Hvilke gasser får atmosfæren til å bli overopphetet?

3967
Charles McCarthy
Hvilke gasser får atmosfæren til å bli overopphetet?

Gassene som får atmosfæren til å bli overopphetet er de som absorberer og avgir infrarød stråling. På samme måte bidrar gasser som skader ozonlaget til overoppheting, fordi de letter større penetrasjon av ultrafiolett stråling..

Global oppvarming er økningen i gjennomsnittstemperaturen i den terrestriske biosfæren som oppstår på grunn av drivhuseffekten. Denne effekten er et naturlig fenomen som består i å blokkere utgangen av jordvarme (infrarød stråling) mot verdensrommet..

Gasser som forårsaker overoppheting. Kilde: Et løst slips [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Denne blokkeringen utøves av noen av gassene som naturlig utgjør jordens atmosfære, som vanndamp og CO2. Dette er et fenomen som forekommer naturlig og lar planeten ha en biologisk passende temperatur..

Artikkelindeks

  • 1 Hvordan varmer gasser jorden opp?
  • 2 Hovedgasser får atmosfæren til å bli overopphetet
    • 2.1 Vanndamp
    • 2.2 Karbondioksid (CO2)
    • 2.3 Metan (CH4)
    • 2.4 Nitrogenoksider (NOx)
    • 2.5 Hydrofluorkarboner (HFC)
    • 2.6 Perfluorert hydrokarbon (PFC)
    • 2.7 Svovelheksafluorid (SF6)
    • 2.8 Klorfluorkarboner (CFC)
    • 2.9 Metylkloroform eller trikloretan (CH3CCL3)
    • 2.10 Troposfærisk ozon (O3)
    • 2.11 Klordifluormetan (HCFC-22)
    • 2.12 Karbonklorid eller karbontetraklorid (CCl4)
    • 2.13 Tetrafluormetan eller perfluormetan (CF4)
    • 2.14 Hexafluoroethane (C2F6)
    • 2,15 Svovelheksafluorid (SF6)
  • 3 Bibliografiske referanser

Hvordan varmer gasser jorden opp?

Den grunnleggende energikilden som varmer jorden er solstråling, spesielt ultrafiolett stråling. Det er delvis filtrert av ozonlaget (O3) i stratosfæren.

Den ultrafiolette strålingen (kortbølge) som klarer å trenge gjennom, varmer opp jordoverflaten og dens varme sendes ut i rommet som infrarød stråling (langbølge). Imidlertid er det menneskelig innflytelse i prosessen på grunn av kunstig utslipp av klimagasser.

Disse gassene absorberer og avgir varme eller ødelegger ozon som regulerer innføringen av ultrafiolett stråling. Gassene som bidrar til drivhuseffekten, enten naturlig eller av antropisk påvirkning, kalles drivhusgasser (GHG).

Globalt blir spesiell oppmerksomhet rettet mot global oppvarming og ødeleggelsen av ozonlaget. Montreal-protokollen om stoffer som tømmer ozonlaget er en internasjonal traktat som trådte i kraft i 1989 og regulerer bruken av disse gassene..

Denne protokollen ble ratifisert av 65 land med Kigali-endringen fra 1. januar 2019. Kyoto-protokollen tar for sin del opp spørsmål knyttet til global oppvarming.

Kyoto-protokollen inkluderer seks klimagasser som er karbondioksid, metan, lystgass, hydrofluorkarbon, perfluorert hydrokarbon og svovelheksafluorid..

For å evaluere en gass som produserer overoppheting, vurderes dens levetid og dens globale oppvarmingspotensial (GWP). GWP sammenligner mengden varme fanget av en gass med varmen fanget av CO2, hvis GWP er standardisert til 1.

Hovedgasser får atmosfæren til å bli overopphetet

Vanndamp

Vanndamp er en naturlig og viktig komponent i jordens atmosfære og spiller en veldig viktig rolle i drivhuseffekten på grunn av dens evne til å absorbere varme. I tillegg reflekterer vann i flytende og fast tilstand solenergi og kjøler jorden..

