Что такое парниковые газы определение

Парниковый эффект: для чего он нужен и как влияет на изменение климата

Что такое парниковый эффект?

Парниковый эффект — это естественное явление, которое повышает температуру на нашей планете для комфортного существования.

Как он возникает? На нашу планету поступает солнечная радиация, которая нагревает поверхность. Излучение от солнца коротковолновое, поэтому парниковые газы, которые находятся вокруг Земли, свободно пропускают его. Какую-то незначительную часть солнечного света могут отразить обратно аэрозоли, которые находятся вместе с парниковыми газами в атмосфере Земли.

В свою очередь, когда планета нагревается, она отдает тепловую радиацию — инфракрасное излучение (длинные волны). Но так как излучение длинноволновое, то парниковые газы не дают полностью ему улететь в космос. Частично тепловому излучению все же удается обойти парниковые газы, но значительная доля отражается обратно, что и повышает температуру на Земле.

Первым, кто описал парниковый эффект, стал французский ученый Жан-Батист Жозеф Фурье в 1824 году, его же называют автором термина.

Какие на Земле есть основные парниковые газы

Углекислый газ (CO₂) — считается важнейшим парниковым газом антропогенного происхождения. Углекислый газ возникает и естественным путем при круговороте углерода, но именно человек увеличил его концентрацию в атмосфере на 47% с момента индустриальной революции. [1]

Закись азота (N₂O) образуется при сжигании твердых отходов и ископаемого топлива. Значительная часть N₂O идет от сельского хозяйства.

Синтетические химические вещества, например, гидрофторуглероды, галогенированные углеводороды, гексафторид серы и другие синтетические газы. Основной источник — это химическая промышленность.

Озон (O₃) — естественным образом встречается в стратосфере и тропосфере Земли и не вызывает значительного парникового эффекта. [2]

Водяной пар — по объему занимает первое место среди всех парниковых газов, однако прямые выбросы водяного пара влияют на парниковый эффект наименьшим образом. [3]

Самый сильный парниковый эффект в Солнечной системе существует на Венере. Атмосфера планеты практически полностью состоит из углекислого газа, поэтому температура на поверхности Венеры достигает 475℃.

Причины парникового эффекта

Земля постоянно получает и отдает энергию. По закону сохранения энергии все это должно пребывать в радиационном балансе. Но человек своими действиями вывел систему из баланса. Когда объем парниковых газов увеличивается, они все чаще и чаще не позволяют теплу покинуть атмосферу Земли. Получается, что даже то инфракрасное излучение, которое когда-то улетало в космос, теперь частично остается с нами — глобальная температура повышается.

Ученые пришли к выводу, что средняя температура на Земле выросла на 1,1℃ с конца XIX века. [5] Разница всего в 4℃ ранее приводила к ледниковым эпохам, поэтому эта цифра не такая уж и маленькая. Сложился научный консенсус, что в резком росте парниковых газов в атмосфере виновата хозяйственная деятельность человека. [6]

Что усиливает парниковый эффект:

Наибольший парниковый эффект вызывает сжигание топлива, его добыча и транспортировка, производство сырья (цемент, сталь и другие металлы), пищевая промышленность, захоронение и сжигание отходов. На них приходится примерно 70% всех глобальных антропогенных выбросов. [7]

Ученые вывели потенциал глобального потепления, который позволяет сравнить климатические эффекты парниковых газов за различные периоды времени. Например, 1 кг метана поглощает тепловое излучение в 84 раза лучше, чем 1 кг CO₂, если брать 20-летний период. [8]

У газов разное время жизни, например, у метана оно составляет около 12 лет, у N₂O — 114 лет. [9] Часть антропогенных выбросов углекислого газа удаляются из атмосферы в течении нескольких десятилетий, но значительная часть остается в атмосфере вплоть до нескольких тысячелетий.

Последствия парникового эффекта

Изменение температуры прямо пропорционально радиационному воздействию. Ученые уже подсчитали, что если количество CO₂ удвоится, это вызовет потепление от 1,5°C до 4,5°C — это так называемая чувствительность климата. Уже сейчас концентрация углекислого газа в 1,5 раза выше доиндустриального уровня. [10]

Некоммерческий исследовательский центр Oxford Economics опубликовал исследование о влиянии глобального потепления на экономику. Ученые взяли за основу показатель оптимальной температуры, при которой люди работают максимально производительно, а сельскохозяйственные культуры дают наибольший урожай. Эксперты определили этот показатель в 15°C. Государства, в которых среднегодовая температура ниже этого значения, могут получить небольшие преимущества от потепления. Страны с более жарким климатом, наоборот, понесут ущерб.

