Naturalne gazy cieplarniane w atmosferze Ziemi oraz nadwyżka gazów cieplarnianych antropogenicznego pochodzenia

Przed 1750 rokiem w naszej atmosferze ziemskiej były tak samo gazy cieplarniane jak dziś, tyle, że było ich znacznie mniej. Dzięki ich obecności w niej mieliśmy przed 250 laty odpowiednio umiarkowaną globalnie temperaturę. Wynosiła ona około 14 stopni Celsjusza przy powierzchni Ziemi. Warto też dodać, że byliśmy wówczas jeszcze w okresie tzw. Małej Epoki Lodowej, która prawdopodobnie zwiastowała szybsze nadejście już dużej i właściwej epoki lodowej, czyli kolejnego glacjału. Tak się jednak już nie stanie. A przynajmniej nie prędko.

Cytat z artykułu Nauki o Klimacie: „Mit: Nadchodzi globalne ochłodzenie”.

Symulacje reakcji klimatu na powtórkę Minimum Maundera pokazują, że spadek temperatury wywołany przez zmianę aktywności Słońca jest minimalny w porównaniu do ocieplenia powodowanego przez produkowane przez ludzi gazy cieplarniane (Georg Feulner i Stefan Rahmstorf, 2010).

Gazy cieplarniane w połowie XVIII wieku stanowiły odpowiednią stabilizację w naszej troposferze ziemskiej (najniższej warstwie atmosfery, w której zachodzi naturalnie większość procesów meteorologicznych i klimatologicznych). Są one generalnie rozproszone jednorodnie w troposferze i jest ich znacznie więcej niż w wyższej warstwie atmosfery – w stratosferze, w której występuje bardzo ważna dla ochrony życia na naszej planecie warstwa ozonowa.

A co to są za gazy naturalne? Oczywiście bardzo dobrze znane każdemu już, nawet niespecjaliście, dwutlenek węgla (CO2) (Susan Solomon i in., 2008) oraz metan (CH4) (Jos Lelieveld i in., 1998). Pierwszy występuje w całej atmosferze (w troposferze, stratosferze, mezosferze) w ilości 0,0397 %, co już ma bardzo znaczący wpływ na sterowanie temperaturą Ziemi. A drugi występuje w bardzo znikomej ilości śladowej wynoszącej 0,000179 %. I jest spotykany znacznie częściej w troposferze niż w stratosferze. W następnej kolejności występuje naturalnie w atmosferze Ziemi, ale już w bardzo znikomej ilości nie oddziaływującej szczególnie na procesy klimatotwórcze – podtlenek azotu (N2O).

Wszystkie trzy wymienione gazy mają właściwości absorbowania energii cieplnej w postaci długich fal w podczerwieni emitowanych z powierzchni Ziemi. Do tej trójki naturalnych gazów cieplarnianych dołącza jeszcze jeden bardzo ważny gaz, którego ilość – 90 % jest największa w stratosferze. A dokładniej w ozonosferze. Natomiast w troposferze jest go tylko 10 %. Tym gazem oczywiście jest ozon chroniący nas i inne organizmy ziemskie przed nadmiarem ultrafioletowego promieniowania słonecznego – UV, czyli krótkich fal. W całości pochłania on fale UVA, częściowo UVB i w znikomej ilości, bo tylko 3 % – UVC. Również dodatkowo pochłania fale w podczerwieni emitowane z Ziemi. Jest to szczególny gaz, który ma nie tylko właściwości cieplarniane jako molekuła, ale również chroni Ziemię przed dopływem nadmiaru ciepła. To właśnie dzięki temu gazowi w stratosferze wraz z wysokością temperatura zamiast spadać rośnie. Choć ostatnio w dobie globalnego ocieplenia ten przyrost jest znacznie powolniejszy.

Co do pierwszej trójki naturalnych gazów, czyli do dwutlenku węgla, metanu i podtlenku azotu, jest do nich zastosowany tzw. potencjał cieplarniany GWP. Jako molekuła (cząsteczka) dwutlenek węgla ma najniższy, wynosi on 1. Metan ma 23. A więc, jest tyle razy silniejszy od dwutlenku węgla. A najsilniejszy jest podtlenek azotu. Wynosi on 296 i o tyle jest silniejszy od dwutlenku węgla. Jednak to koncentracja, czyli ilość gazów cieplarnianych w atmosferze decyduje o tym jaki gaz cieplarniany odgrywa dominującą, a w końcu klimatotwórczą rolę. Dla ozonu nie zbadano jeszcze potencjału cieplarnianego. Pomiary satelitarne i naziemne prowadzone za pomocą spektrofotometrii wyraźnie pokazują, że około 1995 roku dziura ozonowa przestała rosnąć, tymczasem temperatura nadal rosła (np. Eun-Su Yang i in., 2006).

