Gazy cieplarniane: Co ogrzewa naszą Ziemię?

6 minut(y) czytania

Zaktualizowano dnia: 29 Apr 2021

Przyjrzyjmy się bliżej gazom cieplarnianym.

Image of Istnieje sporo gazów cieplarnianych — Istnieje sporo gazów cieplarnianych

Ile każdego gazu cieplarnianego znajduje się w naszej atmosferze?

Image of Udział gazów cieplarnianych w emisji — Udział gazów cieplarnianych w emisji

Gazy cieplarniane różnią się pod względem zdolności wchłaniania promieniowania i czasu pozostawania w atmosferze (ich „żywotność”) .

Gazy fluorowane to grupa gazów, które są emitowane w szeregu procesów przemysłowych, takich jak produkcja czynników chłodniczych, materiałów pędnych w aerozolu i środków do gaszenia pożarów . Mogą pozostać w atmosferze przez tysiące lat .

Porównując gazy cieplarniane, musimy myśleć o każdym z tych czynników: ile wchłaniają ciepła, jak długo zostają w atmosferze i ile emitują ich ludzie.

Jak porównujemy gazy cieplarniane?

Najczęstszym sposobem porównywania gazów cieplarnianych jest pomiar ich potencjału tworzenia efektu cieplarnianego (GWP) .

GWP mierzy względny wpływ na ocieplenie jednej tony gazów cieplarnianych w porównaniu do jednej tony CO₂.

Image of Wartości GWP wraz z upływem czasu dla metanu, tlenku azotu i dwutlenku węgla — Wartości GWP wraz z upływem czasu dla metanu, tlenku azotu i dwutlenku węgla

Ten wykres pokazuje wartości GWP dla gazów cieplarnianych w porównaniu z CO₂ w dowolnym momencie po ich emisji. Ponieważ różne gazy cieplarniane zostają w atmosferze przez różny okres, ich GWP może znacznie się zmienić w zależności od przyjętych ram czasowych (np. 20 lub 100 lat) .

Zwykle patrzymy na całkowity efekt na przestrzeni lat, a nie tylko w danej chwili. Ma to na celu uwzględnienie różnic w całym okresie żywotności :

GWP20: całkowite ocieplenie gazu cieplarnianego w porównaniu z CO₂ po 20 latach
GWP100: całkowite ocieplenie gazu cieplarnianego w porównaniu z CO₂ po 100 latach . Ten wskaźnik używany jest najczęściej .

Przykładowo GWP100 metanu wynosi 28, co znaczy, że jedna tona metanu miałaby 28 razy większy wpływ na ocieplenie niż jedna tona CO₂ w ciągu 100 lat . Ten „wpływ na ocieplenie” mierzy się jako wymuszanie radiacyjne; wpływ, jaki ma na zmianę równowagi między napływającym i odpływającym promieniowaniem między Ziemią i atmosferą

Image of Wartości GWP100 wraz z upływem czasu dla metanu, tlenku azotu i dwutlenku węgla — Wartości GWP100 wraz z upływem czasu dla metanu, tlenku azotu i dwutlenku węgla

Image of Wartości GWP100 dla metanu i dwutlenku węgla — Wartości GWP100 dla metanu i dwutlenku węgla

Wartości GWP stosuje się w celu połączenia różnych gazów cieplarnianych w jeden pomiar emisji. Jest to tzw. równoważnik dwutlenku węgla (CO₂e), który określa, ile CO₂ spowodowałoby tyle samo ocieplenia, co określona ilość innego gazu cieplarnianego .

CO₂e obliczamy, mnożąc ilość emisji konkretnego gazu cieplarnianego przez jego współczynnik GWP100 . Zgodnie z powyższym przykładem, 2 kg metanu o GWP w wysokości 28 wytworzyłoby 56 kg CO₂e. Skoro wiemy już, jak porównywać gazy cieplarniane, przyjrzyjmy się bliżej każdemu z nich.

Dwutlenek węgla (CO₂)

CO₂ jest najważniejszym gazem cieplarnianym bezpośrednio wyzwalanym przez działalność człowieka . Jest on wytwarzany w dużych ilościach przez źródła ludzkie i przez długi czas pozostaje w atmosferze .

Image of GWP, procent emisji, żywotność i źródła CO₂ — GWP, procent emisji, żywotność i źródła CO₂

Metan (CH₄)

Żywotność metanu w atmosferze jest znacznie krótsza niż żywotność CO₂, ale metan skuteczniej zatrzymuje promieniowanie

Image of Wartość GWP, odsetek emisji, żywotność i źródła metanu — Wartość GWP, odsetek emisji, żywotność i źródła metanu

Tlenek azotu (N₂O)

Tlenek azotu ma o wiele wyższą wartość GWP niż CO₂, ale emitowany jest rzadziej i z mniejszej liczby źródeł, dlatego obecnie nie ma zbyt dużego wpływu na globalny klimat .

Image of Wartość GWP, odsetek emisji, żywotność i źródła N2O — Wartość GWP, odsetek emisji, żywotność i źródła N2O

Gazy fluorowane

Gazy fluorowane mogą zostać w atmosferze przez tysiące lat i mają wysoką wartość GWP, ale ich emisje są niższe niż emisje innych gazów cieplarnianych . An example of a fluorinated gas is HCF-23 (CHF₃)

Image of Wartość GWP, odsetek emisji, żywotność i źródła gazów fluorowanych — Wartość GWP, odsetek emisji, żywotność i źródła gazów fluorowanych

Czy GWP100 jest dobrym sposobem na porównywanie gazów cieplarnianych?

GWP100 i CO₂e to powszechnie stosowane wskaźniki, które są dość proste i łatwe w użyciu. Dobrzy naukowcy powinni jednak zawsze zastanowić się, co naprawdę oznaczają ich pomiary. GWP100 i CO₂e przeceniają znaczenie gazów cieplarnianych z krótką żywotnością

Widzieliśmy, że metan ma wyższą wartość GWP100 niż CO₂, ale w rzeczywistości, choć metan ma duży wpływ na ocieplanie na początku emisji, maleje on gwałtownie na przestrzeni paru dziesięcioleci . Tymczasem CO₂ gromadzi się w atmosferze, powodując ocieplenie każdego roku .

Image of Jak rosnący, stały lub spadający poziom emisji CO₂ i metanu wpłynie na ocieplenie. — Jak rosnący, stały lub spadający poziom emisji CO₂ i metanu wpłynie na ocieplenie.

Jeśli emisje metanu spadną do zera, ocieplenie zatrzyma się dość szybko. Ale jeśli zera sięgną emisje CO₂, dwutlenek węgla już obecny w atmosferze będzie ocieplał Ziemię jeszcze przez długi czas!

Czy istnieje lepszy sposób na porównywanie gazów cieplarnianych?

Każdy wskaźnik, który jest odpowiedni do mierzenia długotrwałych skutków, będzie wprowadzał w błąd w przypadku skutków krótkotrwałych, i na odwrót . Stosowanie wskaźnika, który zmienia się na przestrzeni czasu byłoby pomocne, ale bardziej skomplikowane i mniej pewne .

Podsumowanie

Uwalnianie przez ludzi gazów cieplarnianych do atmosfery powoduje szybką zmianę klimatu . Przyjrzeliśmy się różnym gazom cieplarnianym i ich wkładowi w globalne ocieplenie.

W kolejnych rozdziałach zajmiemy się tym, skąd te emisje pochodzą.

Następny rozdział