- Prawie wszystkie składniki atmosfery absorbują promieniowanie podczerwone - lecz
niektóre pochłaniają go więcej niż inne
. Dlatego wyraźne oddzielenie gazów
cieplarnianych (GHGs) od pozostałych nie jest łatwe. Spróbujmy zatem przyjrzeć im się
trochę bliżej.
Koncentracja wszystkich gazów cieplarnianych zależy od równowagi pomiędzy
"źródłami" i "zbiornikami". Ludzkość może spowodować
zwiększenie zawartości gazów cieplarnianych dwoma sposobami: zwiększając liczbę ich
źródeł(procesów odpowiedzialnych za emisje GHGs). Antropogeniczne źródła gazów
cieplarnianych są generalnie łatwiejsze do określenia ilościowego niż zbiorniki, lecz
zarówno jedne, jak i drugie są jednakowo ważne.
W obecnym klimacie głównym gazem cieplarnianym jest para wodna. Zawartość pary wodnej w dolnej atmosferze jest uwarunkowana
naturalną równowagą między parowaniem i opadem, które to elementy nie podlegają
bezpośredniej działalności człowieka.
Koncentracja niektórych gazów cieplarnianych wzrasta, co jest efektem emisji
pochodzenia antropogenicznego. Najważniejsze z tych
gazów to dwutlenek węgla (CO2), metan ( CH4 ) i
chlorowcopochodne węglowodorów ( CFCs ) .Głównym źródłem dodatkowego dwutlenku
węgla są emisje pochodzące ze zużycia paliw kopalnych . Również wypalanie lasów
może mieć tu znaczy udział, lecz jest to trudniejsze do określenia. Dwutlenek węgla
jest chemicznie trwały i utrzymuje się w atmosferze przez dziesiątki lat.
Dwutlenek węgla usuwany jest z atmosfery w wielu naturalnych procesach. Większość szacunków wykazała , że około 40% uwolnionego
dwutlenku węgla jest aktualnie pochłaniana przez oceany. Innym ważnym wychwytem
dwutlenku węgla jest proces fotosyntezy roślin lądowych oraz planktonu morskiego
.Większość dwutlenku węgla zaabsorbowanego podczas fotosyntezy jest uwalniana
ponownie, w procesach rozkładu roślin i planktonu lub w wyniku procesów przemiany
materii . Tylko niewielka część dwutlenku węgla jest usuwana trwale z atmosfery.
Teraz , gdy koncentracja dwutlenku węgla w atmosferze
przekroczyła poziom naturalny ,zmianie ulega wiele elementów złożonego cyklu
węglowego . Na cykl ten ma wpływ degradacja lasów oraz sprzężenia zwrotne między
globalnym ociepleniem chemicznymi i biologicznymi procesami zachodzącymi w oceanach.
Działalność antropogeniczna wpływa na zmiany poziomu metanu w atmosferze (rys.B).
Wykorzystanie ziemi pod uprawy rolne, a zwłaszcza uprawa ryżu, przyczynia się do
uwalniania metanu . Również wylesianie , górnictwo węgla kamiennego , wydobywanie i
wykorzystywanie gazu ziemnego powodują wzrost koncentracji metanu w atmosferze . Regiony
arktyczne mogą także stać się potencjalnym źródłem tego gazu, jeśli warunki
klimatyczne spowodują wyzwolenie metanu zamrożonego w wiecznej zmarzlinie i lodzie . W
związku z tym , że naturalne źródła metanu nie są jeszcze do końca poznane ,rola
tego pierwiastka w procesie zmian klimatu jest nadal niepewna. Metan w przeciwieństwie do
CO2 ulega rozkładowi podczas reakcji z innymi związkami chemicznymi, stad czas życia jego cząstek w atmosferze wynosi około 10 lat. Niestety
działalność ludzka może wpływać hamująco na reakcje wychwytujące metan,
przyczyniając się do dalszego wzrostu jego koncentracji w atmosferze.
Znacznie prościej wygląda sprawa CFCs. Nie istnieją naturalne źródła
emitujące chlorowcopochodne węglowodorów; związki te przedostają się do atmosfery
m.in. z rozpylaczy aerozolowych, chłodziarek, rozpuszczalników oraz podczas produkcji
pianki poliuretanowej. CFCs, oprócz niszczenia warstwy ozonowej, wykazują bardzo silne właściwości gazów cieplarnianych. Ich koncentracja w
atmosferze szybko rośnie (rys. C). Zgodnie z zaleceniami Protokołu Montrealskiego w
Sprawie Substancji Zubożających Warstwę Ozonową (który już wszedł w życie) poziom
ich zawartości w atmosferze powinien zmniejszyć
się. Lecz cząstki CFCs charakteryzuje długi czas życia w atmosferze, dlatego efekty
ich emisji będą odczuwalne jeszcze w ciągu nadchodzących dziesiątek lat. Niszcząc
ozon atmosferyczny (będący również gazem cieplarnianym) CFCs oddziałują na klimat w sposób pośredni, jeszcze nie do końca
zrozumiały.
Wzrost koncentracji podstawowych gazów cieplarnianych, łącznie z ozonem
troposferycznym i podtlenkiem azotu, jest pośrednio wynikiem działalności ludzkiej. Zawartość
ozonu zmniejsza się tylko w stratosferze (tzw. słynna "dziura ozonowa"), gdzie
jest szczególnie potrzebny jako ochrona przed promieniowaniem ultrafioletowym. Natomiast
w dolnej atmosferze jego zawartość zwiększa się. Gazy odpowiedzialne za tworzenie się
ozonu w przyziemnej warstwie atmosfery to: tlenek
węgla, tlenki azotu (znajdujące się w spalinach wydzielanych przez samochody), metan i
inne węglowodory. Wzrasta także poziom podtlenku azotu, lecz przyczyny tego są nadal
niezbyt dokładnie rozpoznane.
HCFCs oraz inne GHGs , węglowodory i halony . Emisje
tych gazów były dotychczas mniej znaczące , lecz mogą się zwiększyć w wyniku zmian
procesów przemysłowych . Dotyczy to szczególnie HCFCs . Można się jednak spodziewać
, że zawartość tych gazów w atmosferze szybko wzrośnie - jako substytutów CFCs,
wycofywanych z produkcji w wyniku dostosowywania się do zaleceń Protokołu
Montrealskiego.
Cząsteczki niektórych GHGs mają silniejsze właściwości radiacyjne niż inne . Na
rysunkach b i c pokazano dla przykładu koncentracje metanu i CFCs w atmosferze i
odpowiadające im wartości "równoważnika CO2", tj. wartości koncentracji
CO2, która spowoduje takie same zmiany właściwości radiacyjnych atmosfery - i w ten
sposób takie samo oddziaływanie CO2 na klimat, jak poszczególnych GHGs. Należy zwrócić uwagę, ze skale równoważnika CO2 są równe. Wzrost
dwutlenku węgla zdominował wzmaganie się efektu cieplarnianego, a przecież inne gazy
łącznie przyczyniają się w ponad 40% do tego proces.
Źródło: AURA |