Nazwa gazu Chemiczna formuła Pół-trwania (lata) Potencjał globalnego ocieplenia (GWP) dla danego horyzontu czasowego
20 lat 100 lat 500 lat
Dwutlenek węgla CO2 30–95 1 1 1
Metan CH4 12 72 25 7,6
Podtlenek azotu N2O 114 289 298 153
CFC-12 CCl2F2 100 11 000 10 900 5 200
HCFC-22 CHClF2 12 5 160 1 810 549
Trójfluorek metanu CF4 50 000 5 210 7 390 11 200
Sześciofluorek etanu C2F6 10 000 8 630 12 200 18 200
Sześcioflorek siarki SF6 3 200 16 300 22 800 32 600
Trójflorek azotu NF3 740 12 300 17 200 20 700

W naturze występuje jeszcze jeden gaz – para wodna, która ma bardzo krótki czas życia. Zaledwie 4-10 dni. Będąc największym w systemie klimatycznym Ziemi dodatnim sprzężeniem zwrotnym (Brian Soden i Isaac Held, 2005), największe znaczenie cieplarniane ma ona tuż przy powierzchni Ziemi. Gromadzi się jej wówczas od 1 do 4 %. Potem wraz z wysokością w troposferze skrapla się do kropelek wody, a jeszcze wyżej zestala się do postaci kryształków lodu i płatków śniegu. Wraz ze zmianą stanu skupienia, czyli już jako woda, staje się paliwem do tworzenia chmur. Aby w pełni chmury powstały, do tego jeszcze są potrzebne tzw. jądra kondensacji. Np. pyły piasku, zanieczyszczeń wulkanicznych i antropogenicznych, sól morska, czy też nawet mikroorganizmy czy pyłek kwiatowy.

Co do czasu życia wcześniej wymienionych molekuł, dwutlenek węgla średnio statystycznie żyje 30-95 lat, metan 12 lat, a podtlenek azotu 114 lat. Natomiast czas życia ozonu w troposferze wynosi od 22 do 24 dni. A w stratosferze od 32 do 33 dni.

Po 1950 roku w produkcji przemysłowej na ogromną skalę zaczęto stosować freony i halony (te drugie raczej nie mają właściwości cieplarnianych, ale niszczą ozon stratosferyczny) i wiele innych gazów o właściwościach cieplarnianych, które niestety zaczęły masowo trafiać do naszej atmosfery. Właśnie wtedy koncentracja naturalnych gazów cieplarnianych zaczęła być wyraźnie zwiększana przez dopływ gazów antropogenicznego pochodzenia (Chet Leach, 2007).

Od około 1769 roku (wtedy po raz pierwszy w Wielkiej Brytanii ruszyły maszyny parowe emitując po raz pierwszy gazy cieplarniane do atmosfery) do co najmniej 1950 roku. systematycznie, ale jednak łagodnie i stopniowo rosła koncentracja dwutlenku węgla i innych gazów i nie miało to jeszcze tak znaczącego wpływu na cały system klimatyczny (atmosfera – oceany – lądolody – lądy – biosfera). Dopiero po 1950 r. zaczęliśmy naprawdę znacząco oddziaływać na ziemską atmosferę.

Obok emisji ogromnej liczby związków chemicznych, najczęściej toksycznych oraz gazów cieplarnianych (głównie dwutlenku węgla) pochodzących z ciężkiego przemysłu zaczęto stosować je coraz bardziej na masową skalę tak samo w rolnictwie (głównie podtlenek azotu, metan), w transporcie (głównie metan, podtlenek azotu) oraz w energetyce (głównie dwutlenek węgla, metan). Co ciekawe ma też wpływ na ubytek ozonu w stratosferze (A.R. Ravishankara, 2009).

W dobie rosnącej konsumpcji również urbanizacja miała i ma swój znaczący wpływ na emisje gazów cieplarnianych (głównie dwutlenek węgla), choć jeszcze o tym przed 20 laty nikomu by nie przyszło do głowy, że urządzenia domowe mogą tak samo przyczyniać się do ocieplania świata. Właśnie od lat 60 do co najmniej 90 używano jeszcze freonów w lodówkach, w chłodziarkach, w aerozolach kosmetycznych, które nie tylko przyczyniały się do podnoszenia temperatury globalnej, ale i również oddziaływały i nadal jeszcze oddziałują ujemnie na warstwę ozonową. W tym drugim przypadku również szkodliwy wpływ mają halony.

Tak więc, rosnący nadmiar gazów cieplarnianych w atmosferze wraz z emisją sztucznych gazów cieplarnianych jak freony stał się główną przyczyną powstania ogromnego zaburzenia w systemie klimatycznym Ziemi. Dziś już wiemy, że największą przyczyną tego jest spalanie paliw kopalnych, a więc węgla kamiennego i brunatnego, ropy naftowej oraz gazu ziemnego.

Na domiar złego wydobywa się jeszcze dzisiaj złoża wątpliwej jakości i na dodatek jeszcze bardziej szkodliwe dla zdrowia jak piaski roponośne, bituminy czy gaz łupkowy. Bo tak naprawdę złoża starych paliw kopalnych są już prawie na wyczerpaniu. A przecież jeszcze mamy niepokojące zjawisko coraz większego wylesiania i osuszania obszarów bagiennych, co przyczynia się z kolei do uwalniania z gleb uwięzionego dwutlenku węgla i metanu.

Tak więc, mamy dziś niestety atmosferę coraz bardziej zaśmieconą zarówno nadmiarem normalnych gazów cieplarnianych, jak i wprowadzeniem sztucznych gazów. A na dodatek wpływamy coraz bardziej drastycznie na oceany. Ocieplając, zakwaszając i odtleniając je.

https://pl.wikipedia.org/wiki/Gaz_cieplarniany

http://naukaoklimacie.pl/fakty-i-mity/mit-nadchodzi-globalne-ochlodzenie-77?t=2

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *