Za bojom proti globálnemu otepľovaniu a zmene klímy leží nárast emisií skleníkových plynov v našej atmosfére. Skleníkový plyn je akákoľvek plynná zlúčenina v atmosfére, ktorá je schopná absorbovať infračervené žiarenie, čím zachytáva a udržuje teplo v atmosfére. Zvýšením tepla v atmosfére sú skleníkové plyny zodpovedné za skleníkový efekt, ktorý v konečnom dôsledku vedie ku globálnemu otepľovaniu.
Slnečné žiarenie a „skleníkový efekt“
Globálne otepľovanie nie je nový vedecký koncept. Základy tohto fenoménu vypracoval Svante Arrhenius v roku 1896 už pred sto rokmi. Jeho práca, publikovaná vo Filozofickom časopise a Journal of Science, bola prvým, kto kvantifikoval príspevok oxidu uhličitého k tomu, čo vedci teraz nazývajú „skleníkom“. efekt ".
K skleníkovému efektu dochádza preto, že slnko bombarduje Zem obrovským množstvom žiarenia, ktoré dopadá na zemskú atmosféru vo forme viditeľného svetla, plus ultrafialové (UV), infračervené (IR) a ďalšie typy žiarenia, ktoré sú pre ľudské oko neviditeľné. Asi 30 percent žiarenia dopadajúceho na Zem sa odráža späť do vesmíru mrakmi, ľadom a inými odrazovými povrchmi. Zvyšných 70 percent je podľa NASA absorbovaných oceánmi, zemou a atmosférou.
Keď absorbujú žiarenie a zahrievajú sa, oceány, krajina a atmosféra uvoľňujú teplo vo forme IR tepelného žiarenia, ktoré prechádza von z atmosféry do vesmíru. Rovnováha medzi prichádzajúcim a odchádzajúcim žiarením udržuje podľa NASA celkovú priemernú teplotu Zeme okolo 15 stupňov Celzia (15 stupňov Celzia).
Táto výmena prichádzajúceho a odchádzajúceho žiarenia, ktoré zahrieva Zem, sa označuje ako skleníkový efekt, pretože skleník funguje rovnako. Prichádzajúce UV žiarenie ľahko prechádza cez sklenené steny skleníka a je absorbované rastlinami a tvrdými povrchmi vo vnútri. Slabšie infračervené žiarenie má však problémy s prechodom cez sklenené steny a je zachytené vo vnútri, čím sa skleník zahreje.
Vplyv skleníkových plynov na globálne otepľovanie
Plyny v atmosfére, ktoré absorbujú žiarenie, sú známe ako „skleníkové plyny“ (niekedy skrátene GHG), pretože sú do veľkej miery zodpovedné za skleníkový efekt. Skleníkový efekt je zase jednou z hlavných príčin globálneho otepľovania. Podľa agentúry na ochranu životného prostredia (EPA) sú najvýznamnejšími skleníkovými plynmi vodná para (H2O), oxid uhličitý (CO2), metán (CH4) a oxid dusný (N2O). „Kým kyslík (O2) je druhým najhojnejším plynom v našej atmosfére, O2 neabsorbuje tepelné infračervené žiarenie,“ uviedol Michael Daley, docent v odbore environmentálnych vied na Lasell College v Massachusetts.
Zatiaľ čo niektorí tvrdia, že globálne otepľovanie je prirodzený proces a že vždy boli skleníkové plyny, množstvo plynov v atmosfére v nedávnej histórii stúpalo. Pred priemyselnou revolúciou sa atmosférický CO2 pohyboval medzi okolo 180 ppm na milión (ppm) počas doby ľadovej a 280 ppm počas interglaciálnych teplých období. Od priemyselnej revolúcie sa však podľa údajov Národnej správy pre oceány a atmosféru (NOAA) množstvo CO2 zvýšilo stokrát rýchlejšie ako zvýšenie na konci poslednej doby ľadovej.
Fluórované plyny - to znamená plyny, ku ktorým sa pridal prvok fluór - vrátane fluórovaných uhľovodíkov, perfluórovaných uhľovodíkov a fluoridu sírového, sa vytvárajú počas priemyselných procesov a tiež sa považujú za skleníkové plyny. Aj keď sú prítomné vo veľmi malých koncentráciách, zachytávajú teplo veľmi efektívne, čo z nich robí plyny s vysokým potenciálom globálneho otepľovania (GWP).
Chlórfluórované uhľovodíky (CFC), ktoré sa raz používali ako chladivá a aerosólové hnacie plyny, až kým neboli postupne vyradené z medzinárodnej dohody, sú tiež skleníkovými plynmi.
Stupeň ovplyvnenia globálneho otepľovania ovplyvňujú tri faktory:
- Jeho množstvo v atmosfére.
- Ako dlho zostáva v atmosfére.
- Jeho potenciál globálneho otepľovania.
Oxid uhličitý má významný vplyv na globálne otepľovanie, čiastočne kvôli jeho hojnosti v atmosfére. Podľa dohody o hospodárskom partnerstve dosiahli v roku 2016 celkové emisie skleníkových plynov v USA 6 511 miliónov metrických ton (7 177 miliónov ton) ekvivalentov oxidu uhličitého, čo sa rovnalo 81 percentám všetkých skleníkových plynov spôsobených ľudskou činnosťou - o 2,5% menej ako v predchádzajúcom roku. Okrem toho CO2 zostáva v atmosfére tisíce rokov.
