результате прибрежные плодородные земли оказываются под водой. Если затопление будет происходить высокими темпами, возникнет серьёзная угроза сельскому хозяйству. Гибнут посевы, сокращается площадь пастбищ, исчезают источники пресной воды.
Прежде всего, пострадают малообеспеченные слои населения, жизнь которых зависит от урожая, роста домашних животных.
Многие прибрежные города, в том числе и высокоразвитые, в будущем могут оказаться под водой. Например, Нью-Йорк, Санкт-Петербург. Или целые страны. Например, Голландия. Такие явления вызовут необходимость массового перемещения поселений людей. Учёные предполагают, что через 15 лет уровень океана может подняться на 0,1-0,3 метра, а к концу 21 века – на 0,3-1 метр. Чтобы под водой оказались вышеназванные города, уровень должен подняться примерно на 5 метров.
Рост температуры воздуха ведёт к тому, что внутри континентов сокращается период лежания снега. Таять он начинает раньше, как и быстрее заканчивается сезон дождей. В результате почвы оказываются пересушенными, непригодными для выращивания сельскохозяйственных культур. Недостаток влаги – причина опустынивания земель. Специалисты утверждают, что рост

средней температуры на 1 градус через 10 лет приведёт к сокращению лесных территорий на 100-200 миллионов гектаров. Эти земли станут степями.

Океан покрывает 71% площади поверхности нашей планеты. С ростом температуры воздуха нагревается и вода. Значительно увеличивается испарение. А это одна из основных причин усиления парникового эффекта.
При повышении уровня воды в мировом океане, температуры появляется угроза биоразнообразию, может исчезнуть множество видов живой природы. Причина – изменения в среде их обитания. Не каждый вид может успешно приспособиться новым условиям. Следствие исчезновения некоторых растений, животных, птиц, других живых существ – нарушение цепей питания, равновесия экосистем.
Рост уровня воды вызывает изменения климата. Сдвигаются границы сезонов, увеличивается количество и интенсивность штормов, ураганов, осадков. Стабильность климата – основное условие существования на Земле жизни. Остановить парниковый эффект – значит сохранить человеческую цивилизацию на планете.
Высокая температура воздуха может негативно сказаться на здоровье людей. При таких условиях обостряются сердечно-сосудистые заболевания, страдают органы дыхания. Тепловые аномалии приводят к увеличению числа травм, некоторых психологических расстройств. Рост температуры влечёт за собой более быстрое распространение многих опасных заболеваний, например, малярии, энцефалита.

Что делать?

Сегодня проблема парникового эффекта – глобальный вопрос экологии. Специалисты считают, что решить проблему поможет повсеместное принятие следующих мер:

Изменения в использовании источников энергии. Сокращение доли и количества ископаемых (содержащих углерод торфа, угля), нефти. Переход на природный газ значительно уменьшит выделение СО2.Увеличение доли альтернативных источников (солнца, ветра, воды) снизит выбросы, ведь эти способы позволяют получать энергию без вреда для экологии. При их использовании газы не выделяются.
Изменение политики в сфере энергетики. Увеличение коэффициента полезного действия на электростанциях. Снижение энергоёмкости выпускаемых продуктов на предприятиях.
Внедрение технологий энергосбережения. Даже обычное утепление фасадов домов, оконных проёмов, теплоцентралей даёт существенный результат – экономию топлива, а, значит, меньший объём выбросов. Решение вопроса на уровне предприятий, производств, государств влечёт за собой глобальное улучшение ситуации. Каждый человек может внести свой вклад в

решение проблемы: экономия электроэнергии, правильная утилизация мусора, утепление собственного жилища.

Развитие технологий, направленных на получение продуктов новыми, экологически чистыми способами.
Использование вторичных ресурсов – одна из мер по сокращению отходов, числа и объёма свалок.
Восстановление лесов, борьба с пожарами в них, увеличение площади как способ уменьшения концентрации углекислоты в атмосфере.

Борьба с выбросом парниковых газов сегодня ведётся на международном уровне. Проводятся мировые саммиты, посвящённые этой проблеме, создаются документы, направленные на организацию глобального решения вопроса. Многие учёные мира занимаются поиском способов уменьшения парникового эффекта, сохранения баланса и жизни на Земле.

Парниковый эффект: что надо знать о влиянии парниковых газов на Землю

Углекислый газ (CO₂) — считается важнейшим парниковым газом антропогенного происхождения. Углекислый газ возникает и естественным путем при круговороте углерода, но именно человек увеличил его концентрацию в атмосфере на 47% с момента индустриальной революции. [1]

Метан (CH₄) — по своему парниковому эффекту метан считается даже сильнее, чем углекислый газ, но в атмосфере его заметно меньше. Естественные источники — болота и термитники. Антропогенное происхождение — свалки, сельское хозяйство, добыча угля и природного газа.

Закись азота (N₂O) образуется при сжигании твердых отходов и ископаемого топлива. Значительная часть N₂O идет от сельского хозяйства.

Синтетические химические вещества, например, гидрофторуглероды, галогенированные углеводороды, гексафторид серы и другие синтетические газы. Основной источник — это химическая промышленность.

Озон (O₃) — естественным образом встречается в стратосфере и тропосфере Земли и не вызывает значительного парникового эффекта. [2]

Водяной пар — по объему занимает первое место среди всех парниковых газов, однако прямые выбросы водяного пара влияют на парниковый эффект наименьшим образом. [3]

Сам по себе парниковый эффект — благо для нас, так как без него не было бы жизни на Земле. Если представить, что его не существует, средняя температура на Земле составляла бы -18℃, то есть реки и океаны всегда были бы замерзшими и нигде не росли растения. С его же помощью на нашей планете средняя температура достигает +15℃. [4]

Самый сильный парниковый эффект в Солнечной системе существует на Венере. Атмосфера планеты практически полностью состоит из углекислого газа, поэтому температура на поверхности Венеры достигает 475℃.

Глобальное потепление, или Что нас ожидает

В феврале 2009 года вступил в силу Киотский протокол, имеющий цель уменьшить загрязнение окружающей среды. Это международное соглашение о сокращении выбросов парниковых газов, являющихся основной причиной потепления, в атмосферу для сдерживания глобального потепления было подписано в 1997 году в Киото (Япония).

Ученые пришли к выводу, что в течение последних двух тысяч лет на Земле наблюдался тренд на понижение температуры, который прекратился только в XIX веке, сменившись постепенным потеплением, а период с 1971 по 2000 год стал самым теплым периодом за последние 1,4 тысячи лет.

По оценкам Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) США, за период инструментальных наблюдений, то есть с середины XIX века, глобальная средняя температура планеты выросла примерно на 0,8 градуса Цельсия. При этом, по данным Всемирной метеорологической организации (WMO), концентрация углекислого газа (CO2) в атмосфере с 1750 года выросла на 38%, метана на 158%.

Изучив более 4 тысяч научных статей об изменении климата, опубликованных за последние 20 лет, исследователи установили, что в 97% этих статей в качестве одной из главных причин глобального потепления указывается человеческий фактор.

В мае 2013 года старейшая станция наблюдения за содержанием в атмосфере парникового газа Мауна Лоа на Гавайях зафиксировала рекордно высокую концентрацию углекислого газа – 400 миллионных долей, то есть 400 миллилитров на кубометр воздуха.

Современные темпы роста в 100 раз превышают скорость увеличения концентрации после последнего по времени ледникового периода.

Согласно оценкам IPCC, повышение средних температур на планете более чем на два градуса Цельсия может вызвать переход через критические пороговые значения для многих природных систем – это значение рассматривается в качестве «климатической» границы.

Таяние льдов – наиболее очевидный пример современного потепления. Эксперты WWF в 2010 году прогнозировали, что к концу XXI века уровень океанов поднимется более чем на метр, в 2011 году, по оценке международной исследовательской организации Arctic Monitoring and Assessment Programme AMAP, – на 1,6 метра. В 2012 году ученые прогнозировали подъем уровня моря на 10 20 метров при таянии всего объема льда на планете. Этот процесс они считают неизбежным, даже если человечеству удастся не перейти границу в два градуса Цельсия, обозначенную IPCC как «стабильная».

Современные ледники за последние 150 лет существенно изменились они сокращаются в размерах, самые крупные распадаются на множество мелких.

Согласно результатам исследований ученых Британского национального центра по изучению Антарктики (BAS), средние годовые температуры на территории Антарктиды повысились с 1950 года на три градуса Цельсия – в три раза больше, чем в среднем на планете. По расчетам климатологов, за последние 20 лет южная ледовая шапка планеты потеряла около 2,94 триллиона тонн льда, что привело к повышению уровня моря на 1,1 сантиметра.

С начала 1980 х годов сокращение летней площади наблюдается в Арктике. Площадь арктического морского льда в сентябре 2012 года за период с 2000 по 2012 год сократилась почти в два раза. Минимум наблюдался в сентябре 2012 года: средняя площадь льда составила 3,6 миллионов квадратных километров. В Сибирских арктических морях (Карское, Лаптевых, Восточно Сибирское и Чукотское моря) площадь морского льда после 1998 года сокращалась еще более быстрыми – темпами: от 1200 тысяч квадратных километров в 1980 х годах до 132 тысяч квадратных километров в 2012 году.

Растения и животные из за изменения климата «переезжают» в сторону полюсов. В среднем вид за десять лет «убегает» на 17,6 километра от экватора и на 12,2 метра «вверх» (по высоте над уровнем моря).

Полностью предотвратить прогнозируемые изменения климата человечеству вряд ли удастся. Однако можно попробовать смягчить климатические изменения, сдержать темпы роста температуры с тем, чтобы избежать опасных и необратимых последствий в будущем. Это можно сделать с помощью ограничения и сокращения потребления ископаемого углеродного топлива (угля, нефти, газа), повышения эффективности потребления энергии, внедрения мер по энергосбережению, более широкого использования неуглеродных и возобновляемых источников энергии, развития новых экологически чистых и низкоуглеродных технологий, а также через предотвращение лесных пожаров и восстановление лесов, поскольку леса – естественные поглотители углекислого газа из атмосферы.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Парниковый эффект: суть явления, причины и последствия

Парниковый эффект: Unsplash

Что мы знаем о парниковом эффекте? Что это негативное явление, влекущее глобальное потепление и природные катаклизмы. Однако парниковый эффект существовал на Земле тысячи лет, а последствия возникли только сейчас. Почему? Поищем ответы, как возникает парниковый эффект и причем здесь глобальное потепление.

Что такое парниковый эффект и как он возникает

Что такое парниковый эффект? Это радиационные излучения атмосферы, которые нагревают поверхность Земли. Чтобы было понятнее, профессор Сергей Семенов предлагает взглянуть на парниковый эффект с точки зрения эффективной температуры Земли.

Что это значит? Без атмосферы температура Земли была бы –24 °С. При таких условиях жизнь на планете была бы невероятно скудна, а человек и вовсе не смог бы здесь выжить. Сейчас средняя годовая температура на планете составляет +15 °C. Разница в 39 °С — это и есть парниковый эффект. Такое повышение температуры поверхности Земли происходит по причине нагрева нижних слоев атмосферы скоплением парниковых газов.

То есть парниковый эффект нельзя назвать негативным явлением, поскольку он обеспечивает пригодные для жизни человека условия, но его стремительное усиление — повод для беспокойств. Чтобы понять почему, рассмотрим механизмы этого процесса.

Как возникает парниковый эффект? Поэтапно это выглядит так:

От Солнца поступает коротковолновое излучение. Его часть, а именно жесткие ультрафиолетовые лучи, задерживается атмосферой, остальное проникает в поверхность Земли.
Земля нагревается и излучает радиацию — инфракрасное излучение (длинные волны).
В отличие от коротких волн длинноволновая радиация не проходит сквозь атмосферу. Газы в земной атмосфере пропускают лишь незначительную ее часть, все остальное возвращается обратно и нагревает поверхность.

Атмосфера Земли: Unsplash

Где возникает парниковый эффект? Из-за радиации нижние слои атмосферы становятся достаточно плотными и, не пропуская тепловую энергию в космос, нагреваются.

В чем причины парникового эффекта? Лишь некоторые из газов, которые входят в состав атмосферы Земли, задерживают длинноволновое излучение, но их действие настолько интенсивно, что способно создать парниковый эффект. Ученые отмечают особое влияние таких парниковых газов:

Водяной пар — самый «продуктивный» из них.
Углекислый газ (СО₂) появляется в атмосфере естественным путем, но значительная его часть выделяется промышленными производствами.
Метан (CH₄) и закись азота (N₂O) образуются в результате сжигания отходов, добычи нефти и газа, сельского хозяйства.

Кроме промышленного роста, количество парниковых газов в атмосфере растет из-за выхлопов транспорта, вырубки лесов, поглощающих углекислый газ, лесных пожаров.

Парниковый эффект: Unsplash

Последствия парникового эффекта и пути решения

Какие последствия парникового эффекта? Из-за деятельности человека количество парниковых газов в атмосфере существенно возросло за последние десятилетия. Это провоцирует повышение средней температуры на Земле — глобальное потепление.

Согласно данным ООН, с начала индустриализации температура на Земле выросла на 1 °С. Такие климатические изменения могут показаться незначительными, но они провоцируют необратимые процессы на планете:

Повышается уровень океанических вод. С одной стороны, из-за потепления они быстрее испаряются, а с другой — тающие ледники постоянно пополняют их объемы. В будущем это может привести к затоплению части суши.
Некоторые территории уже сейчас становятся засушливыми и непригодными для жизни, расширяются пустыни. Из-за недостатка воды будут вымирать растения, а с ними и животные из-за нехватки пищи.
Глобальное потепление приводит к учащению природных катаклизмов.

В ООН прогнозируют, что к 2030–2050 гг. температура на Земле вырастет на 1,5 °С в сравнении с доиндустриальным периодом, а к 2100 году — на 3–4 °С.

Разрастание пустыни: Unsplash

Как решить проблему парникового эффекта? Самый логичный путь — сократить количество выбросов углекислого газа в атмосферу, однако осуществить это не так просто.

Как отмечает географ Николай Дронин, чтобы выбросы сократились до нужного уровня, человечеству пришлось бы остановить множество производств и в основном в сфере энергетики, а это равносильно убийству экономики. Специалисты ищут обходные пути:

откачивать CO₂ из атмосферы и захоронить в отработанных шахтах;
высадить плантации быстрорастущих деревьев, которые будут поглощать СО₂, а затем захоронить их;
снизить поступление солнечных лучей, распылив в стратосфере мелкие частицы серебра.

Технологически реализация любого способа крайне сложна и трудоемка, а принимать меры нужно уже сейчас. Поэтому правительства государств договорились, что максимально допустимый рост температуры не должен превышать 2 °С, соответственно, и выбросов СО2 должно стать меньше.

Так, в 2005 году вступил в силу Киотский протокол — международное соглашение, по которому страны-участницы могут торговать квотами на загрязнения. Проще говоря, у каждой страны есть лимит на выбросы. Государства с более мощными производствами могут выкупать неиспользованный лимит других стран, чтобы увеличить свой. Идея в том, чтобы контролировать общее количество выбросов в мире.

Как видим, не так страшен парниковый эффект, как влияние человека. Из-за индустриального развития, роста потребления и сокращения лесов человечество оказались на пороге неутешительных перемен, которые уже необратимы. Худшее, к чему может привести этот процесс, — полное исчезновение человеческой расы.

Оригинал статьи: https://www.nur.kz/family/school/1711336-parnikovyj-effekt-priciny-i-puti-resenia/

Парниковый эффект: климат меняется, споры не стихают — Общество

Изменение климата и его причины — одна из самых обсуждаемых экологических тем в мире. Решение американского лидера Дональда Трампа об одностороннем выходе страны из Парижского соглашения, подразумевавшего сокращение выбросов парниковых газов, запустило новый виток дискуссии по этому вопросу.

Большинство специалистов считают, что основная причина изменения климата — деятельность человека. Но и в мире, и в России есть сторонники и противоположного мнения: если человек и влияет на климат, то незначительно. Рассказываем о том, какие аргументы они выдвигают.