В ходе исследования специалисты из Oxford Economics проанализировали данные о положении в 203 развитых и развивающихся странах и спрогнозировали падение мирового ВВП на 20% к 2100 году. Такой вывод основан на предположении, что средняя температура продолжит расти с такой же скоростью, что и сейчас (примерно на 0,2°C в десятилетие). Выводы специалистов из Oxford Economics подтверждают результаты более раннего исследования, которое в 2015 году опубликовали ученые из Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Беркли.

По мнению экспертов из Oxford Economics, больше всего пострадает экономика Индии: ВВП на душу населения в стране упадет на 90% к 2100 году, если выбросы парниковых газов в атмосферу не снизятся. Специалисты также предположили, каким мог бы быть этот показатель в разных странах, если бы средняя температура была на 1,1°C ниже. Согласно прогнозу, он был бы значительно выше. Например, ВВП на душу населения в Нигерии мог бы быть на 35% больше, чем сейчас.

Пути решения

Существует множество путей решения проблемы, которые можно условно разделить на фантастические и реальные.

К фантастическим относится предложение распылить частички серебра в стратосфере, чтобы те отражали как можно больше солнечного света. Так Солнце не будет нагревать нашу планету, а та в свою очередь меньше будет отдавать тепла. По этой же причине некоторые ученые предлагают искусственно вызывать облака, так как они способны отражать солнечный свет, поступающий на Землю. [11]

Что можно реально делать уже сейчас, чтобы парниковый эффект не навредил нам в будущем:

Источник

Парниковые газы: определение, виды, опасное влияние на экологию

Что такое парниковые газы

Парниковые газы – это собирательное название целого ряда газов, способных задерживать тепловое излучение планеты. В видимом диапазоне они остаются прозрачными, поглощая при этом инфракрасный спектр. У парниковых газов нет какой-то определенной формулы. Их процентное соотношение может постоянно изменяться. Итак, какие газы относят к парниковым?

Водяной пар

Водяной пар самый большой по содержанию в атмосфере парниковый газ, ученые утверждают, что 72 процента парникового эффекта обеспечивается водяными парами.

При этом имеется в виду не сам пар, а положительная обратная связь его и углекислого газа. Дело в том, что воздействие углекислого газа удваивается, в результате температура повышается, увеличивается испарение воды. Это приводит к образованию большего количества облаков и как следствие, к задержке проникновения солнечных лучей на планету. При этом, водяные пары имеют и наибольший положительный эффект, играя роль стабилизатора температур.

В городе Инсалах, который находится в стране Алжир, перепад температур летом составляет 55 градусов. Эффект вызван малым количеством водяных паров над городом.

Поэтому сам по себе водяной пар не опасен, хотя и превышает парниковый эффект CO2. При измерении радиационных потоков, доля пара составляет 75 Вт/м2, тогда как углекислый газ 32 Вт/м2. Но пар увеличивает чувствительность атмосферы к углекислому газу, а значит и к антропогенной деятельности.

Углекислый газ

Углекислый газ в разных местах атмосферы составляет от 9 до 26 процентов общего количества газов, образующих парниковый эффект. Это наиболее опасный из всех парниковых газов. Сам по себе СО2 не так опасен, но именно он является катализатором, ускоряющим катастрофу.

В огромных количествах газ попадает в атмосферу исключительно из-за деятельности человека. В обмене углерода газ связывается растениями, которые затем поедаются животными, элемент идет вверх по пищевой цепочке, пока верхнее животное или человек не умирает, попадая в землю вместе с накопленным за всю жизнь количеством углерода. В земле в результате тысячелетних процессов углерод из костей превращается в совершенно новое образование: нефть и керосин.

В настоящее время все огромные запасы, которые почва собирала в себя в течение миллионов лет, выбрасываются в атмосферу за несколько десятилетий. Это нарушает сложившийся баланс : углерод просто не успевает вернуться в цикл обмена и накапливается в атмосфере.

Существует ошибочное мнение, что потепление, это естественный процесс, предназначенный для связывания углерода. Вода способна растворять углекислый газ, который потом выпадет в осадок в виде известняков. А количество воды увеличивается с потеплением климата, за счет таяния ледников и ледяных шапок. Но в учет не берется таяние вечной мерзлоты, в которой содержится много органического вещества — старые листья, корни растений, которые росли там 1000 лет назад. При глобальном потеплении вечная мерзлота начинает таять, а ее содержимое гниет, выделяя при этом диоксид углерода.

Метан

Озон по школьной привычке все считают полезным. Но каждый газ полезен на своем месте. Есть два типа озона: содержащийся в озоновом слое и тропосферный озон. Первый защищает землю от ультрафиолетового излучения, тогда как последний угнетает растения, ухудшая их способность к фотосинтезу. В результате возрастает количество углекислого газа в атмосфере. Влияние газа оценивается в 25 процентов от влияния СО2, но при этом озон увеличивает действие самого углекислого газа в два раза. Многие ученые отмечают, что именно из-за повышенных концентраций озона в прошлом, земля потеряла способность к поглощению углекислоты. Тропосферный озон образуется в результате химической реакции оксидов азота, угарного газа и органических соединений. Катализаторами выступают кислород и солнечный свет.

На практике сочетание этих веществ стало возможным из-за развития транспорта и выбросов продуктов горения угля в атмосферу. Распределение газа по земному шару крайне неравномерно, из-за условий образования. Наибольшее количество скапливается в жарких странах и жаркую погоду. Увеличение озона не критично, но снижение уровня озона даст возможность частично нивелировать воздействие углекислого газа.

Согласно исследованиям, если опустить уровень озона до пределов нормы, можно сгладить воздействие углекислого газа на ближайшие 20 лет.

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

Оксид азота это пятый по значимости парниковый газ. Он в 298 раз активнее углекислого газа, вклад в глобальное потепление оценивается как 6 процентов общего воздействия парниковых газов. Оксиды азота образуются в результате производства удобрений, необходимых для повышения плодородности почвы.

Человечество неспособно отказаться от такого вида удобрений, но они нарушают круговорот азота в природе. Единственные культуры, которые могут связать азот, находящийся в атмосфере, это бобовые и соя. Только они способны заключить атмосферный азот в своих корнях, для дальнейшей переработки.К сожалению, посадка этих культур в разы меньше использования азота для удобрений. Именно избытку этого газа человечество обязано кислотными дождями.

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.

Откуда они взялись?

Парниковые газы, находясь в атмосферах планет, способствуют возникновению некоторого опасного эффекта. Он назван соответственно – парниковым. С одной стороны, без этого явления наша планета никогда не смогла бы согреться настолько, чтобы на ней зародилась жизнь. С другой – всё хорошо в меру и до определённого момента. Поэтому речь пойдёт о проблемах цивилизации, связанных с явлением парниковых газов, которое, сыграв свою положительную роль, со временем поменяло своё качество и стало темой для дискуссий, исследований и всеобщей тревоги.

Много миллионов лет назад Солнце, нагревая Землю, постепенно превратило её саму в источник энергии. Частично её тепло уходило в космическое пространство. Кроме того, оно отражалось газами в атмосфере и согревало слои воздуха, приближённые к земле. Такому процессу, схожему с сохранением тепла под прозрачной плёнкой в теплицах, учёные дали название «парниковый эффект». А газы, которые его провоцируют, они назвали также просто. Их наименование – «парниковые газы».

На заре установления климата Земли возникновению данного эффекта способствовала активная деятельность вулканов. Выбросы в виде водяного пара и углекислого газа в огромном количестве задерживались в атмосфере. Получался гиперпарниковый эффект, подогревавший Мировой океан практически до точки кипения. И только с появлением зелёной биосферы, поглощающей углекислый газ атмосферы, температурный режим планеты постепенно нормализовался.

Однако всеобщая индустриализация, постоянный рост производственных мощностей поменяли не только химический состав парниковых газов, но и суть этого явления.

Праздничные вегетарианские блюда к 8 Марта

Опасный потенциал

Водяной пар относят к естественным газам, однако его участие в образовании парникового эффекта достаточно велико. Его нельзя недооценивать.

Углекислый газ рассматривают как один главных факторов, влияющих на климат планеты. Его доля в атмосфере составляет около 64%, и ровно настолько велика его роль в глобальном потеплении. Основные источники его выброса в атмосферу таковы:

Метан не распадается в атмосфере на протяжении 10 лет и представляет собой серьёзную угрозу климату Земли. Его парниковый эффект в 28 раз превышает возможности углекислого газа, а в перспективе 20-ти лет, если не прекратить его эмиссию, это превосходство дойдёт до 84-х. Главные его источники носят антропогенный характер. Это:

Фреоны представляют собой особую опасность для экологии. В основном их используют в аэрозолях и холодильных установках.

Закись азота – парниковый газ, который находится на одном из ведущих мест по количеству в атмосфере и влиянию на глобальное потепление. Источники его происхождения и применения:

Озон, вернее та его часть, которую относят к вредным газам, создающим парниковый эффект, находится в нижних слоях тропосферы. Увеличиваясь вблизи земли, его количество может наносить вред зелёным насаждениям, повреждая их листья и уменьшая способность к фотосинтезу. В основном он образуется в результате реакции взаимодействия окисей углерода, оксидов азота с парами воды, солнечным светом и летучими органическими соединениями в присутствии кислорода. Основные источники этих веществ в атмосфере – выбросы парниковых газов промышленными объектами, транспортными средствами и химические растворители.

Перфторуглероды – результат производства алюминия, растворителей и электроники. Они используются в диэлектриках, носителях тепла, хладагентах, смазочных маслах и даже в качестве искусственной крови. Их можно получить только путём химического синтеза. Как большинство фторсодержащих газов, они опасны для окружающей среды. Их парниковый потенциал оценивают в сотни раз выше, чем у углекислого газа.

Гексафторид серы – также один из тех парниковых газов, какие указаны в Киотском протоколе как потенциально опасные. Он применяется в сфере пожаротушения, в электронной и металлургической промышленности в качестве технологической среды, известна его роль как хладагента и т.д. Его выбросы надолго остаются в атмосфере и активно накапливают инфракрасные излучения.

Противодействие парниковому эффекту

Существует несколько направлений, в которых ведется работа над методами сдерживания данного процесса. Среди основных мер выделяется применение инструментов регуляции взаимодействия накопителей и поглотителей парниковых газов. В частности, природоохранные соглашения на местном уровне способствуют активному развитию лесных хозяйств. Здесь же стоит отметить мероприятия по лесовозобновлению, которые уже в будущем позволят минимизировать парниковый эффект.

Газ, выбрасываемый в атмосферу от производств, также поддается сокращению во многих отраслях. Для этого вводятся мероприятия по ограничению выбросов на транспорте, в производственных сферах, на электростанциях и т. д. С этой целью разрабатываются альтернативные методы переработки топлива и системы газовыведения. Например, в последнее время активно внедряется система рекуперации, благодаря которой предприятия оптимизируют процессы удаления своих отходов.

Источник

Парниковые газы. Справка

Парниковые газы – газообразные составляющие атмосферы природного, или антропогенного происхождения, которые поглощают и переизлучают инфракрасное излучение.

Водяной пар – самый распространенный парниковый газ – исключен из данного рассмотрения, так как нет данных о росте его концентрации в атмосфере (то есть связанная с ним опасность не просматривается).

Диоксид карбона (углекислый газ) (СО2) – важнейший источник климатических изменений, на долю которого приходится, по оценкам, около 64% глобального потепления.

Основными источниками выброса углекислого газа в атмосферу являются производство, транспортировка, переработка и потребление ископаемого топлива (86%), сведение тропических лесов и другое сжигание биомассы (12%), и остальные источники (2%), например, производство цемента и окисление моноксида углерода. После выделения молекула двуокиси углерода совершает цикл через атмосферу и биоту и окончательно поглощается океаническими процессами или путем длительного накопления в наземных биологических хранилищах (т.е. поглощается растениями). Количество времени, при котором примерно 63% газа выводится из атмосферы, называется эффективным периодом пребывания. Оцениваемый эффективный период пребывания для углекислого газа колеблется в пределах от 50 до 200 лет.
Метан (СН4) имеет как природное, так и антропогенное происхождение. В последнем случае он образуется в результате производства топлива, пищеварительной ферментации (например, у скота), рисоводства, сведения лесов (главным образом, вследствие горения биомассы и распада избыточной органической субстанции). На долю метана приходится, по оценкам, примерно 20 % глобального потепления. Выбросы метана представляют собой значительной источник парниковых газов.

Закись азота (N2O) – третий по значимости парниковый газ Киотского протокола. Выделяется при производстве и применении минеральных удобрений, в химической промышленности, в сельском хозяйстве и т.п. На него приходится около 6 % глобального потепления.

Перфторуглероды – ПФУ (Perfluorocarbons – PFCs).Углеводородные соединения, в которых фтор частично замещает углерод. Основными источниками эмиссии этих газов являются производство алюминия, электроники и растворителей. При алюминиевой плавке выбросы ПФУ возникают в электрической дуге или при так называемых «анодных эффектах».

Гидрофторуглероды (ГФУ) – углеводородные соединения, в которых галогены частично замещают водород. Газы, созданные для замены озоноразрушающих веществ, имеют исключительно высокие ПГП (140 11700).

Гексафторид серы (SF6) – парниковый газ, использующийся в качестве электроизоляционного материала в электроэнергетике. Выбросы происходят при его производстве и использовании. Чрезвычайно долго сохраняется в атмосфере и является активным поглотителем инфракрасного излучения. Поэтому это соединение, даже при относительно небольших выбросах, обладает потенциальной возможностью влиять на климат в течение продолжительного времени в будущем.