Karbondioksid (CO2)

Karbondioksid er den viktigste klimagassen, og er ansvarlig for mer enn 80% av økningen i dette fenomenet. CO2-nivået har steget alarmerende på grunn av industri- og transportaktivitet.

I følge noen estimater nådde den atmosfæriske konsentrasjonen av CO2 før den industrielle revolusjonen ca 280 ppm (deler per million) og i 1998 nådde den 365 ppm. Dette representerer en økning på 1,5 ppm per år og en økning på 31% over 1750 nivåer..


CO2-konsentrasjon. Kilde: Hannes Grobe 21:17, 5 november 2006 (UTC) [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)]

Ved å bestemme den isotopiske sammensetningen av nåværende atmosfærisk CO2 har det vist seg at økningen kommer fra forbrenning av fossilt brensel og avskoging. CO2 fungerer ved å absorbere og avgi infrarød stråling og har en levetid på 5 til 200 år.

Metan (CH4)

Metan er den andre klimagassen, og bidrar med omtrent 17% av oppvarmingen gjennom absorpsjon og bestråling av varme. Selv om mye av denne gassen forekommer naturlig, hovedsakelig i sump, er det et betydelig menneskelig bidrag (ca. 50%).

Metankonsentrasjon. Kilde: Metan-global-gjennomsnitt-2006.jpg: NOA Derivativt arbeid: Ortisa [Public domain]

Omtrent 60% av metanet som for tiden eksisterer i atmosfæren er et produkt av menneskelige (antropiske) aktiviteter. Blant de viktigste antropiske kildene er drøvtyggere, risdyrking, utnyttelse av fossilt brensel og forbrenning av biomasse..

De estimerte nivåene av denne gassen før industrien er 700 ppb (deler per milliard) og for 1998 nådde den 1745 ppb, noe som representerer en økning på 149%. Imidlertid har metan en levetid i den lavere atmosfæren og når bare 12 år.

Nitrogenoksider (NOx)

NOx, spesielt lystgass, bidrar til ødeleggelse av stratosfærisk ozon ved å øke mengden ultrafiolett stråling som trenger inn i jorden. Disse gassene stammer fra industriell produksjon av salpetersyre, adipinsyre og bruk av gjødsel..

Lystgass (N2O) hadde en atmosfærisk konsentrasjon på 270 ppb før den industrielle perioden, for deretter å nå 314 ppb i 1998. Dette representerer en økning på 16% i konsentrasjonen, og den har en levetid på 114 år, noe som gjør den veldig problematisk..

Hydrofluorkarboner (HFC)

De er gasser som brukes i forskjellige industrielle applikasjoner, og erstatter CFC-er som er begrenset av Montreal-avtalen. Imidlertid påvirker HFC også ozonlaget og har høy aktiv varighet i atmosfæren (opptil 260 år).

Disse gassene eksisterte ikke i atmosfæren, de ble introdusert av mennesker, og i tilfelle HFC-23 når den en konsentrasjon på 14 ppt (deler per billion).

Perfluorert hydrokarbon (PFC)

PFC produseres i forbrenningsanlegg for smelteprosessen i aluminium. I likhet med HFC har de en høy varighet i atmosfæren og påvirker integriteten til det stratosfæriske ozonlaget..

Svovelheksafluorid (SF6)

Dette er en annen gass hvis overopphetingseffekt går gjennom ødeleggelsen av ozonlaget. Den brukes i høyspenningsutstyr og i produksjonen av magnesium, og har høy varighet i atmosfæren.

Klorfluorkarboner (CFC)

CFC er en kraftig klimagass som skader stratosfærisk ozon og er regulert under Montreal-protokollen. Imidlertid er det fortsatt brukt i noen land, slik det er tilfelle med Kina.

Skader på ozonlaget er forårsaket av kloratomer som dissosierer seg når de blir truffet av ultrafiolett stråling..

De viktigste klorfluorkarboner er CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-113, CFC-114 og CFC-115. Disse gassene eksisterte ikke i atmosfæren, men i 1998 nådde CFC-11 allerede 268 ppt, med en levetid på 45 år..