«Если не веришь — ты неандерталец»

Глава Минэнерго США Рик Перри недавно заявил, что не считает масштабные выбросы углекислого газа основной причиной глобального потепления. «Идея, что все эти научные вопросы полностью решены, и если ты в это не веришь, то ты какой-то неандерталец, это, с моей точки зрения, совершенно неприемлемо», — добавил Перри.

На эту тему

В марте этого года с аналогичным заявлением выступил новый руководитель главного природоохранного ведомства Соединенных Штатов — Федерального агентства по охране окружающей среды — Скотт Прюитт.

Он указал, что «проблематично точно измерить воздействие деятельности человека на климат». Он также отметил, что имеются «значительные разногласия относительно степени такого воздействия».

Позже Перри все-таки признал, что человек влияет на изменение климата, правда, сделал оговорку, что наука еще не сказала своего последнего слова по этому вопросу.

Под влиянием природных факторов климат на Земле менялся всегда. Ледниковые периоды несколько раз сменялись периодами повышения температуры. Потепление происходит главным образом за счет нагревания Мирового океана, а он, в свою очередь, нагревается из-за парникового эффекта: парниковые газы (диоксид углерода СО₂, метан и оксид азота), накапливаясь в атмосфере, создают вокруг планеты своего рода экран, так что энергия, полученная от солнечного излучения, не возвращается в космическое пространство, а постепенно накапливается, приводя к нагреванию поверхности планеты. Из-за чего это происходит, вопрос до сих пор спорный.

Из материала портала «Чердак»

Продолжение

Виноват ли человек?

Эксперты, скептически относящиеся к тому, что главным «виновником» климатических перемен является человек, отмечают, что периоды потепления неоднократно происходили в истории Земли, поэтому нет оснований предполагать их антропогенное происхождение. К тому же за последние 30 лет в каких-то регионах происходило потепление, в других — похолодание.

Некоторые ученые полагают, что главной экологической проблемой планеты является уменьшение площади лесов и необратимые изменения климата скорее будут вызваны не парниковыми газами, а нарушением механизма глобального влаго- и теплопереноса, который обеспечивается растительностью планеты. Географические теории объясняют долговременные колебания климата движениями земной коры и изменением положения материков и океанов.

Снижение альбедо и другие причины

Последователи теории природных причин глобального потепления есть и в России. Например, заведующий отделом гидрометеорологии и экологии Сибирского регионального научно-исследовательского гидрометеорологического института (СибНИГМИ) Николай Завалишин связывает рост температуры со снижением альбедо Земли — процента отраженной в космос энергии Солнца.

По его мнению, глобальное потепление климата в мире продолжится, но к масштабному таянию ледников не приведет — после 2022 года оно может смениться периодом постепенного похолодания, независимо от того, сколько человек будет сжигать углеводорода.

Ученый обратил внимание на то, что периоды повышения-понижения температуры случались и раньше, они носят повторяющийся характер. По его словам, каждый цикл состоит из 10 лет быстрого потепления и 40–50 лет медленного «остывания».

На эту тему

А ученые Института океанологии РАН по результатам исследований Мирового океана в 2009 году пришли к выводу о том, что человеческая деятельность не является существенным и тем более главным фактором планетарных климатических изменений.

Парниковые газы, на которые сторонники теории глобального потепления возлагают основную «вину», действительно влияют на температурные процессы в атмосфере, но незначительно. Как поясняли океанологи, «разработанная в институте физическая теория климата оценивает этот вклад примерно в 8,5%». По их мнению, главную роль (65%) в распределении температуры в нижних слоях воздушной оболочки Земли — тропосфере — играет конвекция, то есть перемещение более теплых воздушных масс вверх, а холодных — вниз. Еще 25% дают процессы конденсации влаги.

Что касается метана и углекислого газа, то их роль в потеплении не до конца ясна. Например, из наблюдений американских ученых под руководством президента Института науки и медицины Артура Робинсона заметна связь колебаний температуры с солнечной активностью. А с накоплением углекислого газа в атмосфере такой связи практически нет. При этом исследователи отмечали, что накопление углекислоты в воздухе должно приводить не к потеплению, а к похолоданию климата, и даже предсказывали его наступление в течение ближайших 20–30 лет, учитывая 60-летние циклы солнечной активности.

Не драматизировать проблему промышленных выбросов призвал недавно и президент РФ Владимир Путин. По мнению российского лидера, их объемы сопоставимы с выбросами вулканов.

Несколько выбросов вулкана Этна перекрывают все усилия сегодняшнего человечества по антропогенным выбросам в атмосферу

Владимир Путин

президент России

При этом президент подчеркнул, что глобальное потепление все равно будет продолжаться. «Вопрос не в том, чтобы его предотвратить. Это невозможно, это может быть связано с какими-то глобальными циклами на земле и т.д. Я согласен с тем, что вопрос в том, как к этому приспособиться», — отметил российский лидер.

Путин вместе с тем подтвердил приверженность РФ Парижским договоренностям по климату.

Можно ли что-то сделать?

В любом случае мало кто спорит, что концентрация парниковых газов в атмосфере увеличивается, а средняя глобальная температура растет.

В 2015 году ученые впервые в современной истории зафиксировали превышение средней температуры планеты более чем на 1 °C по сравнению с XIX веком, когда началось наблюдение за изменениями глобальной температуры. Эксперты прогнозируют, что ее превышение на 2 °C по сравнению с доиндустриальным уровнем будет иметь необратимые последствия для людей и экосистем.

Климат на планете в целом станет более влажным.
Уровень моря в XXI веке повысится до 1 м.
Могут исчезнуть до 30–40% видов растений и животных, поскольку их среда обитания будет изменяться быстрее, чем они сумеют приспособиться к этим изменениям.
Изменится видовой состав леса, и начнется интенсивное таяние ледников.
Опреснение океана из-за таяния льдов вызовет изменение Гольфстрима.
Увеличится частота и сила аномальных явлений, таких как экстремальные ветра и «волны жары», цунами и наводнения.

Человеческий фактор в изменении климата, возможно, и ничтожен по сравнению с масштабностью природных процессов, но все-таки есть. По оценкам климатологов, чтобы не допустить драматического развития событий и удержать рост температуры в пределах до 2 °C, странам мира необходимо к 2050 году вполовину снизить глобальные выбросы по отношению к уровню 1990 года, а к концу XXI века — сократить до нуля.

«Забытые» парниковые газы угрожают климатическим целям

Избыточное использование азотных удобрений в развивающихся странах способствует увеличению выбросов оксида азота, газа с сильным парниковым эффектом. Keystone / Hotli Simanjuntak

Углекислый газ – отнюдь не единственный, кто может способствовать глобальному потеплению.

Этот контент был опубликован 12 января 2021 года — 07:00 12 января 2021 года — 07:00

Луиджи Йорио

Журналист из Тичино, живущий в Берне, освещаю вопросы науки и общества в репортажах, статьях, интервью и аналитических материалах. Меня интересуют проблематика климата, энергетики и окружающей среды, а кроме того – все, что связано с миграцией, с помощью в целях развития и с правами человека.

Больше материалов этого / этой автора | Италоязычная редакция

Полин Тюрюбан

рассказывать об актуальных событиях в Швейцарии и в мире на основе цифр и статистических данных. Эмигрировала в Швейцарию много лет назад, работала как мультимедийный журналист на франкоязычном канале Radio Télévision suisse (RTS) швейцарской национальной телерадиокомпании SRG SSR. Основные темы: международная политика, окружающая среда, общество.

Больше материалов этого / этой автора | Франкоязычная редакция

Доступно на 9 других языках

Углекислый газ – самый, пожалуй, известный парниковый газ. Но он отнюдь не единственный, кто, такова версия, может способствовать глобальному потеплению. Не менее вредоносными в этом смысле могут быть метан и закись азота. Какова эволюция объемов выбросов этих парниковых газов в Швейцарии и во всем мире? И какие уже есть решения этой проблемы?

В соответствии с историческим Парижским соглашением, подписанным в рамках Рамочной конвенции ООН об изменении климата, страны-участницы, включая Швейцарию, согласились сформулировать и реализовать страновые меры по снижению темпов выбросов парниковых газов, основной, как считается, причины глобальных изменений климата. В прессе речь идет все время об углекислоте, но есть тут так называемые «забытые» парниковые газы.

Внешний контент

Накапливаясь в атмосфере, они могут дополнительно поставить под угрозу реализацию целей Парижского соглашения по климату, подписанного в исторический день 12 декабря 2015 года. В соответствии с этим документом, ратифицированным Швейцарией в июне 2017 года, мировое сообщество обязалось сделать все, чтобы удержать рост глобальной средней температуры воздуха по сравнению с доиндустриальным периодом на уровне «гораздо ниже 2°C».

Основные усилия, предпринимаемые с этой целью странами мира, концентрируются прежде всего на сокращении объемов выбрасываемого в атмосферу углекислого газа (CO2). Меры тут предпринимаются самые разные, от введения налогов на выбросы углерода и вплоть до мер, ограничивающих использование ископаемых видов топлива. Однако мало кто осознает, что параллельно в атмосфере накапливаются и другие газы.

По мнению экспертов, эти вносят не менее значительный вклад в глобальное потепление, но, как правило, они по большей части «игнорируются» авторами существующих или планируемых национальных программ экологического оздоровления климата. Как показали недавно результаты международного исследования, проведенного с участием экспертов Бернского университета, в настоящее время существует риск того, что увеличение выбросов «забытых газов» может поставить под угрозу достижение целей, намеченных в Парижском соглашении.

«Выбросы углекислого газа (CO2) всегда и совершенно обоснованно были в центре внимания ученых, ведь на их долю приходится 65% всего того феномена, который мы называем глобальным потеплением. Газ CO2 дольше всего сохраняется в атмосфере, и поэтому такое внимание к нему было совершенно справедливо», — сказал в интервью порталу Швейцарского международного радио SWI swissinfo.ch Пеп Канаделл (Pep Canadell), глава международной неправительственной организации Global Carbon Project. «Однако, поскольку теперь мы договорились перейти к чистым нулевым выбросам <…> нам необходимо, наконец, обратить внимание и на других газах».

Согласно аналитическому отчёту, опубликованному незадолго до пятой годовщины заключения Парижского соглашения, сейчас его положения реализуются слишком медленно для того, чтобы уже к 2030 году сократить выбросы вдвое, а к 2050 году вообще достичь климатической нейтральности. По некоторым данным достижения климатических целей, закрепленных в этом документе, к середине века квота возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии должна быть увеличена в пять раз, вырубка лесов прекращена полностью, а выбросы от сельскохозяйственного производства сокращены на 40%.

Реально ли это? Многие говорят, что нет. Прогноз НКО Climate Action Tracker («Контроль действий в области изменения климата») более оптимистичен. Основываясь на климатической политике, заявленной такими крупными державами, как Китай и Япония, а также новым президентом США Джо Байденом, ожидается, что средняя мировая температура к 2100 году вырастет только на 2,1°C, что более или менее соответствует цели, поставленной на Парижской конференции.

«Веселящий газ» — это не смешно

Парниковые газы в атмосфере задерживают солнечное излучение, отражённое от поверхности Земли. Парниковый эффект — естественное и очень важное явление, без него жизнь на Земле была бы невозможна, а средняя температура воздуха была бы −18°C, а не + 15°C. Не забудем также, что уже на высоте 10 км температура воздуха падает до минус 50 градусов, а в космосе царит температура, близкая к абсолютному нулю (минус 273 градуса по Цельсию).

Внешний контент

Парниковые газы являются, по сути, тем одеялом, в который закутывается Земля, чтобы не превратиться в ледяную безжизненную пустыню. Иное дело, что такие газы могут иметь природное или же антропогенное происхождение, и как раз второй аспект оказывается плотно встроен в сложные социально-политические и экологически-экономические аспекты, превращая проблему парниковых газов в сложную гибридную проблему на стыке физической природы, экономики и социума.

Основными парниковыми газами, присутствующими в атмосфере, являются водяной пар (h3O), углекислый газ (CO2), оксид азота или «веселящий газ» (N2O), метан (Ch5), гексафторид серы (SF6) и галогенорганические соединения (например, хлорфторуглероды или CFC). Несмотря на то, что метан и оксид азота присутствуют в атмосфере в гораздо меньшей концентрации, чем CO2, эти парниковые газы потенциально могут оказать гораздо большее влияние на глобальное потепление, чем простой углекислый газ или водяной пар.

До 40% метана выбрасывается в атмосферу в ходе естественных процессов разложения органических материалов в среде, где отсутствует кислород. Оставшиеся 60% метана имеют антропогенный характер, будучи побочным продуктом сельского хозяйства (в частности, животноводства), переработки отходов и деятельности угольной и нефтяной отраслей. По мнению швейцарского отделения Всемирного фонда дикой природы, «метановые выбросы, генерируемые швейцарскими молочными коровами, и образующиеся при производстве кормов для них, способствуют глобальному потеплению и, таким образом, угрожают самому нашему существованию».

Внешний контент

Оксид азота (N2O), известный также как «веселящий газ», выделяется преимущественно в процессе интенсивного сельскохозяйственного производства (при использовании удобрений), при сжигании ископаемых видов топлива и в результате промышленных производственных процессов. Состав и структура выбросов парниковых газов варьируется от страны к стране. Больше всего метана и оксида азота производит такая промышленно неразвитая страна, как Бразилия, с её огромной животноводческой отраслью и значительными площадями возделываемых земельных угодий.

По данным швейцарского федерального НИИ проблем сельского хозяйства Agroscope в Швейцарии на сельское хозяйство приходятся 80% выбросов оксида азота и 83% выбросов метана. Неудивительно, что, как и в случае с углекислым газом, концентрация метана и оксида азота в атмосфере продолжает увеличиваться. По сравнению с доиндустриальной эпохой она выросла на 260% и 23% соответственно. Основная причина роста доли оксида азота в атмосфере — глобальный рост спроса на продукты питания и корма для животных. Точнее, эта тенденция приводить ко более все активному использованию азотных удобрений и развитию животноводства.

Парниковые газы являются тем одеялом, в который закутывается Земля, чтобы не превратиться в ледяную безжизненную пустыню

End of insertion

Таково мнение Фортуната Джооса (Fortunat Joos), профессор кафедры физики климата в Бернском университете и соавтора одного из самых полных исследований истоков происхождения N2O на планете. Однако увеличение выбросов парниковых газов наблюдается не во всех странах мира. В основном это касается развивающихся экономик, таких как Китай, Бразилия и Индия. Европа — единственная часть света, где за последние 20 лет выбросы N2O фактически снизились. Это также касается и Швейцарии, где в период с 1990 по 2010 год благодаря сокращению поголовья молочного скота и снижению объёмов использования минеральных удобрений имело место сокращение таких выбросов на 10%.

Иная ситуация наблюдается с выбросами метана. Они достигли беспрецедентных объемов, прежде всего из-за интенсификации индустриальных технологий животноводства, а также роста добычи и переработки ископаемых видов топлива. В этой области также наблюдаются региональные различия, и Европа опять же остаётся единственным континентом, где наблюдается сейчас фактическое снижение выбросов Ch5.

Как снизить уровень выбросов?

Удалять углекислый газ из атмосферы можно на основании инновационных решений, таких, например, как например, технология, разработанная и предлагаемая швейцарским стартапом Climeworks. Пеп Канаделл отмечает, что пока, к сожалению, для выбросов метана и оксида азота подобных разработок не существует, но уже есть идеи, как можно было бы добиться снижения объемов их выброса в атмосферу.

Профессор Ф. Джоос из Бернского университета также рекомендует «более рационально использовать удобрения за счёт применения, в частности, каталитических нейтрализаторов». Недавно швейцарская биохимическая компания Lonza объявила, что к концу 2021 года она установит на своём заводе в Швейцарии конвертеры, которые позволят сократить выбросы оксида азота «как минимум на 98%».