Парниковый эффект от разных газов можно привести к общему знаменателю, выражающему то, насколько 1 тонна того или иного газа дает больший эффект, чем 1 тонна CO2. Для метана переводной коэффициент равен 21, для закиси азота 310, а для некоторых фторсодержащих газов несколько тысяч.

Рекомендованные направления политики и меры по сокращению выбросов парниковых газов, определенные в Киотском протоколе, включают в себя:

1. Повышение эффективности использования энергии в соответствующих секторах национальной экономики;
2. Охрана и повышение качества поглотителей и накопителей парниковых газов с учетом своих обязательств по соответствующим международным природоохранным соглашениям; содействие рациональным методам ведения лесного хозяйства, облесению и лесовозобновлению на устойчивой основе;
3. Поощрение устойчивых форм сельского хозяйства в свете соображений, связанных с изменением климата;
4. Содействие внедрению, проведение исследовательских работ, разработка и более широкое использование новых и возобновляемых видов энергии, технологий поглощения диоксида углерода и инновационных экологически безопасных технологий;
5. Постепенное сокращение или устранение рыночных диспропорций, фискальных стимулов, освобождения от налогов и пошлин, и субсидий, противоречащих цели Конвенции, во всех секторах – источниках выбросов парниковых газов, и применение рыночных инструментов;
6. Поощрение надлежащих реформ в соответствующих секторах в целях содействия осуществлению политики и мер, ограничивающих или сокращающих выбросы парниковых газов;
7. Меры по ограничению и/или сокращению выбросов парниковых газов на транспорте;
Ограничение и/или сокращение выбросов метана путем рекуперации и использования при удалении отходов, а также при производстве, транспортировке и распределении энергии.

Данные положения Протокола носят общий характер и предоставляют Сторонам возможность самостоятельно выбирать и реализовывать тот комплекс политики и мер, который будет в максимальной степени соответствовать национальным обстоятельствам и приоритетам.
Основной источник выбросов парниковых газов в России – энергетический сектор, на который приходится более 1/3 совокупных выбросов. Второе место занимает добыча угля, нефти и газа (16%), третье – промышленность и строительство (около 13%).

Таким образом, наибольший вклад в снижение выбросов парниковых газов в России может внести реализация огромного потенциала энергосбережения. В настоящее время энергоемкость экономики России превышает среднемировой показатель в 2,3 раза, а средний показатель для стран ЕС – в 3,2 раза. Потенциал энергосбережения в России оценивается в 39–47% текущего потребления энергии, и, в основном, он приходится на производство электроэнергии, передачу и распределение тепловой энергии, отрасли промышленности и непроизводительные энергопотери в зданиях.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

Источник

Парниковые газы

Что такое парниковые газы?

Многие химические соединения в атмосфере действуют как парниковые газы. При попадании солнечного света на поверхность земли, часть его излучается обратно в космос в виде инфракрасного излучения. Парниковые газы поглощают это инфракрасное излучение, улавливая его тепло в атмосфере, создавая парниковый эффект. Парниковый эффект приводит к глобальному потеплению и изменению климата.

На протяжении тысячелетий мировое предложение парниковых газов было по существу стабильным. Природные процессы удаляли из атмосферы столько углерода, сколько высвобождали.

Парниковые газы имеют разные химические свойства и удаляются из атмосферы с течением времени различными процессами.

Например, углекислый газ поглощается так называемыми поглотителями углерода, такими как растения, почва и океан.

Фторированные газы разрушаются только солнечным светом в дальних верхних слоях атмосферы.

Влияние парникового газа на глобальное потепление зависит от трех ключевых факторов.

Что такое выбросы парниковых газов?

С начала промышленной революции и появления паровых двигателей, работающих на угле, деятельность человека привела к увеличению объема парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу.

Парниковые газы мож но разделить на два разных типа : выбросы парниковых газов и выбросы парниковых газов с обратной связью.

Пять основных парниковых газов

Наиболее важные газы, вызывающие глобальное потепление за счет парникового эффекта, следующие:

Двуокись углерода

На долю двуокиси углерода (CO₂) приходится около 76 процентов глобальных антропогенных выбросов.

Метан

Подробнее о метане, как о парниковом газе написано здесь.

Закись азота

Закись азота (N₂O) также сильный парниковый газ: его потенциал глобального потепления в 300 раз больше, чем у углекислого газа в 100-летнем масштабе. Он остается в атмосфере в среднем немногим более века. На его долю приходится около 6 процентов антропогенных выбросов парниковых газов во всем мире.