Metylkloroform eller trikloretan (CH3CCL3)

Det er en bestemt type CFC, brukt som løsningsmiddel og i metallrengjøring. Ved nedbrytning avgir den kloridgasser, hvis kloratomer bidrar til ødeleggelsen av ozonlaget.

Troposfærisk ozon (O3)

Den troposfæriske O3 er ozon som dannes på bakkenivå, mellom overflaten og 18 km høy. Selv om stratosfærisk ozon bidrar til å redusere global overoppheting ved å redusere inngangen til ultrafiolett stråling, genererer troposfærisk ozon oppvarming.

Smog i Harbin (Kina). Kilde: Fredrik Rubensson [CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)]

Det er blitt hevdet at effekten av troposfærisk ozon er motstridende. På den ene siden genererer den en overfladisk oppvarming av jorden, men samtidig eliminerer den andre klimagasser.

Uansett er O3 en giftig gass som forårsaker lungeskader, i tillegg til å forverre forskjellige materialer.

Klordifluormetan (HCFC-22)

Det kalles R-22, en fargeløs gass og inntil nylig den mest brukte i kjøleutstyr. Imidlertid er det i dag forbudt i store deler av verden på grunn av dets negative effekt på ozonlaget.

Kullklorid eller karbontetraklorid (CCl4)

Det er et organoklor i dag forbudt mange steder på grunn av dets toksisitet, men det ble mye brukt som kjølemiddel, slokkemiddel, avfettingsmiddel og plantevernmiddel. Når denne forbindelsen brytes ned, genererer den derivater som påvirker ozonlaget..

Tetrafluormetan eller perfluormetan (CF4)

Det er en gass kjent som R-14 og brukes som kjølemiddel, men den har høy kapasitet til å absorbere og avgi ultrafiolett energi. Den har en levetid i atmosfæren på mer enn 50.000 år og et globalt oppvarmingspotensial på 6500..

I følge Guinness World Records er tetrafluormetan den mest vedvarende klimagassen, selv om den lave andelen i atmosfæren begrenser effekten..

Hexafluoroethane (C2F6)

Den brukes i kjølemedier og i produksjon av aluminium, siden den er veldig stabil takket være den høye energien til karbon-fluorbindinger. Dette gir den en lang levetid på minst 500 år..

På samme måte har det et høyt potensial for å absorbere infrarød stråling, noe som gjør det til et problem for globale temperaturer. Hexafluoroethane er på listen over klimagasser fra Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

Svovelheksafluorid (SF6)

Det er en giftfri gass, fem ganger tyngre enn luft, med en GWP-indeks på 176 (20 000 ganger mer enn CO2). På den annen side har den en brukstid på 3200 år, selv om den er så tett at den ikke stiger til de øvre lagene i atmosfæren..

Bibliografiske referanser

  1. Bolin, B. og Doos, B.R. Drivhuseffekt.
  2. Caballero, M., Lozano, S. og Ortega, B. (2007). Drivhuseffekt, global oppvarming og klimaendringer: et jordvitenskapelig perspektiv. University Digital Magazine.
  3. Elsom, D.M. (1992). Atmosfærisk forurensning: et globalt problem.
  4. IPCC (2001). Tredje vurderingsrapport Klimaendringer 2001: Det vitenskapelige grunnlaget.
  5. IPCC (2018). Global oppvarming på 1,5 ºC.
  6. Mitchell, J.F.B., Johns, T.C., Gregory, J.M. og Tett, S.F.B. (nitten nitti fem). Klimarespons på økende nivåer av klimagasser og sulfat-aerosoler. Natur.
  7. Myhre, G., Highwood, E.J., Shine, K.P. og Stordal, F. (1998). Nye estimater av strålingstvinging på grunn av godt blandede klimagasser. Geofysiske forskningsbrev.
  8. Rodhe, H. (1990). En sammenligning av bidraget fra forskjellige gasser til drivhuseffekten. Vitenskap.
  9. Schneider, S.H. (1989). Drivhuseffekten: Vitenskap og politikk. Vitenskap.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.