Внешний контент

Что касается выбросов метана, то профессор Ф. Джоос считает, что их можно сократить за счёт изменения системы кормления скота. Некоторые швейцарские компании уже начали производство натуральных добавок для кормов и синтетических пищевых смесей, которые, по их утверждениям, могут сократить выбросы метана коровами на 30%.

Однако, как уверяет профессор Джоос, недостаточно просто изменить систему кормления скота. Нам также необходимо сократить объёмы пищевых отходов и снизить потребление мяса. Но даже и этого будет мало. «Снижение выбросов парниковых газов в самых разных секторах экономики играет важную роль в сдерживании глобального потепления и в достижении целей Парижского соглашения», — сказал он в интервью порталу Швейцарского международного радио SWI swissinfo. ch.

«Но если нам не удастся сделать главного, а именно, сократить объемы выбросов CO2, образующегося в результате сжигания ископаемых видов минерального топлива, то любые другие меры, например, высадка деревьев, потребление меньшего количества мяса и производство меньшего количества отходов, снизить темпы глобального потепления нам не помогут».

Статья в этом материале

Ключевые слова:

Углекислый газ в атмосфере находится на рекордно высоком уровне. Вот что вам нужно знать.

Удерживая тепло от солнца, парниковые газы сохраняют климат Земли пригодным для жизни людей и миллионов других видов. Но сейчас эти газы вышли из равновесия и угрожают кардинально изменить то, какие живые существа могут выжить на этой планете и где.

Атмосферные уровни углекислого газа — наиболее опасного и распространенного парникового газа — находятся на самом высоком уровне, когда-либо зарегистрированном. Уровни парниковых газов настолько высоки в первую очередь потому, что люди выбрасывают их в воздух, сжигая ископаемое топливо. Газы поглощают солнечную энергию и удерживают тепло близко к поверхности Земли, не позволяя ему улетучиваться в космос. Это удержание тепла известно как парниковый эффект.

Корни концепции парникового эффекта уходят в XIX век, когда французский математик Жозеф Фурье в 1824 году вычислил, что Земля была бы намного холоднее, если бы на ней не было атмосферы. В 1896 году шведский ученый Сванте Аррениус первым связал повышение концентрации углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива с эффектом потепления.Почти столетие спустя американский климатолог Джеймс Э. Хансен засвидетельствовал Конгрессу, что «парниковый эффект был обнаружен и теперь меняет наш климат».

Сегодня «изменение климата» — это термин, который ученые используют для описания сложных сдвигов, вызванных концентрации парниковых газов, которые в настоящее время влияют на погодные и климатические системы нашей планеты. Изменение климата включает не только повышение средних температур, которое мы называем глобальным потеплением, но и экстремальные погодные явления, изменение популяций и мест обитания диких животных, повышение уровня моря и ряд других факторов. другие воздействия.

Климат, безусловно, меняется. Но что вызывает это изменение? И как повышение температуры влияет на окружающую среду и нашу жизнь?

Правительства и организации по всему миру, такие как Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), орган Организации Объединенных Наций, который отслеживает последние научные данные об изменении климата, измеряет парниковые газы, отслеживает их воздействие и внедряет решения.

Основные парниковые газы и источники

Двуокись углерода (CO ₂): Двуокись углерода является основным парниковым газом, на который приходится около трех четвертей выбросов.Он может оставаться в атмосфере на тысячи лет. В 2018 году уровень углекислого газа достиг 411 частей на миллион в Гавайской обсерватории базового уровня атмосферы Мауна-Лоа, что стало самым высоким среднемесячным показателем за всю историю наблюдений. Выбросы углекислого газа в основном происходят от сжигания органических материалов: угля, нефти, газа, древесины и твердых отходов.

Метан (CH ₄): Основной компонент природного газа, метан, выбрасывается со свалок, газовой и нефтяной промышленности и сельского хозяйства (особенно из пищеварительной системы пастбищных животных).Молекула метана не остается в атмосфере так долго, как молекула углекислого газа — около 12 лет, — но она по крайней мере в 84 раза мощнее за два десятилетия. На его долю приходится около 16 процентов всех выбросов парниковых газов.

Закись азота (N ₂ O): Закись азота занимает относительно небольшую долю глобальных выбросов парниковых газов — около шести процентов, но она в 264 раза мощнее углекислого газа за 20 лет, а срок ее службы По данным IPCC, атмосфера превышает столетие.Сельское хозяйство и животноводство, включая удобрения, навоз и сжигание сельскохозяйственных остатков, наряду со сжиганием топлива, являются крупнейшими источниками выбросов закиси азота.

Промышленные газы: Фторированные газы, такие как гидрофторуглероды, перфторуглероды, хлорфторуглероды, гексафторид серы (SF ₆) и трифторид азота (NF ₃), имеют потенциал улавливания тепла в тысячи раз больше, чем CO ₂ и оставаться в атмосфере от сотен до тысяч лет.На их долю приходится около 2 процентов всех выбросов, они используются в качестве хладагентов, растворителей и в производстве, иногда являясь побочными продуктами.

Другие парниковые газы включают водяной пар и озон (O ₃). Водяной пар на самом деле является самым распространенным парниковым газом в мире, но он не отслеживается так же, как другие парниковые газы, потому что он не испускается напрямую в результате деятельности человека, и его последствия недостаточно изучены. Точно так же приземный или тропосферный озон (не путать с защитным стратосферным озоновым слоем выше) не испускается напрямую, а возникает в результате сложных реакций между загрязнителями в воздухе.

Воздействие парниковых газов

Парниковые газы имеют далеко идущие последствия для окружающей среды и здоровья. Они вызывают изменение климата, удерживая тепло, а также способствуют респираторным заболеваниям из-за смога и загрязнения воздуха. Экстремальные погодные условия, перебои в снабжении продовольствием и учащение лесных пожаров — это другие последствия изменения климата, вызванного парниковыми газами. Типичные погодные условия, которые мы привыкли ожидать, изменятся; некоторые виды исчезнут; другие будут мигрировать или расти.( Подробнее о воздействии парниковых газов через изменение климата здесь. )

Что такое загрязнение воздуха? Узнайте, как парниковые газы, смог и токсичные загрязнители влияют на изменение климата и здоровье человека.

Как сократить выбросы парниковых газов

Практически каждый сектор мировой экономики, от производства до сельского хозяйства и транспорта до производства электроэнергии, вносит парниковые газы в атмосферу, поэтому все они должны уйти от ископаемого топлива, если мы чтобы избежать наихудших последствий изменения климата. Страны всего мира признали эту реальность в Парижском соглашении по климату 2015 года. Изменения будут наиболее важными среди крупнейших источников выбросов: на 20 стран приходится не менее трех четвертей мировых выбросов парниковых газов, вместе с Китаем, США и США. и Индия лидирует.

Технологии снижения выбросов парниковых газов по большей части уже существуют. Они включают замену ископаемого топлива на возобновляемые источники, повышение энергоэффективности и сокращение выбросов углерода путем назначения цены.( Подробнее о таких решениях здесь. )

Технически мир имеет только одну пятую своего «углеродного бюджета» — всего 2,8 триллиона метрических тонн — остающуюся, чтобы избежать нагревания Земли более чем на 1,5 градуса по Цельсию. Чтобы остановить эти тенденции, потребуется нечто большее, чем просто отказ от ископаемого топлива. Фактически, пути к остановке повышения глобальной температуры на 1,5 или 2 градуса Цельсия — две цели, обозначенные МГЭИК, — в некоторой степени основаны на принятии методов высасывания СО2 из неба. К ним относятся посадка деревьев, сохранение существующих лесов и пастбищ, а также улавливание CO ₂ от электростанций и фабрик.

Обзор парниковых газов | Агентство по охране окружающей среды США

На этой странице:

Общие выбросы в США в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2 (без учета земельного сектора). Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Газы, улавливающие тепло в атмосфере, называются парниковыми газами.В этом разделе представлена информация о выбросах и удалении основных парниковых газов в атмосферу и из нее. Для получения дополнительной информации о других факторах воздействия климата, таких как черный углерод, посетите страницу «Индикаторы изменения климата: воздействие на климат».

6,457 миллионов метрических тонн CO

₂: Что это означает?

Объяснение единиц:

Один миллион метрических тонн равен примерно 2,2 миллиардам фунтов или 1 триллиону граммов. Для сравнения: небольшой автомобиль, вероятно, будет весить чуть больше 1 метрической тонны.Таким образом, миллион метрических тонн примерно равен массе 1 миллиона небольших автомобилей!

В реестре США используются метрические единицы для согласованности и сопоставимости с другими странами. Для справки: метрическая тонна немного больше (примерно на 10%), чем «короткая» тонна США.

Выбросы парниковых газов часто измеряются в эквиваленте двуокиси углерода (CO ₂). Чтобы преобразовать выбросы газа в эквивалент CO ₂, его выбросы умножаются на потенциал глобального потепления (GWP) газа.ПГП учитывает тот факт, что многие газы более эффективно нагревают Землю, чем CO ₂ на единицу массы.

Значения GWP, отображаемые на веб-страницах по выбросам, отражают значения, используемые в реестре США, которые взяты из Четвертого оценочного отчета МГЭИК (AR4). Для дальнейшего обсуждения ПГП и оценки выбросов ПГ с использованием обновленных ПГП см. Приложение 6 Реестра США и обсуждение ПГП МГЭИК (PDF) (106 стр., 7,7 МБ).

Двуокись углерода (CO ₂) : Двуокись углерода попадает в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти), твердых отходов, деревьев и других биологических материалов, а также в результате определенных химических реакций. (е.г., производство цемента). Углекислый газ удаляется из атмосферы (или «улавливается»), когда он поглощается растениями как часть биологического цикла углерода.
Метан (CH ₄) : Метан выделяется при добыче и транспортировке угля, природного газа и нефти. Выбросы метана также возникают в результате животноводства и других методов ведения сельского хозяйства, землепользования и разложения органических отходов на полигонах твердых бытовых отходов.
Закись азота (N ₂ O) : Закись азота выделяется во время сельского хозяйства, землепользования, промышленной деятельности, сжигания ископаемого топлива и твердых отходов, а также при очистке сточных вод.
Фторированные газы : Гидрофторуглероды, перфторуглероды, гексафторид серы и трифторид азота являются синтетическими мощными парниковыми газами, которые выбрасываются в результате различных промышленных процессов. Фторированные газы иногда используются в качестве заменителей стратосферных озоноразрушающих веществ (например, хлорфторуглеродов, гидрохлорфторуглеродов и галонов). Эти газы обычно выбрасываются в меньших количествах, но, поскольку они являются мощными парниковыми газами, их иногда называют газами с высоким потенциалом глобального потепления («газы с высоким потенциалом глобального потепления»).

Воздействие каждого газа на изменение климата зависит от трех основных факторов:

Сколько находится в атмосфере?

Концентрация или содержание — это количество определенного газа в воздухе. Более высокие выбросы парниковых газов приводят к более высоким концентрациям в атмосфере. Концентрации парниковых газов измеряются в частях на миллион, частей на миллиард и даже частей на триллион. Одна часть на миллион эквивалентна одной капле воды, растворенной примерно в 13 галлонах жидкости (примерно в топливном баке компактного автомобиля).Чтобы узнать больше о возрастающих концентрациях парниковых газов в атмосфере, посетите страницу «Индикаторы изменения климата: атмосферные концентрации парниковых газов».

Как долго они остаются в атмосфере?

Каждый из этих газов может оставаться в атмосфере в течение разного времени, от нескольких лет до тысяч лет. Все эти газы остаются в атмосфере достаточно долго, чтобы хорошо перемешаться, а это означает, что количество, измеряемое в атмосфере, примерно одинаково во всем мире, независимо от источника выбросов.

Насколько сильно они влияют на атмосферу?

Некоторые газы более эффективны, чем другие, согревая планету и «сгущают земное покрывало».
Для каждого парникового газа был рассчитан потенциал глобального потепления (ПГП), отражающий, как долго он в среднем остается в атмосфере и насколько сильно он поглощает энергию. Газы с более высоким ПГП поглощают больше энергии на фунт, чем газы с более низким ПГП, и, таким образом, вносят больший вклад в нагревание Земли.

Примечание. Все оценки выбросов взяты из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Выбросы двуокиси углерода

Двуокись углерода (CO ₂) является основным парниковым газом, выбрасываемым в результате деятельности человека. В 2019 году на CO ₂ приходилось около 80 процентов всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Углекислый газ естественным образом присутствует в атмосфере как часть углеродного цикла Земли (естественная циркуляция углерода в атмосфере, океанах, почве, растениях и животных).Деятельность человека изменяет углеродный цикл — как путем добавления в атмосферу большего количества CO ₂, так и путем воздействия на способность естественных поглотителей, таких как леса и почвы, удалять и накапливать CO ₂ из атмосферы. В то время как выбросы CO ₂ происходят из различных естественных источников, выбросы, связанные с деятельностью человека, являются причиной увеличения выбросов в атмосферу после промышленной революции. ²

Примечание: все оценки выбросов из Реестра U.S. Выбросы и сток парниковых газов: 1990–2019 гг. (Без земельного сектора).
Изображение большего размера для сохранения или печати
Основная деятельность человека, в результате которой выделяется CO ₂, — это сжигание ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти) для производства энергии и транспорта, хотя при определенных промышленных процессах и изменениях в землепользовании также выделяется CO ₂. Основные источники выбросов CO ₂ в США описаны ниже.
Транспорт . Сжигание ископаемых видов топлива, таких как бензин и дизельное топливо, для перевозки людей и грузов было крупнейшим источником выбросов CO ₂ в 2019 году, что составляет около 35 процентов от общего количества U. S. CO ₂ выбросов и 28 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. В эту категорию входят такие источники транспорта, как автомобильные и легковые автомобили, авиаперелеты, морские перевозки и железнодорожный транспорт.
Электроэнергия . Электричество является важным источником энергии в Соединенных Штатах и используется для питания домов, бизнеса и промышленности. В 2019 году сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии было вторым по величине источником выбросов CO ₂ в стране, что составляет около 31 процента от общего количества U.S. CO ₂ выбросов и 24 процента от общих выбросов парниковых газов в США. Типы ископаемого топлива, используемого для производства электроэнергии, выделяют разное количество CO ₂. Для производства определенного количества электроэнергии при сжигании угля будет выделяться больше CO ₂, чем природного газа или нефти.
Промышленность . Многие промышленные процессы выделяют CO ₂ в результате потребления ископаемого топлива. Некоторые процессы также производят выбросы CO ₂ в результате химических реакций, не связанных с горением, и примеры включают производство минеральных продуктов, таких как цемент, производство металлов, таких как железо и сталь, и производство химикатов.На сжигание ископаемого топлива в различных промышленных процессах приходилось около 16 процентов от общих выбросов CO ₂ в США и 13 процентов от общих выбросов парниковых газов в США в 2019 году. Многие промышленные процессы также используют электричество и, следовательно, косвенно приводят к выбросам CO ₂ от электричества. поколение.
Углекислый газ постоянно обменивается между атмосферой, океаном и поверхностью суши, поскольку он продуцируется и поглощается многими микроорганизмами, растениями и животными.Однако выбросы и удаление CO ₂ в результате этих естественных процессов имеют тенденцию к уравновешиванию при отсутствии антропогенного воздействия. С начала промышленной революции около 1750 года деятельность человека внесла существенный вклад в изменение климата, добавив в атмосферу CO ₂ и другие улавливающие тепло газы.
В Соединенных Штатах с 1990 года управление лесами и другими землями (например, пахотные земли, луга и т. Д.) Действовало как чистый сток CO ₂, что означает, что больше CO ₂ удаляется из атмосфере и хранится в растениях и деревьях, чем выбрасывается.Это компенсация поглотителя углерода составляет около 12 процентов от общего объема выбросов в 2019 году и более подробно обсуждается в разделе «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство».
Чтобы узнать больше о роли CO ₂ в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».
Выбросы и тенденции
Выбросы углекислого газа в США увеличились примерно на 3 процента в период с 1990 по 2019 год. Поскольку сжигание ископаемого топлива является крупнейшим источником выбросов парниковых газов в Соединенных Штатах, изменения в выбросах от сжигания ископаемого топлива исторически были доминирующим фактором. влияющие на общий U.Тенденции выбросов S. На изменения выбросов CO ₂ в результате сжигания ископаемого топлива влияют многие долгосрочные и краткосрочные факторы, включая рост населения, экономический рост, изменение цен на энергоносители, новые технологии, изменение поведения и сезонные температуры. В период с 1990 по 2019 год увеличение выбросов CO ₂ соответствовало увеличению потребления энергии растущей экономикой и населением, включая общий рост выбросов в результате увеличения спроса на поездки.
Примечание: все оценки выбросов из Реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2019 гг.
Изображение большего размера для сохранения или печати
Снижение выбросов углекислого газа
Самый эффективный способ сократить выбросы CO ₂ — снизить потребление ископаемого топлива. Многие стратегии по сокращению выбросов CO ₂ от энергетики являются сквозными и применимы к домам, предприятиям, промышленности и транспорту.
EPA принимает разумные регулирующие меры для сокращения выбросов парниковых газов.
Примеры возможностей сокращения выбросов двуокиси углерода
Стратегия Примеры сокращения выбросов
Энергоэффективность
Улучшение теплоизоляции зданий, использование более экономичных транспортных средств и использование более эффективных электроприборов — все это способы сократить потребление энергии и, следовательно, выбросы CO ₂.
Энергосбережение
Снижение личного потребления энергии за счет выключения света и электроники, когда они не используются, снижает потребность в электроэнергии. Сокращение пройденного расстояния в транспортных средствах снижает потребление бензина. Оба способа сократить выбросы CO ₂ за счет экономии энергии.
Узнайте больше о том, что вы можете делать дома, в школе, в офисе и в дороге, чтобы экономить энергию и сокращать выбросы углекислого газа.
Переключение топлива
Производство большего количества энергии из возобновляемых источников и использование топлива с более низким содержанием углерода являются способами сокращения выбросов углерода.
Улавливание и секвестрация углерода (CCS)
Улавливание и связывание диоксида углерода — это набор технологий, которые потенциально могут значительно сократить выбросы CO ₂ от новых и существующих угольных и газовых электростанций, промышленных процессов и других стационарных источников CO ₂.Например, улавливание CO ₂ из дымовых труб угольной электростанции до того, как он попадет в атмосферу, транспортировка CO ₂ по трубопроводу и закачка CO ₂ глубоко под землю в тщательно выбранные и подходящие геологические геологические условия. формация, такая как близлежащее заброшенное нефтяное месторождение, где она надежно хранится.
Узнайте больше о CCS.
Изменения в землепользовании и практике управления земельными ресурсами
Узнайте больше о землепользовании, изменении землепользования и лесном хозяйстве.
¹ CO ₂ в атмосфере является частью глобального углеродного цикла, и поэтому его судьба является сложной функцией геохимических и биологических процессов. Часть избыточного углекислого газа будет быстро поглощаться (например, поверхностью океана), но часть останется в атмосфере в течение тысяч лет, отчасти из-за очень медленного процесса переноса углерода в океанические отложения.
² МГЭИК (2013).Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
Выбросы метана
В 2019 году метан (CH ₄) составлял около 10 процентов всего U.S. Выбросы парниковых газов в результате деятельности человека. Деятельность человека с выбросом метана включает утечки из систем природного газа и разведение домашнего скота. Метан также выделяется из естественных источников, таких как естественные водно-болотные угодья. Кроме того, естественные процессы в почве и химические реакции в атмосфере помогают удалить из атмосферы CH ₄. Время жизни метана в атмосфере намного меньше, чем у углекислого газа (CO ₂), но CH ₄ более эффективно улавливает излучение, чем CO ₂.Фунт за фунт, сравнительное воздействие CH ₄ в 25 раз больше, чем CO ₂ за 100-летний период. ¹
В глобальном масштабе 50-65 процентов общих выбросов CH ₄ приходится на деятельность человека. ^{2, 3} Метан выделяется в результате деятельности в сфере энергетики, промышленности, сельского хозяйства, землепользования и обращения с отходами, описанных ниже.
Сельское хозяйство . Домашний скот, такой как крупный рогатый скот, свиньи, овцы и козы, вырабатывает CH ₄ как часть нормального процесса пищеварения.Кроме того, при хранении или обработке навоза в лагунах или резервуарах для хранения образуется CH ₄. Поскольку люди выращивают этих животных для еды и других продуктов, выбросы считаются связанными с деятельностью человека. Если объединить выбросы домашнего скота и навоза, сельскохозяйственный сектор является крупнейшим источником выбросов CH ₄ в Соединенных Штатах. Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США» «Сельское хозяйство». Хотя это не показано и менее значимо, выбросы CH ₄ также происходят в результате землепользования и деятельности по управлению земельными ресурсами в секторе землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (например,г. лесные и пастбищные пожары, разложение органических веществ на прибрежных заболоченных территориях и т. д.).
Энергетика и промышленность . Системы природного газа и нефти являются вторым по величине источником выбросов CH ₄ в США. Метан — это основной компонент природного газа. Метан выбрасывается в атмосферу при добыче, переработке, хранении, транспортировке и распределении природного газа, а также при производстве, переработке, транспортировке и хранении сырой нефти.Добыча угля также является источником выбросов CH ₄. Для получения дополнительной информации см. Разделы Реестра по выбросам и стокам парниковых газов США , посвященные системам природного газа и нефтяным системам.
Домашние и деловые отходы . Метан образуется на свалках при разложении отходов и при очистке сточных вод. Свалки являются третьим по величине источником выбросов CH ₄ в США. Метан также образуется при очистке бытовых и промышленных сточных вод, при компостировании и анаэробном сбраживании. Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов парниковых газов и сточных вод США. . Отходы».
Метан также выделяется из ряда природных источников. Природные водно-болотные угодья являются крупнейшим источником выбросов CH ₄ от бактерий, разлагающих органические материалы в отсутствие кислорода. Меньшие источники включают термиты, океаны, отложения, вулканы и лесные пожары.
Чтобы узнать больше о роли CH ₄ в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».
Выбросы и тенденции
Выбросы метана в США сократились на 15 процентов в период с 1990 по 2019 год. В течение этого периода выбросы увеличились из источников, связанных с сельскохозяйственной деятельностью, в то время как выбросы снизились из источников, связанных со свалками, добычей угля, а также из систем природного газа и нефти.
Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990-2019 . В этих оценках используется потенциал глобального потепления для метана, равный 25, на основе требований к отчетности в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата.
Изображение большего размера для сохранения или печати
Сокращение выбросов метана
Есть несколько способов сократить выбросы CH ₄. Некоторые примеры обсуждаются ниже. EPA имеет ряд добровольных программ по сокращению выбросов CH ₄ в дополнение к нормативным инициативам. EPA также поддерживает Глобальную инициативу по метану, международное партнерство, поощряющее глобальные стратегии сокращения выбросов метана.
Примеры возможностей сокращения выбросов метана
Источник выбросов Как снизить выбросы
Промышленность
Модернизация оборудования, используемого для добычи, хранения и транспортировки нефти и природного газа, может уменьшить многие утечки, которые способствуют выбросам CH ₄. Метан угольных шахт также можно улавливать и использовать для получения энергии. Узнайте больше о программе EPA Natural Gas STAR и программе охвата метаном из угольных пластов.
Сельское хозяйство
Метан от методов обращения с навозом можно уменьшить и улавливать путем изменения стратегии обращения с навозом. Кроме того, изменение практики кормления животных может снизить выбросы в результате кишечной ферментации. Узнайте больше об улучшенных методах обращения с навозом в программе EPA AgSTAR.
Домашние и деловые отходы
Поскольку выбросы CH ₄ из свалочного газа являются основным источником выбросов CH ₄ в Соединенных Штатах, меры контроля выбросов, которые улавливают выбросы CH ₄ на свалках, являются эффективной стратегией сокращения.Узнайте больше об этих возможностях и программе EPA по распространению метана на свалках.
Список литературы
¹ МГЭИК (2007). Изменение климата 2007: основы физических наук . Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета.Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
² IPCC (2013). Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
³ Глобальный углеродный проект (2019).
Выбросы оксида азота
В 2019 году на закись азота (N ₂ O) приходилось около 7 процентов всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Деятельность человека, такая как сельское хозяйство, сжигание топлива, удаление сточных вод и промышленные процессы, увеличивает количество N ₂ O в атмосфере. Закись азота также естественным образом присутствует в атмосфере как часть круговорота азота Земли и имеет множество естественных источников. Молекулы закиси азота остаются в атмосфере в среднем 114 лет, прежде чем удаляются стоком или разрушаются в результате химических реакций.Воздействие 1 фунта N ₂ O на нагревание атмосферы почти в 300 раз превышает воздействие 1 фунта углекислого газа. ¹
Примечание. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг. (Без учета земельного сектора).
Изображение большего размера для сохранения или печати
В глобальном масштабе около 40 процентов от общего объема выбросов N ₂ O приходится на деятельность человека. ² Закись азота выбрасывается в результате деятельности сельского хозяйства, землепользования, транспорта, промышленности и других видов деятельности, описанных ниже.
Сельское хозяйство . Закись азота может образовываться в результате различных мероприятий по управлению сельскохозяйственными почвами, таких как внесение синтетических и органических удобрений и другие методы земледелия, обработка навоза или сжигание сельскохозяйственных остатков. Обработка сельскохозяйственных земель является крупнейшим источником выбросов N ₂ O в Соединенных Штатах, что составляет около 75 процентов от общих выбросов N ₂ O в США в 2019 году. Хотя это не показано и менее значимо, выбросы N ₂ O также возникают в результате землепользования и деятельности по управлению земельными ресурсами в секторе землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (например,г. лесные пожары и пожары на пастбищах, внесение синтетических азотных удобрений в городские почвы (например, газоны, поля для гольфа), лесные угодья и т. д.).
Сжигание топлива. Закись азота выделяется при сжигании топлива. Количество N ₂ O, выделяемое при сжигании топлива, зависит от типа топлива и технологии сжигания, технического обслуживания и методов эксплуатации.
Промышленность. Закись азота образуется как побочный продукт при производстве химических веществ, таких как азотная кислота, которая используется для производства синтетических коммерческих удобрений, и при производстве адипиновой кислоты, которая используется для производства волокон, таких как нейлон, и других синтетических продуктов.
Отходы. Закись азота также образуется при очистке бытовых сточных вод во время нитрификации и денитрификации присутствующего азота, обычно в форме мочевины, аммиака и белков.
Выбросы закиси азота происходят естественным образом из многих источников, связанных с круговоротом азота, который представляет собой естественную циркуляцию азота в атмосфере, среди растений, животных и микроорганизмов, обитающих в почве и воде. Азот принимает различные химические формы на протяжении всего азотного цикла, в том числе N ₂ O. Естественные выбросы N ₂ O происходят в основном от бактерий, расщепляющих азот в почвах и океанах. Закись азота удаляется из атмосферы, когда она поглощается определенными типами бактерий или разрушается ультрафиолетовым излучением или химическими реакциями.
Чтобы узнать больше об источниках N ₂ O и его роли в потеплении атмосферы, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».
Выбросы и тенденции
Выбросы закиси азота в США в период с 1990 по 2019 год оставались относительно неизменными.Выбросы закиси азота в результате мобильного сжигания снизились на 60 процентов с 1990 по 2019 год в результате введения стандартов контроля выбросов для дорожных транспортных средств. Выбросы закиси азота от сельскохозяйственных почв в этот период варьировались и в 2019 году были примерно на 9 процентов выше, чем в 1990 году, в основном за счет увеличения использования азотных удобрений.
Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.
Изображение большего размера для сохранения или печати
Снижение выбросов оксида азота
Существует несколько способов снижения выбросов N ₂ O, которые обсуждаются ниже.
Примеры возможностей сокращения выбросов оксида азота
Источник выбросов Примеры сокращения выбросов
Сельское хозяйство
На внесение азотных удобрений приходится большая часть выбросов N ₂ O в Соединенных Штатах. Выбросы можно сократить за счет сокращения внесения азотных удобрений и более эффективного внесения этих удобрений, ³, а также за счет изменения практики использования навоза на ферме.
Сгорание топлива
Закись азота является побочным продуктом сгорания топлива, поэтому снижение расхода топлива в автомобилях и вторичных источниках может снизить выбросы.
Кроме того, внедрение технологий борьбы с загрязнением (например, каталитических нейтрализаторов для уменьшения количества загрязняющих веществ в выхлопных газах легковых автомобилей) также может снизить выбросы N ₂ O.
Промышленность
Список литературы
¹ IPCC (2007) Изменение климата 2007: основы физических наук . Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
² IPCC (2013). Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. Ф., Д. Цинь, Г.-К. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
³ EPA (2005). Потенциал снижения выбросов парниковых газов в лесном и сельском хозяйстве США . Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, США.
Выбросы фторированных газов
В отличие от многих других парниковых газов, фторированные газы не имеют естественных источников и образуются только в результате деятельности человека.Они выбрасываются в атмосферу при их использовании в качестве заменителей озоноразрушающих веществ (например, в качестве хладагентов) и при различных промышленных процессах, таких как производство алюминия и полупроводников. Многие фторированные газы имеют очень высокий потенциал глобального потепления (ПГП) по сравнению с другими парниковыми газами, поэтому небольшие атмосферные концентрации могут иметь непропорционально большое влияние на глобальную температуру. Они также могут иметь долгую жизнь в атмосфере — в некоторых случаях — тысячи лет. Как и другие долгоживущие парниковые газы, большинство фторированных газов хорошо перемешано в атмосфере и после выброса распространяется по всему миру.Многие фторированные газы удаляются из атмосферы только тогда, когда они разрушаются солнечным светом в дальних верхних слоях атмосферы. В целом, фторированные газы являются наиболее мощным и долговременным типом парниковых газов, выделяемых в результате деятельности человека.
Существует четыре основных категории фторированных газов: гидрофторуглероды (HFC), перфторуглероды (PFC), гексафторид серы (SF ₆) и трифторид азота (NF ₃). Ниже описаны крупнейшие источники выбросов фторсодержащих газов.
Замена озоноразрушающих веществ. Гидрофторуглероды используются в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов, вспенивающих агентов, растворителей и антипиренов. Основным источником выбросов этих соединений является их использование в качестве хладагентов, например, в системах кондиционирования воздуха как в транспортных средствах, так и в зданиях. Эти химические вещества были разработаны для замены хлорфторуглеродов (CFC) и гидрохлорфторуглеродов (HCFC), поскольку они не разрушают стратосферный озоновый слой.Хлорфторуглероды и ГХФУ постепенно сокращаются в соответствии с международным соглашением, называемым Монреальским протоколом. ГФУ — это мощные парниковые газы с высоким ПГП, и они выбрасываются в атмосферу во время производственных процессов, а также в результате утечек, обслуживания и утилизации оборудования, в котором они используются. Недавно разработанные гидрофторолефины (ГФО) представляют собой подмножество ГФУ и характеризуются коротким временем жизни в атмосфере и более низкими ПГП. ГФО в настоящее время вводятся в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов и пенообразователей.Закон об инновациях и производстве в США (AIM) 2020 года предписывает EPA решать проблемы ГФУ путем предоставления новых полномочий в трех основных областях: поэтапное сокращение производства и потребления перечисленных ГФУ в Соединенных Штатах на 85 процентов в течение следующих 15 лет, управление этими факторами. ГФУ и их заменители, а также способствуют переходу к технологиям следующего поколения, которые не зависят от ГФУ.
Промышленность. Перфторуглероды производятся как побочный продукт при производстве алюминия и используются в производстве полупроводников.ПФУ обычно имеют длительный срок службы в атмосфере и ПГП около 10 000. Гексафторид серы используется при обработке магния и производстве полупроводников, а также в качестве индикаторного газа для обнаружения утечек. ГФУ-23 производится как побочный продукт производства ГХФУ-22 и используется в производстве полупроводников.
Передача и распределение электроэнергии. Гексафторид серы используется в качестве изоляционного газа в оборудовании для передачи электроэнергии, включая автоматические выключатели. ПГП SF ₆ составляет 22 800, что делает его самым сильным парниковым газом, оцененным Межправительственной группой экспертов по изменению климата.
Чтобы узнать больше о роли фторированных газов в нагревании атмосферы и их источниках, посетите страницу «Выбросы фторированных парниковых газов».
Выбросы и тенденции
В целом выбросы фторсодержащих газов в США увеличились примерно на 86 процентов в период с 1990 по 2019 год. Это увеличение было вызвано 275-процентным увеличением выбросов гидрофторуглеродов (ГФУ) с 1990 года, поскольку они широко использовались в качестве заменителей. для озоноразрушающих веществ.Выбросы перфторуглеродов (ПФУ) и гексафторида серы (SF ₆) фактически снизились за это время благодаря усилиям по сокращению выбросов в промышленности по производству алюминия (ПФУ) и в сфере передачи и распределения электроэнергии (SF ₆).
Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.
Увеличенное изображение для сохранения или печати
Сокращение выбросов фторированных газов
Поскольку большинство фторированных газов имеют очень долгое время жизни в атмосфере, потребуется много лет, чтобы увидеть заметное снижение текущих концентраций. Однако существует ряд способов уменьшить выбросы фторированных газов, описанных ниже.
Примеры возможностей восстановления фторированных газов
Источник выбросов Примеры сокращения выбросов
Замена озоноразрушающих веществ в домах и на предприятиях
Хладагенты, используемые на предприятиях и в жилых домах, выделяют фторированные газы.Выбросы можно сократить за счет более эффективного обращения с этими газами и использования заменителей с более низким потенциалом глобального потепления и других технологических усовершенствований. Посетите сайт EPA по защите озонового слоя, чтобы узнать больше о возможностях сокращения выбросов в этом секторе.
Промышленность
Промышленные пользователи фторированных газов могут сократить выбросы за счет внедрения процессов рециркуляции и уничтожения фторированного газа, оптимизации производства для минимизации выбросов и замены этих газов альтернативными. EPA имеет опыт работы с этими газами в следующих секторах:
Передача и распределение электроэнергии
Гексафторид серы — это чрезвычайно мощный парниковый газ, который используется для нескольких целей при передаче электроэнергии по электросети. EPA работает с промышленностью над сокращением выбросов в рамках Партнерства по сокращению выбросов SF ₆ для электроэнергетических систем, которое способствует обнаружению и ремонту утечек, использованию оборудования для рециркуляции и обучению сотрудников.
Транспорт
Гидрофторуглероды (ГФУ) выделяются в результате утечки хладагентов, используемых в системах кондиционирования воздуха в транспортных средствах. Утечку можно уменьшить за счет более совершенных компонентов системы и за счет использования альтернативных хладагентов с более низким потенциалом глобального потепления, чем те, которые используются в настоящее время. Стандарты EPA для легковых и тяжелых транспортных средств стимулировали производителей производить автомобили с более низким уровнем выбросов ГФУ.
Список литературы
¹ IPCC (2007) Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Великобритания 996 с.
фактов — изменение климата: жизненно важные признаки планеты
›на испанском языке
Вкратце:
Деятельность человека (в первую очередь сжигание ископаемого топлива) в корне увеличила концентрацию парниковых газов в атмосфере Земли, нагревая планету.Естественные движущие силы без вмешательства человека подтолкнули бы нашу планету к периоду похолодания.
Ученые связывают тенденцию глобального потепления, наблюдаемую с середины 20-го ^-го-го века, с распространением человеком «парникового эффекта» ¹ — потепления, которое возникает, когда атмосфера улавливает тепло, излучаемое с Земли в космос.
Определенные газы в атмосфере блокируют выход тепла. Долгоживущие газы, которые полупостоянно остаются в атмосфере и не реагируют физически или химически на изменения температуры, описываются как «вызывающие» изменение климата.Газы, такие как водяной пар, которые физически или химически реагируют на изменения температуры, рассматриваются как «обратная связь».
К газам, способствующим парниковому эффекту, относятся:
Водяной пар. Самый распространенный парниковый газ, но, что немаловажно, он действует как обратная связь с климатом. Водяной пар увеличивается по мере того, как атмосфера Земли нагревается, но вместе с тем увеличивается вероятность появления облаков и осадков, что делает их одними из наиболее важных механизмов обратной связи с парниковым эффектом.
Двуокись углерода (CO ₂). Незначительный, но очень важный компонент атмосферы, углекислый газ выделяется в результате естественных процессов, таких как дыхание и извержения вулканов, а также в результате деятельности человека, такой как вырубка лесов, изменение землепользования и сжигание ископаемого топлива. С начала промышленной революции люди увеличили концентрацию CO ₂ в атмосфере на 48%. Это важнейшее долгоживущее «форсирование» изменения климата.
Метан.Углеводородный газ, производимый как из природных источников, так и в результате деятельности человека, включая разложение отходов на свалках, в сельском хозяйстве и особенно при выращивании риса, а также в результате переваривания жвачных животных и использования навоза, связанного с домашним скотом. В отношении молекулы к молекуле метан является гораздо более активным парниковым газом, чем углекислый газ, но также и тем, которого в атмосфере гораздо меньше.
Закись азота. Мощный парниковый газ, производимый методами обработки почвы, особенно использованием коммерческих и органических удобрений, сжиганием ископаемого топлива, производством азотной кислоты и сжиганием биомассы.
Хлорфторуглероды (ХФУ). Синтетические соединения полностью промышленного происхождения используются в ряде приложений, но в настоящее время производство и выбросы в атмосферу в значительной степени регулируются международным соглашением из-за их способности вносить вклад в разрушение озонового слоя. Они также являются парниковыми газами.
Недостаточно парникового эффекта: У планеты Марс очень тонкая атмосфера, почти полностью состоящая из углекислого газа. Из-за низкого атмосферного давления и почти полного отсутствия метана или водяного пара для усиления слабого парникового эффекта Марс имеет в значительной степени замороженную поверхность, на которой нет никаких признаков жизни. Слишком сильный парниковый эффект: Атмосфера Венеры, как и Марса, почти полностью состоит из углекислого газа. Но на Венере в атмосфере примерно в 154 000 раз больше углекислого газа, чем на Земле (и примерно в 19 000 раз больше, чем на Марсе), что создает неконтролируемый парниковый эффект и температуру поверхности, достаточную для плавления свинца.
На Земле деятельность человека меняет естественную теплицу. За последнее столетие сжигание ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть, увеличило концентрацию двуокиси углерода в атмосфере (CO ₂).Это происходит потому, что в процессе сжигания угля или масла углерод соединяется с кислородом воздуха, образуя CO ₂. В меньшей степени расчистка земель для сельского хозяйства, промышленности и другой деятельности человека увеличила концентрацию парниковых газов.
Последствия изменения естественного парникового эффекта в атмосфере трудно предсказать, но некоторые эффекты кажутся вероятными:
В среднем на Земле станет теплее. Некоторые регионы могут приветствовать более высокие температуры, а другие — нет.
Более теплые условия, вероятно, приведут к большему испарению и выпадению осадков в целом, но отдельные регионы будут отличаться, некоторые из них станут более влажными, а другие более сухими.
Более сильный парниковый эффект нагреет океан и частично растает ледники и ледяные щиты, повышая уровень моря. Вода в океане также расширится, если нагреется, что будет способствовать дальнейшему повышению уровня моря.
За пределами теплицы более высокие уровни содержания двуокиси углерода в атмосфере (CO ₂) могут иметь как положительные, так и отрицательные последствия для урожайности сельскохозяйственных культур. Некоторые лабораторные эксперименты показывают, что повышенные уровни CO ₂ могут увеличить рост растений. Однако другие факторы, такие как изменение температуры, озона, воды и ограничений по питательным веществам, могут более чем противодействовать любому потенциальному увеличению урожайности. Если оптимальные температурные диапазоны для некоторых культур превышаются, возможный ранее прирост урожая может быть снижен или полностью обращен вспять.
Экстремальные климатические явления, такие как засухи, наводнения и экстремальные температуры, могут привести к потере урожая и поставить под угрозу средства к существованию сельскохозяйственных производителей и продовольственную безопасность сообществ во всем мире.В зависимости от урожая и экосистемы, сорняки, вредители и грибы также могут процветать при более высоких температурах, более влажном климате и повышенных уровнях CO ₂, а изменение климата, вероятно, приведет к увеличению количества сорняков и вредителей.
Наконец, хотя повышение CO ₂ может стимулировать рост растений, исследования показали, что он также может снизить питательную ценность большинства пищевых культур за счет снижения концентрации белка и основных минералов в большинстве видов растений. Изменение климата может вызвать появление новых видов вредителей и болезней, влияющих на растения, животных и людей и создавая новые риски для продовольственной безопасности, безопасности пищевых продуктов и здоровья человека. ²
Роль человеческой деятельности
В своем Пятом оценочном докладе Межправительственная группа экспертов по изменению климата, группа из 1300 независимых научных экспертов из стран всего мира под эгидой Организации Объединенных Наций, пришла к выводу, что с вероятностью более 95 процентов деятельность человека за последние 50 годы согрели нашу планету.
Промышленная деятельность, от которой зависит наша современная цивилизация, повысила уровень углекислого газа в атмосфере с 280 частей на миллион до примерно 417 частей на миллион за последние 151 год.Группа также пришла к выводу, что вероятность того, что произведенные человеком парниковые газы, такие как углекислый газ, метан и закись азота, превышает 95 процентов, вызвала большую часть наблюдаемого повышения температуры Земли за последние 50 с лишним лет.
Полный отчет группы «Резюме для политиков» доступен по адресу https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_summary-for-policymakers.pdf .
Солнечное излучение
На приведенном выше графике сравниваются глобальные изменения температуры поверхности (красная линия) и энергия Солнца, которую Земля получает (желтая линия) в ваттах (единицах энергии) на квадратный метр с 1880 года.Более светлые / более тонкие линии показывают годовые уровни, а более жирные / более толстые линии показывают средние тенденции за 11 лет. Средние значения за одиннадцать лет используются для уменьшения годового естественного шума в данных, делая основные тенденции более очевидными.
Количество солнечной энергии, которую получает Земля, соответствует естественному 11-летнему циклу Солнца, состоящему из небольших подъемов и падений, без какого-либо чистого увеличения с 1950-х годов. За тот же период глобальная температура заметно повысилась. Поэтому крайне маловероятно, что Солнце вызвало наблюдаемую тенденцию к потеплению глобальной температуры за последние полвека.Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех.
Разумно предположить, что изменения в выходной энергии Солнца вызовут изменение климата, поскольку Солнце является фундаментальным источником энергии, который управляет нашей климатической системой.
Действительно, исследования показывают, что изменчивость солнечной активности сыграла роль в прошлых изменениях климата. Например, считается, что снижение солнечной активности в сочетании с увеличением вулканической активности способствовало возникновению Малого ледникового периода примерно между 1650 и 1850 годами, когда Гренландия остыла с 1410 до 1720-х годов и в Альпах поднялись ледники.
Но несколько линий доказательств показывают, что нынешнее глобальное потепление нельзя объяснить изменениями энергии Солнца:
С 1750 года среднее количество энергии, исходящей от Солнца, либо оставалось постоянным, либо немного увеличивалось.
Если бы потепление было вызвано более активным Солнцем, ученые ожидали бы увидеть более высокие температуры во всех слоях атмосферы. Вместо этого они наблюдали похолодание в верхних слоях атмосферы и потепление на поверхности и в нижних частях атмосферы.Это потому, что парниковые газы удерживают тепло в нижних слоях атмосферы.
Климатические модели, которые включают изменения солнечного излучения, не могут воспроизвести наблюдаемую тенденцию температуры за последнее столетие или более без учета роста парниковых газов.
парниковых газов представляют опасность для здоровья населения | Новости
1 ноября 2011 г. — Критики, сомневающиеся в мрачных прогнозах глобального потепления, задаются вопросом, сколько разницы, скажем, повышения температуры на 2 градуса может означать для планеты.
По словам Аарона Бернштейна, совсем немного.
Бернштейн, врач детской больницы, инструктор по педиатрии в Гарвардской медицинской школе и исполняющий обязанности заместителя директора Центра здоровья и глобальной окружающей среды медицинской школы, был первым докладчиком в серии Коллоквиумов по гигиене окружающей среды, состоявшейся в этом году 20 октября. 2011 г. и спонсируется Департаментом гигиены окружающей среды Гарвардской школы общественного здравоохранения. Эксперт по вопросу о том, как изменение климата и утрата биоразнообразия могут повлиять на здоровье человека, Бернштейн, MPH ’09, сказал, что даже небольшое повышение глобальной температуры может привести к тревожным последствиям, таким как повышение уровня моря, перемещение населения, нарушение снабжения продовольствием, наводнения и т. Д. и рост инфекционных заболеваний.
Хотя некоторые не верят, что парниковые газы, вызываемые человеком, являются главной причиной глобального потепления, Бернштейн показал графики, указывающие на обратное. Эти данные, пояснил он, демонстрируют явное увеличение уровней парниковых газов в Соединенных Штатах во время промышленной революции конца 1800-х годов, а также в 1950-х годах, когда наблюдался послевоенный производственный бум.
Три последствия изменения климата — повышение уровня моря, повышение температуры и увеличение количества осадков — окажут наибольшее влияние на здоровье человека, — сказал Бернштейн.С повышением уровня моря соленая вода может просочиться в грунтовые воды и испортить питьевую воду, а также может вытеснить население из низинных районов. «А у перемещенных лиц общеизвестно плохая статистика здоровья», — сказал он.
Волны жары — еще одно последствие глобального потепления — могут привести к тысячам смертей, связанных с жарой. Помимо этого, могут быть и другие тревожные эффекты: снижение урожайности, засухи и засушливые условия, способствующие возникновению лесных пожаров. Лесные пожары, в свою очередь, приводят к вырубке лесов.Поскольку деревья поглощают большую часть избыточного углекислого газа в атмосфере, меньшее количество деревьев означает более высокий уровень парниковых газов в атмосфере, тем самым поддерживая цикл, в котором более высокие температуры наносят атмосферный ущерб.
Глобальное потепление также может вызвать аномально сильные дожди. По словам Бернстайна, более теплая атмосфера содержит больше влаги, чем более холодная, но когда она достигает максимальной емкости, дождь может быть очень сильным. В качестве примера он привел беспрецедентное весеннее наводнение на Среднем Западе, которое побудило инженерный корпус армии намеренно прорвать дамбу Бердс-Пойнт на юго-востоке штата Миссури.Этот шаг спас город Каир, штат Иллинойс, но затопил 130 000 акров сельскохозяйственных угодий Миссури и 100 домов.
«Это те варианты выбора, с которыми мы будем все чаще сталкиваться», — сказал Бернстайн.
Но он отметил, что потенциально разрушительных последствий глобального потепления можно избежать, если правительства и отдельные лица серьезно относятся к важности снижения уровней парниковых газов. Хотя факты о глобальном потеплении удручают, «у некоторых из этих проблем определенно есть решения», — сказал Бернштейн.
–Карен Фельдшер
Фото: iStockphoto.com
Влияние парниковых газов на климат
Выбросы парниковых газов и концентрация в атмосфере увеличились за последние 150 лет
Выбросы нескольких важных парниковых газов в результате деятельности человека значительно увеличились с тех пор, как в середине 1800-х годов началась крупномасштабная индустриализация. Большая часть этих антропогенных выбросов парниковых газов связана с углекислым газом (CO ₂) в результате сжигания ископаемого топлива.
Концентрации CO ₂ в атмосфере естественным образом регулируются многими процессами, которые являются частью глобального углеродного цикла . В потоке или движении углерода между атмосферой и земной сушей и океанами преобладают естественные процессы, такие как фотосинтез растений. Хотя эти естественные процессы могут поглощать часть антропогенных выбросов CO ₂, производимых каждый год (измеренных в эквиваленте углерода), начиная примерно с 1950 года выбросы CO ₂ начали превышать способность этих процессов поглощать углерод.
Этот дисбаланс между выбросами парниковых газов и способностью природных процессов поглощать эти выбросы привел к постоянному увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере. С 1850 г. концентрации CO ₂ в атмосфере увеличились примерно на 43%.
Парниковые газы нагревают планету
Ученые почти наверняка знают, что рост концентрации парниковых газов имеет тенденцию нагревать планету.В компьютерных моделях растущие концентрации парниковых газов со временем приводят к увеличению средней температуры поверхности Земли. Повышение температуры может вызвать изменения в характере осадков, силе штормов и уровне моря. В совокупности это обычно называют изменением климата .
Оценки Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) показывают, что климат Земли потеплел на 0,85 градуса по Цельсию (1,53 градуса по Фаренгейту) в период с 1880 по 2012 год и что деятельность человека, влияющая на атмосферу, вероятно, является важным движущим фактором.В Пятом оценочном отчете МГЭИК (Резюме для политиков) говорится: «Влияние человека было обнаружено в потеплении атмосферы и океана, в изменениях в глобальном круговороте воды, в сокращении количества снега и льда, в повышении среднего глобального уровня моря и в изменениях некоторых экстремальных климатических явлений. Весьма вероятно, что влияние человека было доминирующей причиной наблюдаемого потепления с середины 20 века ».
В 2019 году ископаемое топливо было источником около 80% U.S. потребление первичной энергии, 94% общих выбросов углекислого газа в США и 80% общих выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека.
Позднее в отчете говорится: «Весьма вероятно, что более половины наблюдаемого повышения средней глобальной приземной температуры с 1951 по 2010 год было вызвано антропогенным увеличением концентрации парниковых газов и другими антропогенными воздействиями вместе взятыми».
