Aké plyny spôsobujú prehriatie atmosféry?

Plyny, ktoré spôsobujú prehriatie atmosféry, sú plyny, ktoré absorbujú a vyžarujú infračervené žiarenie. Podobne aj plyny, ktoré poškodzujú ozónovú vrstvu, prispievajú k prehriatiu, pretože uľahčujú väčšiu penetráciu ultrafialového žiarenia.

Globálne otepľovanie je zvýšenie priemernej teploty v biosfére Zeme, ktorá sa vyskytuje v dôsledku skleníkového efektu. Tento účinok je prírodný fenomén, ktorý spočíva v blokovaní východu suchozemského tepla (infračerveného žiarenia) smerom k vesmíru.

Plyny, ktoré produkujú prehriatie. Zdroj: voľná kravata [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)]

Túto blokádu uplatňuje jeden z plynov, ktoré prirodzene tvoria zemskú atmosféru, ako sú vodná pary a CO2. Toto je jav, ktorý sa vyskytuje prirodzene a umožňuje planéte mať biologicky primeranú teplotu.

[TOC]

Ako plyny zahrievajú zem?

Základným zdrojom energie, ktorý zahrieva Zem, je slnečné žiarenie, najmä ultrafialové žiarenie. Čiastočne je filtrovaný ozónovou vrstvou (O3) v stratosfére.

Ultrafialové žiarenie (krátka vlny), ktoré dokáže preniknúť do zemského povrchu a jeho teplo sa emituje smerom k vesmíru ako infračervené žiarenie (dlhá vlna). Na tento proces však existuje ľudský vplyv v dôsledku umelých emisií skleníkových plynov.

Tieto plyny absorbujú a emitujú teplo alebo zničia ozón, ktorý reguluje vstup ultrafialového žiarenia. Plyny, ktoré prispievajú k skleníkovému efektu, či už prirodzene alebo antropickým vplyvom, sa nazývajú skleníkové plyny (GHG).

Globálne osobitná pozornosť na globálne otepľovanie a ničenie ozónovej vrstvy. Protokol Montreal na látkach, ktoré vyčerpávajú ozónovú vrstvu, je medzinárodná zmluva, ktorá nadobudla účinnosť v roku 1989 a reguluje použitie týchto plynov.

Tento protokol bol ratifikovaný 65 krajinami s dodatkom Kigali od 1. januára 2019. Protokol Kyoto sa týka toho, čo sa týka globálneho otepľovania.

V kjótskom protokole sa uvažuje šesť skleníkových plynov, ktoré sú oxidom uhličitým, metánom, oxidom dusným, hydrofluórným uhľom, parfumovaným uhľovodíkom a hexafluórou sulfur.

Vyhodnotenie plynu, ktorý vytvára prehriatie, sa považuje za jeho životnosť a jeho globálny potenciál vykurovania (GWP). GWP porovnáva množstvo tepla zachyteného plynom s teplom zachyteným CO2, ktorého GWP je štandardizovaný na 1.

Môže vám slúžiť: Fyzikálne príspevky

Hlavné plyny spôsobujú prehrievanie atmosféry

Vodná para

Vodná para je prírodnou a životne dôležitou súčasťou zemskej atmosféry a veľmi dôležitou úlohou v skleníkovom efekte kvôli svojej schopnosti absorbovať teplo. Voda v kvapalnom a tuhom stave odráža slnečnú energiu a ochladzuje zem.

Oxid uhličitý (CO2)

Oxid uhličitý je hlavným skleníkom, ktorý je zodpovedný za viac ako 80% zvýšenia tohto javu. Úrovne CO2 sa alarmujúco zvýšili v dôsledku priemyselnej a dopravnej činnosti.

Podľa niektorých odhadov dosiahla pred priemyselnou revolúciou koncentráciu atmosféry CO2 asi 280 ppm (časti na milión) av roku 1998 dosiahla 365 ppm. To predstavuje mieru zvýšenia 1,5 ppm za rok a 31 % nárast v porovnaní so 1750 úrovňami.