Metán je však pri absorpcii žiarenia asi 21-krát účinnejší ako CO2, čo mu dáva vyššie hodnotenie GWP, aj keď podľa EPA zostáva v atmosfére iba asi 10 rokov.
Zdroje skleníkových plynov
Niektoré skleníkové plyny, napríklad metán, sa vyrábajú poľnohospodárskymi postupmi vrátane hnoja. Iné, ako CO2, sú zväčša výsledkom prírodných procesov, ako je dýchanie a spaľovanie fosílnych palív, ako je uhlie, ropa a plyn.
Podľa prieskumu Duke University je druhou príčinou uvoľňovania CO2 odlesňovanie. Keď sa stromy usmrtia na produkciu tovaru alebo tepla, uvoľnia uhlík, ktorý sa bežne ukladá na fotosyntézu. Podľa globálneho hodnotenia lesných zdrojov z roku 2010 tento proces uvoľňuje do atmosféry ročne takmer miliardu ton uhlíka.
Podľa dohody o hospodárskom partnerstve môžu niektoré z týchto emisií skleníkových plynov kompenzovať lesné hospodárstvo a iné postupy využívania pôdy.
„Opätovná výsadba pomáha znižovať hromadenie oxidu uhličitého v atmosfére, pretože rastúce stromy vylučujú oxid uhličitý prostredníctvom fotosyntézy,“ povedal Daley pre Live Science. „Lesy však nedokážu zachytiť všetok oxid uhličitý, ktorý vypúšťame do atmosféry spaľovaním fosílnych palív, a preto je ešte potrebné znížiť emisie fosílnych palív, aby sa zabránilo hromadeniu v atmosfére.“
Produkcia skleníkových plynov na celom svete je zdrojom vážneho znepokojenia. Od začiatku priemyselnej revolúcie do roku 2009 sa úrovne atmosférického CO2 zvýšili takmer o 38 percent a úrovne metánu zvýšili o 148 percent, podľa agentúry NASA, a väčšina tohto nárastu bola za posledných 50 rokov. Z dôvodu globálneho otepľovania bol rok 2016 najteplejším rokom a podľa 2018 na trati by mal byť štvrtý najteplejší, podľa Svetovej meteorologickej organizácie po roku 1998 prišlo všetkých 20 najteplejších rokov v histórii.
„Otepľovanie, ktoré pozorujeme, ovplyvňuje atmosférickú cirkuláciu, ktorá ovplyvňuje globálne dažďové modely,“ povedal Josef Werne, docent na Katedre geológie a planetárnej vedy na University of Pittsburgh. „To povedie k veľkým zmenám životného prostredia a výzvam pre ľudí na celom svete.“
Budúcnosť našej planéty
Ak budú súčasné trendy pokračovať, vedci, vládni úradníci a rastúci počet občanov sa obávajú, že najhoršie účinky globálneho otepľovania - extrémne počasie, stúpajúca hladina mora, vyhynutie rastlín a zvierat, okyslenie oceánov, zásadné zmeny podnebia a bezprecedentné sociálne otrasy - budú nevyhnutné.
V reakcii na problémy spôsobené globálnym otepľovaním skleníkovými plynmi vláda USA v roku 2013 vytvorila akčný plán v oblasti klímy. V apríli 2016 podpísali zástupcovia zo 73 krajín Parížsku dohodu, medzinárodný pakt na boj proti zmene klímy investovaním do trvalo udržateľného rozvoja. nízkouhlíková budúcnosť podľa Rámcového dohovoru Organizácie Spojených národov o zmene klímy (UNFCCC). USA boli zaradené medzi krajiny, ktoré súhlasili s dohodou v roku 2016, ale konanie o odstúpení od Parížskej dohody sa začalo v júni 2017.
Podľa dohody o hospodárskom partnerstve boli emisie skleníkových plynov v roku 2016 o 12 percent nižšie ako v roku 2005, čiastočne z dôvodu veľkého poklesu spaľovania fosílnych palív v dôsledku prechodu na zemný plyn z uhlia. Teplejšie zimné podmienky počas týchto rokov tiež znížili potrebu mnohých domovov a firiem, aby zvýšili teplo.
Vedci z celého sveta sa naďalej snažia hľadať spôsoby, ako znížiť emisie skleníkových plynov a zmierniť ich účinky. Jedným z potenciálnych riešení, ktoré vedci skúmajú, je odsávať oxid uhličitý z atmosféry a donekonečna ho pochovať pod zemou, uviedla Dina Leech, docentka biologických a environmentálnych vied na Longwoodskej univerzite vo Virgínii.
„Čo môžeme urobiť, je minimalizovať to, koľko uhlíka sme tam ukladali, a v dôsledku toho minimalizovať zmenu teploty,“ povedal Leech. „Okno akcie sa však rýchlo zatvára.“
Dodatočné zdroje:
- EPA - Zmena podnebia: základné informácie
- NASA: Globálne klimatické zmeny
- National Geographic - míľnik podnebia: Hladina CO2 na Zemi prechádza 400 ppm
Tento článok bol aktualizovaný 3. januára 2019 prispievateľom živej vedy Rachel Rossovou.