В отчете также говорится: «Концентрации CO ₂, CH ₄ и N ₂ O в настоящее время значительно превышают самые высокие концентрации, зарегистрированные в кернах льда за последние 800 000 лет.Средние темпы увеличения атмосферных концентраций за последнее столетие с очень высокой степенью достоверности являются беспрецедентными за последние 22 000 лет ».
Последнее обновление: 8 декабря 2021 г.
Теплица: вопросы и ответы
Парниковый эффект
Как работает парниковый эффект?
Что такое усиленный парниковый эффект?
Чем отличается теплица усиленная эффект и истощение озонового слоя?
Теплица — это всего лишь теория?
Разве теплица не является частью естественный цикл?
Парниковые газы
Что такое парниковые газы?
Как мы узнаем, что происходит с концентрации парниковых газов в воздухе?
Какова концентрация парниковых газов? вырос?
Откуда берутся парниковые газы?
Как долго сохраняются парниковые газы? в атмосфере?
Все ли парниковые газы одинаково эффективны при улавливании? нагревать?
Сколько парниковых газов делает Австралия производить?
Прошлый климат и уровень моря
Изменился ли климат за последние 100 годы?
Какую информацию дают спутники нас по поводу перепадов температуры?
Ответственны ли люди за изменения к нашему климату?
А как насчет «острова тепла» эффект?
Изменился ли уровень моря с 1900 года?
Будущие изменения климата и уровня моря
Какое влияние окажет рост теплицы газы сказываются на климате?
Как изменится климат Австралии изменить в будущем?
Увеличит ли глобальное потепление изменчивость? климата?
Что будет с уровнем моря?
Почему поднимется уровень моря?
Что происходит с Антарктидой?
Международные соглашения
Есть ли какие-нибудь шаги по ограничению глобального потепление?
Последние исследования
Откуда мы знаем, что за макияж воздух был как в прошлом?
Как дымка в воздухе влияет на мировую температуры?
Как ученые выясняют, что климат будет как в будущем?
Что такое тепличные работы CSIRO Атмосфера? Исследования занимаются?
Парниковый эффект
Как работает парниковый эффект?
Парниковый эффект — естественный процесс.Солнечный свет проходит сквозь атмосфера, нагревая поверхность Земли. В свою очередь, земля и океаны испускать тепло или инфракрасное излучение в атмосферу, уравновешивая поступающая энергия. Водяной пар, углекислый газ и некоторые другие природные возникающие газы могут поглощать часть этого излучения, позволяя ему нагреваться нижняя атмосфера.
Это поглощение тепла, благодаря которому поверхность нашей планеты остается достаточно теплой. чтобы поддерживать нас, это называется парниковым эффектом.Без улавливания тепла парниковые газы, средняя глобальная температура поверхности составит -18 ° C а не текущее среднее значение 15 ° C.
Что такое усиленный парниковый эффект?
После промышленной революции и расширения сельского хозяйства около 200 г. лет назад мы увеличивали концентрацию углекислого газа в глобальной атмосфере. Уровни других парниковых газов также увеличились из-за человеческой деятельности.
Повышение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли приведет к приводят к усилению улавливания инфракрасного излучения. Нижняя атмосфера вероятно потепление, изменение погоды и климата.
Таким образом, усиленный парниковый эффект дополняет естественную теплицу. эффект и обусловлен деятельностью человека, изменяющей состав атмосферы. (Усиленный парниковый эффект часто называют глобальным потеплением.)
Чем отличается теплица усиленная эффект и истощение озонового слоя?
Истощение озонового слоя — это экологическая проблема, отличная от парниковый эффект. Однако истощение озонового слоя также вызвано изменениями в атмосферу, созданную людьми.
Истощение озонового слоя происходит с конца 1970-х годов. Это вызвано хлорфторуглеродов и галонов, химикатов промышленного производства, используемых в прошлом для охлаждение, производство пластмасс и пожаротушение.Попав в атмосферу, эти химические вещества разрушают озон в стратосфере на расстоянии от 20 до 30 километров. выше земли. Это озоновый слой, который задерживает большую часть солнечного доходит до нас вредное ультрафиолетовое излучение.
Повреждение озонового слоя означает, что на большей части планеты больше ультрафиолета. радиация достигает земли, чем в прошлом.
И парниковый эффект, и разрушение озонового слоя вызваны выбросами химикатов. в воздух действиями людей.Еще одно сходство заключается в том, что ХФУ разрушители озона и парниковые газы.
Как ни странно, согревающий эффект ХФУ компенсируется тот факт, что они разрушают озон, также являющийся парниковым газом, в нижнем стратосфера.
Теплица — это всего лишь теория?
Да и нет! То, как парниковые газы влияют на климат, основано на по наблюдениям и научным интерпретациям, поскольку есть свидетельства того, что деятельность человека привела к увеличению концентрации парниковых газов.
То, как это увеличение повлияет на наш будущий климат, таково, и может быть только результатом теоретических расчетов.
Однако есть однозначные доказательства увеличения выбросов парниковых газов. в атмосфере. После промышленной революции уровень углерода только диоксида выросла примерно с 280 ppm (частей на миллион) примерно до 360 частей на миллион. Это повлияет на мировой климат.Что неясно, так это точная величина этого эффекта.
Разве тепличное отопление не является частью естественного цикл?
Парниковый эффект — это естественное явление, но выделяемые дополнительные газы человеческой деятельностью делают его сильнее.
Сейчас мы добавляем к этим газам быстрее, чем океаны и растения могут поглотить им — человек «усиливает» парниковый эффект. Есть веские доказательства того, что недавние изменения беспрецедентны и не по естественным причинам.
При рассмотрении того, как это повлияет на климат, мы должны помнить что глобальное потепление из-за усиленного парникового эффекта будет дополнительно к естественным колебаниям климата.
Парниковые газы
Естественные климатические циклы хорошо известны, например, Эль-Ниньо 4-7 лет. Южное колебание, Междекадное тихоокеанское колебание и Миланкович циклы. Последние вызываются колебаниями на орбите Земли каждые 20 000 (прецессия), 40 000 (наклон) и 96 000 (эксцентриситет) лет.96000-летний цикл хорошо объясняет время последних шести ледяных Возраст, но связанные с этим изменения солнечной радиации способствуют только 1-2oC. похолодания на 5-7oC, испытанного в ледниковые периоды. Поэтому изменения в другие факторы усиливают эффект изменения орбиты. Основные усилители естественные изменения парниковых газов и изменения протяженности полярных кусочки льда. В течение последних четырех ледниковых циклов колебания углерода двуокиси углерода близко соответствовали глобальным колебаниям температуры, с углеродом концентрация диоксида достигает максимума около 280 частей на миллион (ppm) во время в теплые периоды и падение примерно до 180 ppm в холодные периоды.Тем не мение, с 19 века концентрации выросли до 370 частей на миллион — a беспрецедентный по крайней мере за последние 420 000 лет. Другая теплица количество газов также быстро увеличилось из-за деятельности человека.
Что такое парниковые газы?
Известны атмосферные следовые газы, поддерживающие тепло на поверхности Земли. как парниковые газы. Около трех четвертей естественного парникового эффекта происходит из-за водяного пара.Следующим по значимости парниковым газом является углерод. диоксид. Метан, закись азота, озон в нижних слоях атмосферы и ХФУ также являются парниковыми газами.
Как мы узнаем, что происходит с концентрациями парниковых газов в воздухе?
В течение многих лет исследователи измеряли состав воздуха, поэтому они могут отслеживать изменения.
CSIRO собирает обширные данные о составе атмосферы с далекого мыса Базовая станция загрязнения воздуха Grim на Тасмании, а также данные обсерваторий вокруг света.Станция является передовым сооружением такого типа для мониторинг уровней загрязнителей в воздухе южного полушария. Это эксплуатируется совместно с Австралийским бюро метеорологии и CSIRO.
Исследователи CSIRO извлекли для гораздо более длительных отчетов о составе атмосферы. воздух из ледяных кернов, предоставленных Австралийским антарктическим отделом. Анализ воздуха обнаруживает изменения в составе атмосферы. на тысячи лет назад.
В CSIRO Atmospheric Research пробы воздуха анализируются в Глобальном Лаборатория отбора проб атмосферы (ГАСЛАБ). Нам помогают результаты GASLAB определить уровни парниковых газов, откуда они и какие происходит с ними, когда они попадают в атмосферу.
Насколько увеличились концентрации парниковых газов?
Теплица газовые графики
Концентрация углекислого газа примерно на 30 процентов выше чем это было в 18 веке, до промышленной революции.Это увеличилась с примерно 280 частей на миллион (ppm) до примерно 360 ppm сегодня. Хотя углекислый газ составляет всего 0,036% воздух, его согревающее действие значительно.
Уровни метана выросли по сравнению с доиндустриальной концентрацией около От 700 частей на миллиард (ppb) до 1700 ppb. Однако быстрый рост метан значительно замедлился с 1980-х годов.
Концентрация закиси азота увеличилась примерно с 275 частей на миллиард. до 315 частей на миллиард
Имеются убедительные доказательства того, что концентрация озона в нижних слоях атмосферы больше, чем в доиндустриальные времена, особенно в северном полушарии.
ХФУ не существовало 200 лет назад. Однако концентрации многие из них сейчас начинают падать благодаря международным соглашениям для защиты озонового слоя.
Деятельность человека не влияет напрямую на концентрацию водяного пара в атмосфере.Однако в ответ могут произойти изменения концентрации водяного пара. к увеличению концентрации углекислого газа и других парниковых газов газы.
Концентрации углекислого газа в атмосфере за последнюю тысячу лет на основе измерений воздуха, заключенного во льдах Антарктики (предоставлено Австралийский антарктический отдел) и, с конца 1970-х годов, из анализа у базовой станции загрязнения воздуха на мысе Грим.
Концентрации метана в атмосфере за последнюю тысячу лет, на основе измерений воздуха, заключенного во льдах Антарктики (предоставлено Австралийской Антарктического отдела), а с конца 1970-х гг. По результатам анализа мыса Базовая станция загрязнения воздуха Grim.
Откуда берутся парниковые газы?
Большая часть увеличения углекислого газа происходит за счет сжигания ископаемого топлива. например, нефть, уголь и природный газ для получения энергии и от вырубки лесов.
Коровы, овцы и другие жвачные животные «отрыгивают» метан в воздух. Рисовые поля также производят метан. Другие источники метана это свалки, горящая растительность, угольные шахты и месторождения природного газа.
Концентрации закиси азота увеличиваются из-за изменений в как мы используем землю, от использования удобрений, от некоторых промышленных процессов, и от горящей растительности.
Озон — компонент фотохимического смога, который, в свою очередь, является результатом выбросов углеводородов и оксидов азота автотранспортными средствами и промышленность.
CFC производились в прошлом для хладагентов, пропеллентов для аэрозольных баллончиков, производство пенопластов и растворителей для электронных компонентов. Все развитые страны, включая Австралию, прекратили производство ХФУ.
Как долго парниковые газы остаются в атмосфере?
Двуокись углерода присутствует в воздухе более века. Метана средний срок службы около 11 лет.
Закись азота и некоторые хлорфторуглероды остаются в воздухе более века.
Все ли парниковые газы одинаково эффективны при удерживает тепло?
№. Парниковые газы различаются по способности удерживать тепло. Килограмм метана, выброшенного в воздух сегодня, например, приведет к примерно В течение следующего столетия в 20 раз больше атмосферного потепления, чем на килограмм диоксида углерода.
Молекула для молекулы, метан, ХФУ и закись азота более эффективны парниковые газы, чем углекислый газ.
Чтобы сравнить тепловое воздействие различных парниковых газов, ученые рассчитали потенциал глобального потепления для каждого из них. В потенциал глобального потепления учитывает:
количество излучения, которое поглощает газ, и длина волны при который он впитывает.
время, в течение которого газ остается в атмосфере до того, как вступит в реакцию или станет смывается дождевой водой.
текущая концентрация газа в атмосфере
любое косвенное воздействие газа. Например, метан будет производить озон в нижних слоях атмосферы и водяной пар в стратосфере.
Сколько парниковых газов производит Австралия?
В 2001 году Австралия произвела 528,1 миллиона тонн эквивалента диоксида углерода. — это в основном углекислый газ (69.9%), а также метан (22,9%), закись азота (6,3%) и другие газы. Из общих чистых выбросов Австралии в 2001 г. на производство энергии приходилось 68,0%, 19,5% приходилось на сельское хозяйство, выбросы от промышленных процессов составляли 4,6%, и выбросы отходов составили 3,1%. Подробнее о выбросах Австралии можно получить в Национальном Инвентаризация парниковых газов
Прошлый климат и уровень моря
Изменился ли климат за последние 100 лет?
Средняя температура поверхности мира сейчас 0.От 4 до 0,8 ° C выше, чем было в конце 19 века. Большая часть потепления произошла за два периода в ХХ веке: с 1910 по 1945 год и с 1976 года. по 2002 год. Доказательства глобального потепления многогранны. В дополнении к среднее глобальное потепление поверхности примерно на 0,6 ° C с 1900 г. было усиление волн тепла, меньше морозов, потепление нижних слоев атмосферы и глубокие океаны, отступление ледников и морского льда, повышение уровня моря 10-20 см и усиление проливных дождей во многих регионах.Многие виды растений и животных изменили свое местоположение или время их сезонные реакции, косвенно свидетельствующие о глобальном потеплении. Последнее исследование Манна и Джонса в 2003 году подтверждает, что ХХ век Потепление в Северном полушарии сильнее, чем когда-либо в прошлом 1800 году. годы.
Воздух над сушей и над океанами потеплел. Самый последний период потепления было почти глобальным, хотя наибольшее повышение температуры произошли над континентами северного полушария в диапазоне от среднего до высокого уровня. широты.Части северо-западной части Северной Атлантики и центральной части Севера. Тихий океан похолодел в последние десятилетия.
1998 год был самым теплым годом, а 1990-е годы — самым теплым десятилетием во всем мире с тех пор, как рекорд начался в 1861 году. Девять из десяти самых теплых лет за всю историю наблюдений произошли в 1990-е и 2000-е годы.
В 1998 г. в Австралии была зафиксирована самая высокая среднегодовая температура с тех пор, как Запись высококачественных данных началась в 1910 году.Средняя температура в Австралии в 1998 г. составляла 22,54 ° C, что на 0,73 ° C выше, чем в среднем по Австралии. Базисный период Бюро метеорологии с 1961 по 1990 год.
Среднегодовое значение температурные аномалии для Австралии. (Бюро метеорологии)
Какую информацию о температуре дают нам спутники? изменения?
Несмотря на широкий разброс показателей глобального потепления, критики часто сосредоточить внимание на 23-летнем периоде с 1979 по 2001 гг., когда ранние исследования со спутниковой данные показали незначительное потепление в нижних слоях атмосферы или его отсутствие, тогда как термометр данные показали, что температура поверхности повысилась.Однако это несоответствие снизился в последние годы. Недавнее исследование Винникова и Гроди показало, что хорошее соответствие спутниковых и приземных данных за 1978-2002 гг., со спутниковым потеплением на 0,24 ° C за десятилетие по сравнению с 0,17 ° C за декаду по поверхностным данным. Другое исследование Мирса и др. (2003) обнаружили потепление со спутников на 0,10 ° C за десятилетие. Сантер и другие пришли к выводу, что очевидные несоответствия между поверхностными и спутниковые результаты могут быть артефактом неопределенности спутниковых данных.Спутниковая запись слишком коротка, чтобы быть уверенным. Более длинная запись измерения температуры с метеозондов показывают, что нижние слои атмосферы с 1958 по 2000 год потеплел примерно на 0,10 ° C за десятилетие, аналогичный скорость нагрева поверхности.
Кроме того, метеозонды и спутники показывают, что стратосфера (слой атмосферы примерно от 12 до 50 км над грунт) остывает.Это изменение, которого ожидают ученые поскольку уровни парниковых газов увеличиваются, а озоновый слой истончается.
Ответственны ли люди за изменения нашего климата?
Трудно отличить естественную изменчивость климата от антропогенной изменчивости. изменение климата.
Глобальное потепление в начале 20 века можно объяснить сочетанием естественных и антропогенных изменений, в то время как большая часть потепление за последние 50 лет было связано с деятельностью человека, а именно с увеличением концентрации парниковых газов.Рассматривая ХХ век в целом, крайне маловероятно, что глобальное потепление можно объяснить естественными изменчивость. Следовательно, хотя множество факторов (увеличение количества переносимых воздухом частиц, истощение стратосферного озона, извержения вулканов и внутренний климат изменчивость) влияют на климат, что является основным фактором изменения Последние несколько десятилетий отмечены повышением концентрации парниковых газов. Учитывая прогнозируемый рост концентраций, тепличное потепление ожидается, что в 21 веке он станет еще более доминирующим.
А как насчет эффекта «теплового острова»?
Некоторые люди утверждали, что измерения глобальной температуры были искажены, потому что номера были изготовлены в городах, где местная температура рост был вызван городским развитием.
Климатологи давно признали эффект городского острова тепла, и учли это в своих оценках. Температура поверхности моря и температуры на небольших островах, на которые не влияет урбанизация, также показывают глобальное потепление, как и температура океана до глубины 1000 метров.Другие свидетельства потепления можно найти в кольцах деревьев, ледяных кернах и скважинах. и отступление ледников.
Изменился ли уровень моря с 1900 года?
За последние 100 лет глобальный средний уровень моря повысился примерно на 10 и 20 см. Однако у нас нет никаких доказательств того, что это увеличение с глобальным потеплением.
Будущие изменения климата и уровня моря
Какое влияние окажет рост парниковых газов на климат?
Повышение уровня парниковых газов может вызвать потепление на поверхности Земли.Это потепление, вероятно, приведет к всемирному изменения погоды и климата. В некоторых местах может быть больше дождей и штормов в то время как другие могут получить меньше. Не все изменения будут плохи для всех. Однако почти везде погода и климат будут отличаться от что это было раньше.
К концу 21 века, по данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата средние мировые температуры, вероятно, будут между 1.На 4 ° C и на 5,8 ° C выше, чем в 1990 году. намного больше, чем изменения, наблюдавшиеся в течение ХХ века, а скорость потепление беспрецедентно по крайней мере за последние 10 000 лет.
Среднее количество осадков по всему миру, вероятно, увеличится, особенно зимой в северных средних и высоких широтах. Осадки с большой вероятностью будут более интенсивными в большинстве регионов земного шара, а также как вероятное увеличение летнего риска засухи.
Как изменится климат в Австралии в будущем?
В ближайшие десятилетия в Австралии будет жарче и суше.
Более теплые условия будут производить больше очень жарких дней и меньше холодных. дней. На большей части континента среднегодовые температуры будут ниже К 2030 году на 0,4–2 градуса Цельсия выше, чем в 1990 году. К 2070 году средние температуры могут увеличиться на 1–6 градусов по Цельсию. Температурные диапазоны процитированные указывают на научную неопределенность, связанную с прогнозами.
Потепление не везде будет одинаковым. Будет чуть меньше потепление в некоторых прибрежных районах и Тасмании, и немного большее потепление на северо-западе. Юго-западная Австралия может ожидать уменьшения количества осадков, как и части юго-восточной Австралии и Квинсленда. Более влажные условия возможны в северной и восточной Австралии летом и во внутренней Австралии осенью. В сочетании с увеличением потенциального испарения изменения в количестве осадков приведут к более засушливым условиям в Австралии.
В районах с небольшими изменениями или увеличением среднего количества осадков, вероятны более частые или более сильные ливни. И наоборот, будет будет больше засушливых периодов в регионах, где среднее количество осадков уменьшается.
Посмотреть климат CSIRO прогнозы изменений, выпущенные в мае 2001 г.
Повысит ли глобальное потепление изменчивость климата?
Большинство климатических моделей показывают, что во многих местах вероятно глобальное потепление. для увеличения частоты и продолжительности экстремальных явлений, таких как тяжелые дожди, засухи и наводнения.
Мы не знаем, какое влияние глобальное потепление окажет на частоту и серьезность явлений Эль-Ниньо. Именно эти события так часто ответственны за разрушительные засухи в Австралии.
Что будет с уровнем моря?
К 2030 году средний мировой уровень моря, вероятно, будет между На 3 и 17 см выше уровня 1990 года. К 2100 году прогнозируется уровень моря. увеличится примерно на 9–88 см по сравнению с 1990 годом.
Скорость и величина изменения уровня моря будет варьироваться от места к месту. в зависимости от особенностей береговой линии, изменений океанских течений, различий в режимах приливов и отливов и плотности морской воды, а также в вертикальных движениях сама земля. В некоторых районах уровень моря может действительно упасть. Для большей части однако ожидается, что уровень моря продолжит повышаться на сотни лет, даже если атмосферные температуры стабилизируются.
Почему поднимется уровень моря?
Если атмосфера Земли нагреется, верхние слои океанов будут тоже тепло. Как и большинство веществ, вода при нагревании расширяется. Расширение поднимет уровень моря.
Наземный лед в регионах с умеренным климатом, таких как Южная Америка и Северная Америка растает быстрее. Ледники могут отступить. Таяние также способствует к повышенному уровню моря. Чистое влияние на повышение уровня моря из-за изменений льда в Гренландии и Антарктиде, вероятно, будет небольшим.
Что происходит с Антарктидой?
В целом Антарктида не сильно нагревается. Только Антарктика На полуострове в течение всего года происходит потепление со скоростью, которую, по статистике, называют «значительным».
Шельфовые ледники, например, на Антарктическом полуострове, плавают и будут не менять уровень моря, если они распадаются или тают. (Вы можете проверить это добавив ледяной блок в воду в стакане.Отметьте высоту воды на стекле, а затем посмотрите, что происходит с высотой после таяния льда.)
Глобальное потепление может даже привести к увеличению количества осадков над Антарктидой, что заблокировало бы воду в ледяных шапках. Это может компенсировать некоторые из повышение уровня моря, вызванное тепловым расширением воды.
Международные соглашения
Есть ли какие-нибудь шаги по ограничению глобального потепления?
Австралия подписала и ратифицировала Организацию Объединенных Наций 1992 г. Рамочная конвенция об изменении климата, которая теперь является международным правом.Целью данной Конвенции является стабилизация концентрации парниковых газов. газы в атмосфере на уровне, который «предотвратил бы опасные вмешательство человека в глобальный климат.
Австралия также подписала (но не ратифицирует) Киотский протокол 1997 года, который станет международным правом, если его ратифицируют достаточное количество стран. (см. http://www.greenhouse.gov.au/international/kyoto/index.html). Киотский протокол свяжет многие развитые страны с выбросами парниковых газов целевые показатели выбросов.Протокол направлен на сокращение выбросов в развитых странах. примерно на 5% от уровня 1990 г. к 2012 г.
Однако цель Киотского протокола не приведет к стабилизации углекислый газ в атмосфере. Цель представляет собой только первую шаг к достижению целей Рамочной конвенции о климате Изменять.
Последние исследования
Как узнать, каков был состав воздуха в прошлое?
Ученые регулярно измеряли количество углекислого газа. в воздухе с конца 1950-х гг.Мы наблюдали за воздухом на юге полушарие с начала 1970-х гг.
Фактически, CSIRO Atmospheric Research — единственная лаборатория в мире. с коллекцией «винтажного» воздуха. Коллекция, проведенная в колбы из нержавеющей стали, восходящие к первому образцу первозданной «базовой линии» воздух, собранный на базовой станции загрязнения воздуха на мысе Грим в Тасмании в 1978 г.
Чтобы вернуться в прошлое, ученые изучают воздух, заключенный в Антарктике. лед.
Снег, падающий в полярных регионах, таких как Антарктика, постоянно удерживает крошечные карманы воздуха. Сверху падает еще снег, и через некоторое время закрытый воздух образует пузырь во льду. Таким образом, воздух сохраняется для тысяч лет. Лед глубоко под поверхностью содержит более старый воздух, чем лед на поверхности. Благодаря полярному льду ученые могут анализировать датирование по воздуху назад более чем на 300 000 лет.
Как дымка в воздухе влияет на глобальную температуру?
Мутность вызывается мелкими частицами и каплями загрязняющих веществ, взвешенными в воздуха.
Самым известным ударом этих частиц, называемых аэрозолями, является белый дымка загрязнения видна над промышленно развитыми районами северного полушарие, и в меньшей степени над Мельбурном и Сиднеем из-за высокого загрязнения дней. Эта дымка отражает часть солнечного света обратно в космос и может иметь небольшой, охлаждающее воздействие на климат.
Аэрозоли также могут делать облака ярче и длиться дольше, вызывая их быть более рефлексивным, чем обычно.Это тоже может охладить планету. в некоторых регионах.
Однако охлаждающее действие аэрозолей в основном ограничивается более загрязненные регионы, тогда как парниковые газы хорошо перемешаны повсюду вся атмосфера.
Как ученые выясняют, что происходит с климатом быть как в будущем?
Ученые используют сложные компьютерные модели атмосферы мира, поверхность и океаны, чтобы изучить возможные будущие изменения климата из-за глобальное потепление.
Климатические модели — это сложные длинные компьютерные программы, основанные на физические законы и уравнения движения, которые управляют климатом Земли система. Модели работают, имитируя (или воспроизводя) способ, которым Климат Земли меняется изо дня в день и от сезона к сезону. Они делают это для всех частей земного шара: поверхности, всей атмосферы, и для глубин океанов.
Климатические модели хорошо моделируют широкие черты нашего настоящего климат.Моделирование распределения температуры поверхности, ветра и осадков по сезонам очень похожи на то, что наблюдается. Это вселяет в нас уверенность что модели адекватно представляют важные физические и динамические климатические процессы.
Используя эти климатические модели, ученые могут моделировать нынешние климатические условия. условия («контрольные» пробеги). Они также могут моделировать ожидаемые будущие условия, такие как повышенная концентрация парниковых газов в атмосфере газы, изменения уровня аэрозоля или различных уровней озона («климат прогнозирование прогонов).Путем сравнения результатов двух (или более) симуляций позволяет ученым оценить вероятные будущие изменения климата.
Ученые также изучают изменения, которые произошли на протяжении истории на геологические временные рамки, когда концентрации парниковых газов были выше, чем сегодня, чтобы узнать, что может произойти в будущем.
Что такое тепличные работы CSIRO атмосферных исследований делает?
Подразделение изучает изменения концентраций парниковых газов в атмосферы, а также определение прошлых изменений в составе воздуха от пузыри, застрявшие в ледяных кернах.
Мы также используем мощные научные инструменты, чтобы установить, где теплица газы исходят и что с ними происходит, когда они достигают атмосферы.
Ученые отдела также изучают способ приземления атмосферы. поверхности и океаны взаимодействуют, чтобы определить наш климат. Исследование включает в себя спутниковое дистанционное зондирование и измерения с самолетов, теорию и численные модели и лежат в основе разработки более совершенных моделей климата.
Мы изучаем облака и облачные процессы и взаимодействие облаков. и радиация. Для этой деятельности мы используем данные со спутников и наземных станций. инструменты дистанционного зондирования.
Мы разработали мощный компьютерный глобальный и региональный климат. модели, связывающие модели атмосферы, биосферы, океанов и морского льда.
Оценивая и применяя последние научные открытия и результаты моделирования, мы также создаем сценарии и оценки вероятных климатических изменений и их влияние на различные регионы Австралии и за рубежом.В частности интерес представляют будущие изменения количества осадков, частоту засух и наводнения, поведение тропических циклонов, скорость испарения и уровень моря.
Исследования проводятся в тесном сотрудничестве с рядом других CSIRO. Подразделения, с Бюро метеорологии и с университетами.
Холпер, Торок, Хопкинс и Хеннесси
Май 2002 г.
Усиленный парниковый эффект — Любопытный
Без парникового эффекта мы жили бы в очень прохладном месте — средняя мировая температура была бы минус 18 ° C вместо привычных 15 ° C.Так что же такое парниковый эффект и как он делает Землю теплее примерно на 33 ° C?
Естественный парниковый эффект
Естественный парниковый эффект — это явление, вызываемое газами, естественно присутствующими в атмосфере, которые влияют на поведение тепловой энергии, излучаемой солнцем. Проще говоря, солнечный свет (коротковолновое излучение) проходит через атмосферу и поглощается поверхностью Земли.Это нагревает поверхность Земли, а затем Земля излучает часть этой энергии (в виде инфракрасного или длинноволнового излучения) обратно в космос. При прохождении через атмосферу такие газы, как водяной пар, углекислый газ, метан и закись азота, поглощают большую часть энергии. Затем энергия повторно излучается во всех направлениях, поэтому некоторая энергия уходит в космос, но меньше, чем могла бы если бы не было атмосферы и ее парниковых газов, часть солнечной энергии оказывается в «ловушке», в результате чего нижняя часть атмосферы и Земля становятся теплее, чем были бы в противном случае.
Этот процесс известен как парниковый эффект, потому что он похож на то, как работает теплица: солнечная энергия проходит через стеклянные (или аналогичные) стекла теплицы, но не всей ее энергии снова удается ускользнуть, заставляя внутреннюю часть теплицы. теплица более теплая и гостеприимная среда для растений внутри.
Энергетический баланс Земли
Скорость, с которой энергия поглощается Землей, приблизительно уравновешивается скоростью, с которой она излучается обратно в космос, поддерживая Землю в так называемом состоянии равновесия и при стабильной температуре.Это равновесие сохраняется до тех пор, пока количество парниковых газов в воздухе не меняется, а количество энергии, поступающей от Солнца, остается неизменным. В состоянии равновесия, которое существовало на протяжении веков до промышленной революции, которая началась в конце 1700-х годов, естественный парниковый эффект поддерживал среднюю температуру поверхности Земли на уровне около 15 ° C.
Достижения в области человеческих технологий также привели к увеличению уровня загрязнения, нарушив способность атмосферы поддерживать стабильную температуру.Источник изображения: Билли Уилсон / Flickr.
Парниковые газы
Ученые регулярно измеряют содержание углекислого газа в атмосфере (CO ₂) примерно с 1960 года. Несколько станций по всему миру, в том числе ряд австралийских станций, совместно эксплуатируемых Бюро метеорологии и CSIRO, контролируют CO ₂ и другие. парниковые газы и вносить данные в Глобальную службу атмосферы.
Но как мы можем узнать концентрации CO ₂, которые существовали до начала этого регулярного мониторинга?
Доказательства поступают из множества источников, но один из самых простых — это отбор образцов льда из полярных ледяных шапок.Ледяные щиты образуются из-за сжатия снегопадов каждый год. Просверливая лед (толщиной до 4 километров), ученые могут собирать образцы керна ежегодных снегопадов, происходящих за тысячи лет. Чем глубже погружаешься, тем лед старше. Этот лед содержит пузырьки воздуха, захваченные во время выпадения снега и с тех пор скрепленные льдом.
Ученые могут взять кусочек ядра и проанализировать воздух, заключенный в пузырьках. Эта ледяная пластинка может дать нам информацию о воздухе 800 000 лет назад.Ледовый рекорд показывает, что в течение многих тысяч лет концентрация CO ₂ медленно колебалась. Он оставался стабильным в течение последних нескольких тысяч лет, но начал расти примерно в 1800 году, как и метан и закись азота. Концентрации парниковых газов в атмосфере сейчас выше, чем когда-либо за последние 800 000 лет.
Двуокись углерода (CO
₂)
Увеличение выбросов CO ₂ частично вызвано сжиганием ископаемого топлива, производством цемента, расчисткой земель, лесозаготовками и изменениями в сельскохозяйственной практике.Согласно Австралийской национальной инвентаризации парниковых газов 2011 года, на CO ₂ приходится 74% выбросов парниковых газов в Австралии.
Метан
Выбросы от свалок, сжигание биомассы, рост сельскохозяйственного производства на рисовых полях, пищеварительная ферментация (отрыжка и пук) крупного рогатого скота и другого домашнего скота, а также утечки из трубопроводов природного газа и угольных шахт привели к устойчивому увеличению выбросов метана. На производство метана приходится 20 процентов выбросов парниковых газов в Австралии, и выбросы этого газа увеличиваются более быстрыми темпами, чем CO ₂.Ученые обеспокоены тем, что глобальное потепление приведет к выбросу еще большего количества метана, если вечная мерзлота тает.
Закись азота
Есть много небольших источников этого газа, как природных, так и промышленных, которые трудно определить количественно. Основными источниками, создаваемыми деятельностью человека, являются сельское хозяйство (особенно освоение пастбищ в тропических регионах), сжигание биомассы и ряд промышленных процессов. На производство закиси азота приходится 4 процента выбросов парниковых газов в Австралии.
Галоуглероды
Хлорфторуглероды (CFC) — это галоидоуглероды, которые широко использовались для пропеллентов, хладагентов и пенообразователей. Их использование быстро расширилось после их изобретения в 1930-х годах. Осознание того, что они несут ответственность за разрушение озонового слоя в стратосфере, привело к их прекращению в соответствии с Монреальским протоколом 1987 года. Перфторуглероды, другой вид галоидоуглерода, производятся при производстве алюминия. На производство галоуглерода приходится 1,1% выбросов парниковых газов в Австралии.
Состав атмосферы меняется
Атмосфера Земли состоит из 78 процентов азота и 21 процента кислорода. Лишь около 1% составляют природные парниковые газы, но это сравнительно небольшое количество газа имеет большое значение. Промышленная революция принесла новые промышленные процессы, увеличение сжигания ископаемого топлива, более обширное сельское хозяйство и быстрый рост населения мира. Этот быстрый рост человеческой деятельности привел к (все еще продолжающемуся) выбросу в атмосферу значительного количества парниковых газов.Мы знаем это благодаря измерениям, проведенным за последние 50 лет, и анализу пузырьков воздуха, застрявших в древнем льду, которые показывают, что уровни углекислого газа, метана, закиси азота и галоидуглеродов увеличиваются.
Хотя атмосфера Земли значительно изменилась за геологическое время, и в прошлом в ней присутствовали высокие концентрации парниковых газов, никогда прежде Земля не подвергалась такому увеличению количества парниковых газов в атмосфере по сравнению с таким мало времени.Хотя в течение геологического периода (от тысяч до миллионов лет) жизнь на Земле сможет постепенно адаптироваться к повышенным концентрациям парниковых газов, сравнительное равновесие, существовавшее последние 10 000 лет или около того, нарушается с такой быстрой скоростью. Оцените, что адаптация может оказаться невозможной.
Обратите внимание, что на приведенных выше цифрах используется компиляция как инструментальных, так и косвенных данных.
Усиленный парниковый эффект и изменение климата
Нарушение климатического равновесия Земли, вызванное повышенными концентрациями парниковых газов, привело к повышению средней глобальной приземной температуры.Этот процесс называется усиленным парниковым эффектом.
Хотя ученые согласны с тем, что уровни парниковых газов и средние глобальные температуры повышаются, нет уверенности в том, какими будут последствия в будущем. Чтобы понять это, ученые используют математические модели. Эти модели учитывают многие процессы, которые вместе определяют поведение атмосферы (например, температуру, влажность, скорость ветра и атмосферное давление).
Что такое моделирование?
Моделирование — это способ упрощения реального мира, позволяющий нам решать проблемы.Мы делаем это постоянно и так легко, что даже не замечаем, что делаем. Например, каталог улиц — это модель городских дорог, диаграмма — это модель того, как что-то сделано, и даже календарь — это модель месяца. Люди используют эти модели для решения таких задач, как «Какой самый короткий маршрут?», «Как мне это сложить?», «Сколько осталось до моего дня рождения?» Математика — один из важнейших инструментов моделирования. Древние египтяне использовали геометрию для моделирования и разделения своих сельскохозяйственных угодий.В 1600-х годах Исаак Ньютон разработал математические уравнения для моделирования движения планет — одно из величайших научных достижений.
Сегодня мы используем сложные компьютерные модели, чтобы помочь прогнозировать погоду, моделировать климатические условия и изменение климата, а также оценивать влияние роста населения на окружающую среду. Модель климата принимает во внимание многочисленные переменные, которые характеризуют климатическую систему — температуру, осадки, ветер, влажность и т. Д. Используя уравнения, которые описывают отношения между этими переменными, модели вычисляют числа, чтобы делать прогнозы и прогнозы того, как внешние воздействия или изменения в одной или нескольких переменных может повлиять на другие в будущем.
Климатические модели особенно сложны из-за большого количества влияний, которые они должны учитывать, и сложной взаимосвязанности всей климатической системы. К настоящему времени ученые разработали модели, которые обеспечивают достаточно хорошее моделирование текущих климатических условий в глобальном и континентальном масштабах. Местные вариации сложнее точно смоделировать (и, следовательно, предсказать), а некоторые переменные предсказать легче, чем другие — например, температуру легче предсказать точно, чем количество осадков.Моделирование изменения климата, вызванного деятельностью человека, включает моделирование усиленного парникового эффекта, который увеличение концентрации парниковых газов оказывает на общий радиационный баланс планеты. Это часто называют «радиационным воздействием изменения климата».
Модели показывают, что поверхность Земли станет теплее. Это будет иметь серьезные побочные эффекты, такие как изменения глобального количества осадков, циркуляции океана и экстремальных погодных явлений, а также повышение уровня моря. Эти изменения будут иметь дальнейшие последствия для глобального сельского хозяйства, биоразнообразия и здоровья человека.Установить точные временные рамки реакции Земли на повышение уровня парниковых газов в атмосфере сложно, но ясно, что недавние наблюдения начинают подтверждать предсказания о потеплении планеты.
Средняя глобальная температура повысилась примерно на 0,7 ° C с начала 20 века. Это может показаться не таким уж большим, но некоторые регионы испытают гораздо более резкую реакцию, чем в среднем по миру. Что еще более важно, даже небольшое, но постоянное повышение температуры может в долгосрочной перспективе оказать значительное влияние на крупномасштабные экологические объекты, такие как ледяной покров или лесной покров.Экстремальные явления, которые уже раздвигают границы устойчивости экосистем, будут еще сильнее.
Площадь арктического льда, снежного покрова и ледников уменьшилась, а уровень моря повысился. Температура поверхности океана повысилась. Повышение температуры океана повлияет на морские экосистемы и может оказать негативное влияние на коралловые рифы. Кроме того, повышенное содержание CO ₂ в атмосфере также привело к увеличению CO ₂, поглощаемого океаном. Это изменило химию поверхности океана, процесс, известный как подкисление океана, и может привести к целому ряду других проблем для морской флоры и фауны.
Сложно предсказывать будущее
Хотя основы физики парникового эффекта достаточно хорошо изучены, прогнозирование будущего развития событий затруднено из-за наших ограниченных знаний о будущих выбросах парниковых газов и подробном поведении атмосферы и океанов. Климатическая система чрезвычайно сложна, в ней задействовано множество взаимосвязанных процессов «обратной связи», которые могут либо усилить, либо уменьшить исходный эффект.

Национальный и международный выпуск
Повышение глобальной температуры принесет изменения всей планете, а следовательно, и каждой стране. Это делает его международной проблемой, требующей изучения и откликов во всем мире. Вклад Австралии в глобальные выбросы CO ₂ в 2012 году составил всего около 1 процента, но наше производство CO ₂ на душу населения ставит нас в лидеры среди стран ОЭСР.
Австралия и более 150 других стран подписали Рамочную конвенцию Организации Объединенных Наций об изменении климата на Конференции Организации Объединенных Наций по окружающей среде и развитию, состоявшейся в Рио-де-Жанейро в 1992 году. После этой встречи правительства регулярно встречались для обсуждения действий по предотвращению экстремальных климатических изменений.
Тем не менее, весьма спорная политическая и экономическая природа проблем, связанных с изменением климата, означает, что в сокращении выбросов парниковых газов в мире достигнут незначительный прогресс.Климатическая система Земли не обращает особого внимания на политические дебаты, и уровни парниковых газов в атмосфере продолжают расти. До промышленной революции уровни CO ₂ в атмосфере составляли около 280 частей на миллион. В 2013 году обсерватория Мауна-Лоа на Гавайях, которая измеряет уровни CO ₂ в атмосфере с 1958 года, зафиксировала веху в 400 частей на миллион CO ₂ в атмосфере, уровень, который не наблюдался примерно 35 миллионов лет назад. тому назад.Тогда Земля была совсем другим местом — средние глобальные температуры были примерно на 34 ° C выше, а уровень моря был примерно на 540 метров выше. Вокруг определенно не было людей; шерстистые мамонты и другие гигантские млекопитающие бродили по планете.
Глобальные выбросы на душу населения
На приведенной выше диаграмме показаны выбросы CO ₂ на человека (в метрических тоннах углерода) от сжигания ископаемого топлива, производства цемента и сжигания газа в факелах в 2010 году.