Koncentrácia CO2. Zdroj: Hannes Grobe 21:17, 5. novembra 2006 (UTC) [CC BY-SA 2.5 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/2.5)]

Keď je určené izotopové zloženie súčasného atmosférického CO2, ukázalo sa, že zvýšenie pochádza z horiacich fosílnych palív a odlesňovania. CO2 pôsobí absorbujúce a emitujúce infračervené žiarenie a má životnosť 5 až 200 rokov.

Metán (CH4)

Metán je druhý skleníkový plyn, ktorý prispieva asi 17 % zahrievania, absorpciou tepla a ožarovaním. Aj keď sa veľká časť tohto plynu vyskytuje prirodzene zásadne v močiaroch, existuje dôležitý ľudský príspevok (asi 50%).

Koncentrácia metánu. Zdroj: metán-global-eege-2006.JPG: NOAADERIVATÍVNE PRÁCE: ORTISA [verejná doména]

Približne 60% metánu, ktorý v súčasnosti existuje v atmosfére, je produktom ľudských aktivít (antropické). Medzi hlavné antropické zdroje patria hospodárske zvieratá prežúvavcov, pestovanie ryže, vykorisťovanie fosílnych palív a spaľovanie biomasy.

Odhadované úrovne tohto plynu pred priemyselnou érom sú 700 ppb (časti na miliardu) a do roku 1998 dosiahli 1.745 ppb, čo predstavuje nárast o 149%. Metán však predstavuje životnosť v nízkej atmosfére a dosahuje iba 12 rokov.

Oxidy dusíka (NOx)

NOx, najmä oxid dusný, prispieva k deštrukcii stratosférického ozónu zvýšením množstva ultrafialového žiarenia, ktoré preniká do Zeme. Tieto plyny pochádzajú z priemyselnej produkcie kyseliny dusičnej, kyseliny adipovej a používania hnojív.

Oxid dusný (N2O) mal atmosférickú koncentráciu 270 ppb pred priemyselnou érom, aby neskôr dosiahol 314 ppb v roku 1998. To predstavuje nárast o 16% vo svojej koncentrácii a má užitočnú životnosť 114 rokov, vďaka čomu je veľmi problematický.

Môže vám slúžiť: archeológia

Hydrofluórokarbóny (HFC)

Sú to plyny používané v rôznych priemyselných aplikáciách, ktoré nahrádzajú CFC obmedzenú Montrealovou dohodou. HFC však rovnako ovplyvňujú ozónovú vrstvu a majú vysokú aktívnu stálosť v atmosfére (do 260 rokov).

Tieto plyny neexistovali v atmosfére, zaviedla ľudská bytosť a v prípade HFC-23 dosiahne koncentráciu 14 ppt (časti na bilión).

Perflinovaný uhľovodík (PFC)

PFC sa vyskytujú v spaľovacích zariadeniach pre proces hliníkovej fúzie. Rovnako ako HFC majú v atmosfére vysokú stálosť a ovplyvňujú integritu stratosférickej ozónovej vrstvy.

Sulfur Hexafluoruro (SF6)

Toto je ďalší plyn, ktorého účinok prehriatia prechádza zničením ozónovej vrstvy. Používa sa vo vysokonapäťových zariadeniach a pri výrobe horčíka a má vysokú stálosť v atmosfére.

Chlorofluórokarbonados (CFC)

CFC je silný skleníkový plyn, ktorý poškodzuje stratosférický ozón a je regulovaný v rámci protokolu Montrealu.  V niektorých krajinách sa však stále používa, tak je to prípad Číny.

Poškodenie ozónovej vrstvy je spôsobené atómami chlóru, ktoré sa disociujú, keď sú zbitý ultrafialovým žiarením.

Hlavné chlorofluórokarbonos sú CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-13, CFC-114 a CFC-115. Tieto plyny neexistovali v atmosfére, ale do roku 1998 už CFC-11 dosiahol 268 PPT, so životnosťou 45 rokov.

Metylcloroform alebo tricyclean (CH3CCL3)

Je to konkrétny typ CFC, ktorý sa používa ako čistenie rozpúšťadla a kovu. Pri rozkladaní emituje chloridové plyny, ktorých atómy chlóru prispievajú k deštrukcii ozónovej vrstvy.

