«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 SimanjuntakУглекислый газ – отнюдь не единственный, кто может способствовать глобальному потеплению.
Этот контент был опубликован 12 января 2021 года — 07:00Углекислый 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.
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.
Показать больше
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.
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 контентОксид 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.
Показать больше
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 insertionТаково 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 контентЧто 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.
Показать больше
«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».
Показать больше
Показать больше
В соответствии со стандартами JTI
Показать больше: Сертификат по нормам JTI для портала SWI swissinfo.
ch
Показать больше
Какие парниковые газы являются основными?
Содержание
- Парниковые газы и деятельность человека
- Парниковый эффект
- Основные парниковые газы Земли:
- Водяной пар
- Углекислый газ (CO2)
- Метан
- Тропосферный озон
- Второстепенные парниковые газы
- Оксиды азота
- Фреоны
Парниковые газы поглощают отраженную энергию Солнца, делая атмосферу Земли более теплой. Большая часть солнечной энергии достигает поверхности планеты, а часть отражается обратно в космос. Некоторые газы, присутствующие в атмосфере, поглощают отраженную энергию и перенаправляют ее обратно на Землю в виде тепла. Газы, ответственные за это, называются парниковыми газами, поскольку они играют ту же роль, что и прозрачный пластик или стекло, покрывающие теплицу.
Парниковые газы и деятельность человека
Некоторые парниковые газы выделяются естественным путем в результате лесных пожаров, вулканической активности и биологических процессов.
Однако, начиная с возникновения промышленной революции на рубеже XIX века, люди выпускали в атмосферу все большее количество парниковых газов. Это увеличение ускорилось с развитием нефтехимической промышленности.
Парниковый эффект
Тепло, отраженное от парниковых газов, производит измеримое потепление поверхности Земли и океанов. Это глобальное изменение климата оказывает широкомасштабное воздействие на лед, океаны, экосистемы и биоразнообразие Земли.
Основные парниковые газы Земли:
Водяной пар
Водяной пар является наиболее сильным и важным из парниковых газов Земли. Количество водяного пара в атмосфере не может быть непосредственно изменено деятельностью человека – оно определяется температурой воздуха. Чем теплее, тем выше скорость испарения воды с поверхности. В результате, увеличенное испарение приводит к большей концентрации водяного пара в нижней атмосфере, способной поглощать инфракрасное излучение и отражать его вниз.
Углекислый газ (CO2)
Углекислый газ является самым важным парниковым газом.
Он высвобождается в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива, извержения вулканов, разложения органических веществ и передвижения транспортных средств. Процесс производства цемента приводит к выбросу большого количества углекислого газа. Вспашка земли также вызывает высвобождение большого количества углекислого газа, обычно хранящегося в почве.
Растительная жизнь, которая поглощает СО2 в процессе фотосинтеза, является важным естественным хранилищем углекислого газа. Морская жизнь также может поглощать растворенный в воде CO2.
Метан
Метан (Ch5) – второй наиболее важный парниковый газ после двуокиси углерода. Он более сильный, чем CO2, но присутствует в атмосфере в гораздо меньших концентрациях. Ch5 может находится в атмосфере в течение более короткого времени, по сравнению с CO2 (время пребывания Ch5 составляет примерно 10 лет, по сравнению с сотнями лет для CO2). Природные источники метана включают в себя: водно-болотные угодья; горение биомассы; процессы жизнедеятельности крупного рогатого скота; выращивание риса; добыча, сжигание и переработка нефти или природного газа и др.
Основным природным поглотителем метана является сама атмосфера; другим – почва, где метан окисляется бактериями.
Как и в случае с СО2, деятельность человечества увеличивает концентрацию СН4 быстрее, чем метан поглощается естественным образом.
Тропосферный озон
Следующим наиболее значительным парниковым газом является тропосферный озон (O3). Он образуется в результате загрязнения воздуха и его следует отличать от естественного стратосферного О3, который защищает нас от многих разрушительных солнечных лучей. В нижних частях атмосферы озон возникает при разрушении других химических веществ (например, оксидов азота). Этот озон считается парниковым газом, но он недолговечен и хотя способен в значительной степени способствовать потеплению, его последствия обычно локальные, а не глобальные.
Второстепенные парниковые газы
Второстепенными парниковыми газами выступают оксиды азота и фреоны. Они являются потенциально опасными для окружающей среды. Однако в связи с тем, что их концентрации не такие значительные как вышеупомянутых газов, оценка их влияния на климат полностью не изучена.
Оксиды азота
Оксиды азота находятся в атмосфере благодаря естественным биологическим реакциям в почве и воде. Тем не менее большое количество выделяемого оксида азота вносит значительный вклад в глобальное потепление. Основным источником является производство и использование синтетических удобрений в сельскохозяйственной деятельности. Моторные автомобили выделяют оксиды азота при работе на ископаемых видах топлива, таких как бензин или дизельное топливо.
Фреоны
Фреоны представляют собой группу углеводородов с различными видами использования и характеристиками. Хлорфторуглероды широко используются в качестве хладагентов (в кондиционерах и холодильниках), вспенивателей, растворителей и др. Их производство уже запрещено в большинстве стран, но они по-прежнему присутствуют в атмосфере и наносят ущерб озоновому слою. Гидрофторуглероды служат альтернативой более вредным озоноразрушающим веществам, и вносят гораздо меньший вклад в глобальное изменение климата на планете.
Гугломаг
Спрашивай! Не стесняйся!
Задать вопрос
Не все нашли? Используйте поиск по сайту
Search for:Какие газы являются парниковыми?
- Вы здесь:
- СКУД
- Инструментарий ACS по науке о климате
- Парниковые газы
- Какие газы?
Некоторые парниковые газы возникают естественным образом и попадают в атмосферу в результате как естественных процессов (таких как разложение органических веществ), так и деятельности человека (таких как сжигание ископаемого топлива и сельское хозяйство).
Парниковые газы, образующиеся как в природе, так и в результате деятельности человека, включают водяной пар, двуокись углерода (CO 2 ), метан (CH 4 ), закись азота (N 2 O) и озон (O 3 ) . Другие парниковые газы практически не имеют природных источников, а являются побочными продуктами промышленных процессов или производятся для нужд людей, таких как чистящие средства, хладагенты и электрические изоляторы. К ним относятся фторированные газы : хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), гидрофторуглероды (ГХФУ), бромфторуглероды (галоны), перфторуглероды, ПФУ, трифторид азота, NF 3 и гексафторид серы, SF 6 .
Эти газы способствуют потеплению атмосферы, поскольку они поглощают инфракрасное излучение, испускаемое нагретой солнцем Землей, и передают свою дополнительную энергию окружающим атмосферным газам . На рисунке показано, что температура на поверхности Земли увеличилась примерно на 0,9 °C за последнее столетие, что составляет более половины изменения примерно с 1980 года.
Температура может измениться, только если произойдет изменение энергетического баланса Земли, поскольку баланс между энергиями входящее и исходящее излучение расстраивается.
Источник: НАСА-ГИСС.
Нарушение энергетического баланса Земли может быть результатом изменения многих факторов, включая энергию солнца, парниковые газы и облачный покров. Изменение любого из этих факторов изменяет количество радиации, достигающей поверхности Земли или испускаемой в космос. Следствием такого изменения является радиационный дисбаланс, из-за которого поверхность Земли либо нагревается, либо охлаждается. Величина этого дисбаланса по каждому фактору, влияющему на изменение температуры поверхности, характеризуется величиной « радиационное воздействие », то есть величина, на которую оно нарушает энергетический баланс Земли.
Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) определяет радиационное воздействие как изменение чистого потока радиации (приходящий минус исходящий в Вт·м –2 ) в верхней части тропосферы, вызванное изменением некоторого фактора воздействия по сравнению с его доиндустриальное состояние (принимается за середину восемнадцатого века).
Положительное значение радиационного воздействия означает, что изменение фактора воздействия увеличивает энергию, удерживаемую планетой, и приводит к потеплению. Отрицательное значение означает, что изменение уменьшает энергию, удерживаемую планетой, и приводит к охлаждению. В этом графическом резюме из Отчета МГЭИК представлены значения радиационного воздействия парниковых газов и других факторов с указанием их неопределенностей (которые помогают показать, где дополнительные исследования могут способствовать нашему пониманию климатических переменных).
« Температурная аномалия », нанесенная на график, эквивалентна разнице между среднегодовой температурой за год и средней температурой за базовый период 1951-1980 гг. Черная линия — это среднегодовое значение, а красная линия — среднее скользящее значение за пять лет. Зеленые полосы показывают оценки неопределенности.
Источник: рисунок 2, FAQ 2.1, Четвертый оценочный доклад МГЭИК (2007 г.
), глава 2,
Изменения в составе атмосферы и в радиационном воздействии
Эти радиационные воздействия отражают текущее состояние планеты и ее атмосферное потепление, но не охватывают последствия возможных будущих изменений в составе парниковых газов. Еще одним свойством парниковых газов, которое используется для оценки возможного воздействия в будущем, является их потенциал глобального потепления . Количественная оценка радиационного воздействия и ПГП зависит от инфракрасных спектров парниковых газов, поэтому инфракрасная спектроскопия играет центральную роль в исследованиях климата.
Некоторые другие газы могут косвенно влиять на потепление атмосферы. Это происходит, когда химические реакции в атмосфере производят или разрушают парниковые газы, включая тропосферный озон . Косвенные эффекты также возникают, когда газ влияет на время жизни в атмосфере других газов или влияет на атмосферные процессы, такие как образование облаков, которые изменяют радиационный энергетический баланс Земли за счет увеличения альбедо Земли .
Газы, которые могут вызывать эти косвенные эффекты, включают окись углерода (CO), оксиды азота (NO x ) и неметановые летучие органические соединения (НМЛОС). Дополнительную информацию об источниках парниковых газов см. в разделе . Каковы изменения в отношении парниковых газов после промышленной революции? и Источники и поглотители парниковых газов .
Суммарное воздействие от всех источников не может быть получено путем простого сложения отдельных значений, поскольку различные источники могут взаимодействовать, усиливая или мешая друг другу. Например, два парниковых газа могут поглощать в одном и том же диапазоне длин волн и частично компенсировать эффективность друг друга, когда они присутствуют вместе.
Парниковый эффект и наша планета
Парниковый эффект возникает, когда в атмосфере Земли накапливаются определенные газы, известные как парниковые газы. Парниковые газы включают двуокись углерода (CO2), метан (Ch5), закись азота (N2O), озон (O3) и фторсодержащие газы.
Парниковые газы позволяют солнечному свету сиять на поверхность Земли, а затем газы, такие как озон, улавливают тепло, которое отражается от поверхности внутри атмосферы Земли. Газы действуют как стеклянные стены теплицы — отсюда и название парниковый газ.
По мнению ученых, средняя температура Земли упадет с 14˚C (57˚F) до –18˚C (–0,4˚F) без парникового эффекта.
Некоторые парниковые газы поступают из природных источников, например, испарение добавляет водяной пар в атмосферу. Животные и растения выделяют углекислый газ, когда они дышат. Метан высвобождается естественным образом при разложении. Имеются данные, свидетельствующие о том, что метан выделяется в средах с низким содержанием кислорода, таких как болота или свалки. Вулканы — как на суше, так и под океаном — выделяют парниковые газы, поэтому периоды высокой вулканической активности, как правило, теплее.
После промышленной революции конца 1700-х и начала 1800-х годов люди стали выбрасывать в атмосферу все больше парниковых газов.