Примеры возможностей сокращения выбросов двуокиси углерода
Стратегия	Примеры сокращения выбросов
Энергоэффективность	Улучшение теплоизоляции зданий, использование более экономичных транспортных средств и использование более эффективных электроприборов — все это способы сократить потребление энергии и, следовательно, выбросы CO ₂.
Энергосбережение	Снижение личного потребления энергии за счет выключения света и электроники, когда они не используются, снижает потребность в электроэнергии. Сокращение пройденного расстояния в транспортных средствах снижает потребление бензина. Оба способа сократить выбросы CO ₂ за счет экономии энергии. Узнайте больше о том, что вы можете делать дома, в школе, в офисе и в дороге, чтобы экономить энергию и сокращать выбросы углекислого газа.
Переключение топлива	Производство большего количества энергии из возобновляемых источников и использование топлива с более низким содержанием углерода являются способами сокращения выбросов углерода.
Улавливание и секвестрация углерода (CCS)	Улавливание и связывание диоксида углерода — это набор технологий, которые потенциально могут значительно сократить выбросы CO ₂ от новых и существующих угольных и газовых электростанций, промышленных процессов и других стационарных источников CO ₂.Например, улавливание CO ₂ из дымовых труб угольной электростанции до того, как он попадет в атмосферу, транспортировка CO ₂ по трубопроводу и закачка CO ₂ глубоко под землю в тщательно выбранные и подходящие геологические геологические условия. формация, такая как близлежащее заброшенное нефтяное месторождение, где она надежно хранится. Узнайте больше о CCS.
Изменения в землепользовании и практике управления земельными ресурсами	Узнайте больше о землепользовании, изменении землепользования и лесном хозяйстве.

Примеры возможностей сокращения выбросов метана
Источник выбросов	Как снизить выбросы
Промышленность	Модернизация оборудования, используемого для добычи, хранения и транспортировки нефти и природного газа, может уменьшить многие утечки, которые способствуют выбросам CH ₄. Метан угольных шахт также можно улавливать и использовать для получения энергии. Узнайте больше о программе EPA Natural Gas STAR и программе охвата метаном из угольных пластов.
Сельское хозяйство	Метан от методов обращения с навозом можно уменьшить и улавливать путем изменения стратегии обращения с навозом. Кроме того, изменение практики кормления животных может снизить выбросы в результате кишечной ферментации. Узнайте больше об улучшенных методах обращения с навозом в программе EPA AgSTAR.
Домашние и деловые отходы	Поскольку выбросы CH ₄ из свалочного газа являются основным источником выбросов CH ₄ в Соединенных Штатах, меры контроля выбросов, которые улавливают выбросы CH ₄ на свалках, являются эффективной стратегией сокращения.Узнайте больше об этих возможностях и программе EPA по распространению метана на свалках.

Примеры возможностей сокращения выбросов оксида азота
Источник выбросов	Примеры сокращения выбросов
Сельское хозяйство	На внесение азотных удобрений приходится большая часть выбросов N ₂ O в Соединенных Штатах. Выбросы можно сократить за счет сокращения внесения азотных удобрений и более эффективного внесения этих удобрений, ³, а также за счет изменения практики использования навоза на ферме.
Сгорание топлива	Закись азота является побочным продуктом сгорания топлива, поэтому снижение расхода топлива в автомобилях и вторичных источниках может снизить выбросы. Кроме того, внедрение технологий борьбы с загрязнением (например, каталитических нейтрализаторов для уменьшения количества загрязняющих веществ в выхлопных газах легковых автомобилей) также может снизить выбросы N ₂ O.
Промышленность

Примеры возможностей восстановления фторированных газов
Источник выбросов	Примеры сокращения выбросов
Замена озоноразрушающих веществ в домах и на предприятиях	Хладагенты, используемые на предприятиях и в жилых домах, выделяют фторированные газы.Выбросы можно сократить за счет более эффективного обращения с этими газами и использования заменителей с более низким потенциалом глобального потепления и других технологических усовершенствований. Посетите сайт EPA по защите озонового слоя, чтобы узнать больше о возможностях сокращения выбросов в этом секторе.
Промышленность	Промышленные пользователи фторированных газов могут сократить выбросы за счет внедрения процессов рециркуляции и уничтожения фторированного газа, оптимизации производства для минимизации выбросов и замены этих газов альтернативными. EPA имеет опыт работы с этими газами в следующих секторах:
Передача и распределение электроэнергии	Гексафторид серы — это чрезвычайно мощный парниковый газ, который используется для нескольких целей при передаче электроэнергии по электросети. EPA работает с промышленностью над сокращением выбросов в рамках Партнерства по сокращению выбросов SF ₆ для электроэнергетических систем, которое способствует обнаружению и ремонту утечек, использованию оборудования для рециркуляции и обучению сотрудников.
Транспорт	Гидрофторуглероды (ГФУ) выделяются в результате утечки хладагентов, используемых в системах кондиционирования воздуха в транспортных средствах. Утечку можно уменьшить за счет более совершенных компонентов системы и за счет использования альтернативных хладагентов с более низким потенциалом глобального потепления, чем те, которые используются в настоящее время. Стандарты EPA для легковых и тяжелых транспортных средств стимулировали производителей производить автомобили с более низким уровнем выбросов ГФУ.

РубрикаРазное