Фторированные газы

Фторированные газы являются антропогенными.

Хотя фторированные газы выбрасываются в меньших количествах, чем другие парниковые газы (на них приходится всего 2 процента антропогенных выбросов парниковых газов в мире), они улавливают значительно больше тепла. Потенциал глобального потепления для этих газов может составлять от тысяч до десятков тысяч. Фторированные газы имеют длительный срок распада в атмосфере, в некоторых случаях длящийся десятки тысяч лет.

Водяной пар

Отличается от других парниковых газов тем, что изменения его концентрации в атмосфере напрямую связаны не с деятельностью человека, а с потеплением, которое является результатом воздействия других парниковых газов, которые как и раз и выделяются от деятельности человека. Более теплый воздух содержит больше воды. А поскольку водяной пар является парниковым газом, больше воды поглощает больше тепла, вызывая еще большее потепление.

Из пяти парниковых газов три вызывают наибольшую озабоченность, поскольку они тесно связаны с деятельностью человека:

Откуда берутся парниковые газы?

Производство электроэнергии и тепла

Сжигание угля, нефти и природного газа для производства электроэнергии и тепла составляет четверть мировых антропогенных выбросов парниковых газов.

Применение технологий умных электрических сетей может потенциально снизить выбросы CO₂.

Электрическая сеть состоит из трех основных секторов: генерации, передачи и распределения, а также потребления.

Выбросы парниковых газов (объем) при нераспределенном сжигании топлива (7,8%)

Связанные с энергией выбросы от производства энергии из других видов топлива, включая электричество и тепло из биомассы; локальные источники тепла; комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ); атомная промышленность; и гидроаккумулятор.

Изменения в сельском хозяйстве и землепользовании

Деревья, растения и почва поглощают углекислый газ из воздуха. Растения и деревья делают это посредством фотосинтеза (процесса, посредством которого они превращают углекислый газ в глюкозу). В почве обитают микробы, с которыми связывается углерод.

Выбросы парниковых газов (объем):

при использовании энергии в сельском хозяйстве и рыболовстве (1,7%): выбросы, связанные с энергетикой, в результате использования техники в сельском хозяйстве и рыболовстве, например, топлива для сельскохозяйственных машин и рыболовных судов.

пастбища (0,1%): когда пастбища деградируют, эти почвы могут терять углерод, превращаясь в процессе в двуокись углерода. И наоборот, при восстановлении пастбищ (например, из пахотных земель) углерод может быть изолирован. Таким образом, выбросы здесь относятся к чистому балансу этих потерь и доходов углерода от биомассы пастбищ и почв.

пахотные земли (1,4%): в зависимости от методов управления, используемых на пахотных землях, углерод может теряться или связываться с почвами и биомассой. Это влияет на баланс выбросов двуокиси углерода: CO ₂ может выделяться при деградации пахотных земель; или изолированы, когда они восстанавливаются. Чистое изменение запасов углерода отражается в выбросах диоксида углерода. Это не включает пастбища для домашнего скота.

Земля играет жизненно важную роль в углеродном цикле, поглощая парниковые газы и выбрасывая их в атмосферу. Это означает, что наши земельные ресурсы являются одновременно частью проблемы изменения климата и потенциально частью решения.

Улучшение управления землей, могло бы уменьшить изменение климата, одновременно улучшив устойчивость сельского хозяйства, поддерживая биоразнообразие и повышая продовольственную безопасность.

Перегруженная земля

В настоящее время в мире используются беспрецедентные темпы использования суши и пресной воды для производства продуктов питания и других продуктов для рекордных глобальных уровней населения и уровней потребления.

Например, потребление пищевых калорий на человека во всем мире с 1961 года увеличилось примерно на треть, а потребление мяса и растительных масел в среднем увеличилось более чем вдвое.

Стремление к увеличению сельскохозяйственного производства привело к тому, что около четверти свободной ото льда территории Земли оказались в различных стадиях деградации из-за потери почвы, питательных веществ и растительности.

Одновременно сократилось биоразнообразие во всем мире, в основном из-за обезлесения, расширения пахотных земель и неустойчивой интенсификации землепользования.

Изменение климата усугубляет деградацию земель

Изменение климата уже оказывает серьезное влияние на землю. Температуры над сушей повышаются почти в два раза быстрее, чем средние глобальные температуры.

В связи с этим увеличилась частота и интенсивность экстремальных явлений, таких как волны тепла и паводковые дожди. С 1961 года глобальная площадь засушливых земель увеличилась более чем на 40%.