Эта сумма резко возросла за последнее столетие. Выбросы парниковых газов увеличились на 70 процентов в период с 1970 по 2004 год. Выбросы CO2 за это время выросли примерно на 80 процентов.
Количество CO2 в атмосфере намного превышает естественный диапазон, наблюдавшийся в течение последних 650 000 лет.
Большая часть CO2, который люди выбрасывают в атмосферу, образуется в результате сжигания ископаемого топлива. Автомобили, грузовики, поезда и самолеты работают на ископаемом топливе. Многие электростанции делают то же самое. Другой способ, которым люди выделяют CO2 в атмосферу, — это вырубка лесов, потому что деревья содержат большое количество углерода.
Люди выделяют метан в атмосферу в результате животноводства, свалок и производства ископаемого топлива, например, при добыче угля и переработке природного газа. Закись азота образуется в результате сельского хозяйства и сжигания ископаемого топлива. Фторсодержащие газы включают хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) и гидрофторуглероды (ГФУ).
Они образуются при производстве холодильной и охлаждающей продукции, а также в виде аэрозолей.
Вся эта человеческая деятельность увеличивает выброс парниковых газов в атмосферу. По мере повышения уровня этих газов повышается температура Земли. Повышение средней температуры Земли, вызванное деятельностью человека, известно как глобальное потепление.
Парниковый эффект и изменение климата
Даже небольшое повышение средней глобальной температуры может иметь огромные последствия.
Возможно, самый большой и очевидный эффект заключается в том, что ледники и ледяные шапки тают быстрее, чем обычно. Талая вода стекает в океаны, вызывая повышение уровня моря.
Ледники и ледяные шапки покрывают около 10 процентов суши в мире. Они содержат от 70 до 75 процентов мировых запасов пресной воды. Если весь этот лед растает, уровень моря поднимется примерно на 70 метров (230 футов).
Межправительственная группа экспертов по изменению климата заявляет, что глобальный уровень моря повышался примерно на 1,8 миллиметра (0,07 дюйма) в год с 1961 по 1993 год и примерно на 3,1 миллиметра (0,12 дюйма) в год с 1993 года.
Повышение уровня моря вызывает наводнения в прибрежные города, что может привести к перемещению миллионов людей в низменных районах, таких как Бангладеш, американский штат Флорида и Нидерланды.
Еще миллионы людей в таких странах, как Боливия, Перу и Индия, зависят от талой ледниковой воды для питья, орошения и выработки гидроэлектроэнергии. Быстрая потеря этих ледников опустошила бы эти страны.
Выбросы парниковых газов влияют не только на температуру. Другой эффект связан с изменением количества осадков, таких как дождь и снег.
В течение ХХ века количество осадков увеличилось в восточных районах Северной и Южной Америки, северной Европы, северной и центральной Азии. Однако в некоторых частях Африки, Средиземноморья и Южной Азии он уменьшился.
По мере изменения климата меняются и места обитания живых существ. Животные, адаптированные к определенному климату, могут оказаться под угрозой. Многие человеческие общества зависят от предсказуемого режима дождей, чтобы выращивать определенные культуры для еды, одежды и торговли.
Если климат местности изменится, люди, которые там живут, больше не смогут выращивать урожай, от которого зависит их выживание. Некоторые ученые также обеспокоены тем, что тропические болезни распространят свой ареал на более умеренные регионы, если температура в этих районах повысится.
Большинство ученых-климатологов согласны с тем, что мы должны уменьшить количество парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу. Способы сделать это включают:
- меньше ездить на автомобиле, пользоваться общественным транспортом, совместно использовать автомобили, ходить пешком или ездить на велосипеде.
- Меньше летать — самолеты производят огромное количество парниковых газов.
- сокращение, повторное использование и переработка.
- посадка дерева — деревья поглощают углекислый газ, не допуская его попадания в атмосферу.
- с меньшим потреблением электроэнергии.
- едят меньше мяса — коровы являются одними из крупнейших производителей метана.