Trooposférický ozón (O3)

Troposférický O3 je ozón, ktorý sa tvorí na úrovni zeme, medzi povrchom a výškou 18 km. Aj keď stratosférický ozón pomáha znižovať globálne prehrievanie znížením ultrafialového žiarenia, troposférické žiarenie vytvára zahrievanie.

Smog v Harbin (Čína). Zdroj: Fredrik Rubenson [CC BY-SA 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/2.0)]

Navrhlo sa, že účinok troposférického ozónu je protichodný. Na jednej strane vytvára povrchové zahrievanie Zeme, ale zároveň eliminuje iné skleníkové plyny.

Môže vám slúžiť: najdôležitejší aspekt malej vedy, veľkej vedy a technofienky

V každom prípade je O3 toxický plyn, ktorý okrem zhoršovania rôznych materiálov spôsobuje poškodenie pľúc.

Chlorodifluórmetán (HCFC-22)

Toto je tzv. R-22, bezfarebný plyn a donedávna najpoužívanejšie v chladiacich zariadeniach. Dnes je však vo väčšine sveta zakázaný pre jeho negatívny vplyv na ozónovú vrstvu.

Chlorid uhlíka alebo tetrachlorid uhlíka (CCL4)

Je organizovaný dnes v mnohých častiach zakázaný pre svoju toxicitu, ale ktorá sa široko používa ako chladivo, hasenie, odmasťovacia a pesticídová činnosť. Keď sa táto zlúčenina degraduje, vytvára odvodené látky, ktoré ovplyvňujú ozónovú vrstvu.

Tetrafluórmetán alebo perfluórmetán (CF4)

Je to plyn známy ako R-14 a používa sa ako chladivo, ale má vysokú kapacitu na absorpciu a emisiu ultrafialovej energie. Máte životný čas v atmosfére viac ako 50.000 rokov a 6 6 globálnych otepľovacích potenciálov.500.

Podľa Guiness World Records je tetrafluórmetán najtrvalejším skleníkovým plynom, hoci jeho nízky podiel v atmosfére obmedzuje jeho účinok.

Hexafluoroetan (C2F6)

Používa sa v chladivách a pri výrobe hliníka, pretože vďaka vysokej energii jeho väzieb na uhlíkové fluster je veľmi stabilný. To priraďuje dlhú trvanlivosť, najmenej 500 rokov.

Podobne má vysoký infračervený absorpčný potenciál ožarovania, je problém pre globálnu teplotu. Hexafluoroetan je súčasťou zoznamu skleníkových plynov medzivládnej skupiny odborníkov na zmenu podnebia (IPCC).

Sulfur Hexafluoruro (SF6)

Je to ne -toxický plyn, päťkrát ťažší ako vzduch, so 176 (20 GWP index (20.000 krát viac ako CO2). Na druhej strane má užitočnú životnosť 3.200 rokov, hoci preto, že je také husté, že sa nevznikne do vysokých vrstiev atmosféry.

Bibliografické referencie

1. Bolin, B. a doos, b.R. Skleníkový efekt.
2. Rytier, m., Lozano, s. a Ortega, b. (2007). Skleníkový efekt, globálne otepľovanie a zmena podnebia: perspektíva Zeme vied. Univerzitný digitálny časopis.
3. Elsom, D.M. (1992). Znečistenie atmosféry: globálny problém.
4. IPCC (2001). Správa o treťom hodnotení zmena podnebia 2001: Vedecký základ.
5. IPCC (2018). Globálne otepľovanie 1.5 ° C.
6. Mitchell, J.F.B., Johns, T.C., Gregory, J.M. a Tett, s.F.B. (Devätnásť deväťdesiatpäť). Reakcia podnebia na zvýšenie úrovne skleníkových plynov a aerosólov sulfátov. Povaha.
7. Myhre, g., Highwood, e.J., Lesk, k.P. a Stordal, f. (1998). Nové odhady radiačného vynútenia v dôsledku dobre zmiešaného skleníkového plynu. Geofyzikálne výskumné listy.
8. Rodhe, h. (1990). V porovnaní s prínosom plynov Varyus k skleníkovému efektu. Veda.
9. Schneider, s.H. (1989). Greenhouse Effect: Veda a politika. Veda.