Дальнейшие климатические изменения, вероятно, будут способствовать деградации почвы, утрате растительности, биоразнообразия и вечной мерзлоты, а также увеличению ущерба от пожаров и деградации прибрежных районов.

Вода станет более дефицитной, а наши продукты питания станут менее стабильными. То, как именно будут развиваться эти риски, будет зависеть от роста населения, моделей потребления, а также от реакции мирового сообщества.

В целом упреждающее и осознанное управление нашими землями (для обеспечения продовольствием, водой и биоразнообразием) будет приобретать все большее значение.

Промышленность

Около одной пятой глобальных антропогенных выбросов приходится на промышленный сектор, который включает производство товаров и сырья (например, цемент и сталь), пищевую промышленность и строительство.

Выбросы парниковых газов в промышленности (объем):

Железо и сталь (7,2%) : выбросы, связанные с энергетикой, от производства чугуна и стали.

Химическая и нефтехимическая промышленность (3,6%): выбросы, связанные с энергетикой, при производстве удобрений, фармацевтических препаратов, хладагентов, добычи нефти и газа и т. д.

Продукты питания и табак (1%): выбросы, связанные с энергетикой, при производстве табачных изделий и пищевой промышленности (переработка сырых сельскохозяйственных продуктов в их конечные продукты, например, переработка пшеницы в хлеб).

Цветные металлы: 0,7%: производство цветных металлов требует энергии, что приводит к выбросам.

Бумага и целлюлоза (0,6%): выбросы, связанные с энергетикой, в результате переработки древесины в бумагу и целлюлозу.

Машины (0,5%): выбросы, связанные с энергетикой, при производстве машин.

Прочие отрасли (10,6%): выбросы, связанные с энергетикой, от производства в других отраслях, включая горнодобывающую промышленность и разработку карьеров, строительство, текстильную промышленность, изделия из дерева и транспортное оборудование (например, производство автомобилей).

Цемент (3%): диоксид углерода образуется как побочный продукт процесса химической конверсии, используемого при производстве клинкера, компонента цемента. В этой реакции известняк (CaCO₃) превращается в известь (CaO) и производит CO₂ в качестве побочного продукта.

Транспорт

На сжигание нефтяного топлива, а именно бензина и дизельного топлива, для питания мировых транспортных систем приходится 14 процентов глобальных выбросов парниковых газов. Диоксид углерода является основным выбрасываемым газом. При сжигании топлива также выделяются небольшие количества метана и закиси азота. Системы кондиционирования воздуха и рефрижераторные транспортные средства также выделяют фторированные газы.

Выбросы парниковых газов от транспорта включает в себя небольшое количество электроэнергии (косвенные выбросы), а также все прямые выбросы от сжигания ископаемого топлива для энерготранспортной деятельности. Эти цифры не включают выбросы от производства автомобилей или другого транспортного оборудования.

Выбросы парниковых газов (объем):

Судоходство (1,7%): выбросы от сжигания бензина или дизельного топлива на лодках. Сюда входят как пассажирские, так и грузовые морские перевозки.

Железнодорожный транспорт (0,4%): выбросы от пассажирских и грузовых железнодорожных перевозок.

Трубопровод (0,3%): топливо и товары (например, нефть, газ, вода или пар) часто необходимо транспортировать (внутри страны или между странами) по трубопроводам. Это требует затрат энергии, что приводит к выбросам. Плохо построенные трубопроводы также могут протекать, что приводит к прямым выбросам метана в атмосферу.

Здания

Действующие здания по всему миру генерируют 6,4% парниковых газов в мире. Эти выбросы, состоящие в основном из углекислого газа и метана, происходят в основном от сжигания природного газа и масла для отопления и приготовления пищи.

Жилые здания (10,9%): выбросы, связанные с энергетикой, от производства электроэнергии для освещения, бытовой техники, приготовления пищи, отопления дома.

Коммерческие здания (6,6%): связанные с энергией выбросы от производства электроэнергии для освещения, бытовой техники и отопления в коммерческих зданиях, таких как офисы, рестораны и магазины.

Другие источники

В эту категорию входят выбросы от деятельности, связанной с энергетикой, за исключением сжигания ископаемого топлива, а также добычи, переработки и транспортировки нефти, газа и угля. В глобальном масштабе на этот сектор приходится 9,6 процента выбросов.

Неорганизованные выбросы парниковых газов от производства энергии (объем): 5,8%

Неорганизованные выбросы от угля (1,9%): неорганизованные выбросы представляют собой случайную утечку метана во время добычи угля.

Выбросы парниковых газов (объем) от жизнедеятельности человека:

Личный транспорт

Выбросы парниковых газов по странам

Согласно Глобальному углеродному проекту, с начала промышленной революции в атмосферу было выброшено более 2 000 миллиардов тонн углекислого газа в результате деятельности человека. На Северную Америку и Европу приходится примерно половина этой суммы. На развивающиеся экономики Китая и Индии приходится еще 14 процентов. За остальное несут более 150 стран.

Потенциал глобального потепления

Две характеристики атмосферных газов определяют силу их парникового эффекта.

Во-первых, это способность поглощать энергию и излучать ее (их «эффективность излучения»).

В таблице ниже представлены значения продолжительности жизни в атмосфере и значения ПГП для основных парниковых газов из Пятого оценочного доклада МГЭИК (ДО5), выпущенного в 2014 году. Эти значения периодически обновляются научным сообществом по мере того, как новые исследования уточняют оценки радиационных свойств и механизмов удаления из атмосферы (поглотителей). для каждого газа.

Потенциал глобального потепления и продолжительность жизни основных парниковых газов в атмосфере

Парниковый газ	Химическая формула	Потенциал глобального потепления, 100-летний временной горизонт	Срок службы в атмосфере (лет)
Углекислый газ	СО2	1	100 *
Метан	CH4	25	12
Оксид азота	N2O	265	121
Хлорфторуглерод-12 (CFC-12)	CCl2F2	10 200	100
Гидрофторуглерод-23 (HFC-23)	CHF3	12 400	222
Гексафторид серы	SF6	23 500	3 200
Трифторид азота	NF3	16 100	500

* Для углекислого газа нельзя указать единого срока службы, потому что он перемещается по земной системе с разными скоростями. Часть углекислого газа будет поглощена очень быстро, а часть останется в атмосфере в течение тысяч лет.

В таблице ниже показаны относительные концентрации этих основных парниковых газов и их источники. Некоторые газы (например, CO₂) образуются как в результате естественных, так и искусственных процессов, в то время как другие (например, гидрофторуглероды) являются только результатом промышленной деятельности человека. CO₂ обычно измеряется в частях на миллион, потому что он в 1000 раз более распространен, чем другие газы, но в таблице для согласованности показан в частях на миллиард.

ПРИМЕЧАНИЯ

Все атмосферные концентрации указаны в частях на миллиард (ppb).

ИСТОЧНИК

Пятый оценочный доклад (Межправительственная группа экспертов по изменению климата МГЭИК, 2014 г.)Парниковый газОсновные источникиДоиндустриальная концентрация (ppb)Концентрация на 2011 год (ppb)

Источники и концентрации основных парниковых газов

Углекислый газСжигание ископаемого топлива; Вырубка леса; Производство цемента278 000390 000МетанПроизводство ископаемого топлива; Сельское хозяйство; Свалки7221 803Оксид азотаВнесение удобрений; Ископаемое топливо и сжигание биомассы; Промышленные процессы271324Хлорфторуглерод-12 (CFC-12)Хладагенты00,527Гидрофторуглерод-23 (HFC-23)Хладагенты00,024Гексафторид серыПередача электроэнергии00,0073Трифторид азотаПроизводство полупроводников00,00086

Последствия парникового эффекта

Глобальное потепление, вызванное антропогенными выбросами парниковых газов, во многом меняет климатические системы Земли:

Эти изменения представляют угрозу не только для растений и дикой природы, но и непосредственно для людей.

Решение парникового эффекта

Другими словами, проблема в людях. Но мы также можем быть и решением. У нас есть возможность ограничить выбросы парниковых газов.

Капитальный ремонт энергетических систем потребует радикальных и агрессивных глобальных действий. Согласно МГЭИК, мы должны снизить загрязнение парниковыми газами на 45 процентов по сравнению с уровнями 2010 года к 2030 году и достичь нулевых чистых выбросов к 2050 году.

Превышение глобального потепления на 1,5 градуса Цельсия (что МГЭИК определила как порог для предотвращения худших последствий изменения климата) будет означать более сильную засуху, экстремальную жару, наводнения и бедность, сокращение численности видов (включая массовое вымирание коралловых рифов в мире), а также обострение нехватки продовольствия и лесных пожаров.

Чтобы сократить выбросы парниковых газов, необходимо:

Углеродный след

Эти различия объясняются потенциалом глобального потепления (ПГП) каждого газа, в результате чего углеродный след измеряется в единицах массы эквивалента диоксида углерода (CO₂д).

Способы уменьшить углеродный след для каждого из нас

Какой парниковый газ образуется при сжигании водорода

Источник