Hvilke gasser får atmosfæren til at blive overophedet?

2741
Alexander Pearson
Hvilke gasser får atmosfæren til at blive overophedet?

De gasser, der får atmosfæren til at blive overophedet, er dem, der absorberer og udsender infrarød stråling. Ligeledes bidrager gasser, der beskadiger ozonlaget, til overophedning, fordi de letter større penetration af ultraviolet stråling..

Global opvarmning er stigningen i gennemsnitstemperaturen i den jordbaserede biosfære, der opstår på grund af drivhuseffekten. Denne effekt er et naturligt fænomen, der består i at blokere udgangen af ​​jordvarme (infrarød stråling) mod det ydre rum..

Gasser, der forårsager overophedning. Kilde: Et løst slips [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Denne blokering udøves af nogle af de gasser, der naturligt udgør jordens atmosfære, såsom vanddamp og CO2. Dette er et fænomen, der forekommer naturligt og giver planeten mulighed for at have en biologisk passende temperatur..

Artikelindeks

  • 1 Hvordan opvarmes gasser jorden?
  • 2 Hovedgasser får atmosfæren til at blive overophedet
    • 2.1 Vanddamp
    • 2.2 Kuldioxid (CO2)
    • 2.3 Metan (CH4)
    • 2.4 Kvælstofoxider (NOx)
    • 2.5 Hydrofluorcarboner (HFC'er)
    • 2.6 Perfluoreret kulbrinte (PFC)
    • 2.7 Svovlhexafluorid (SF6)
    • 2.8 Chlorfluorcarboner (CFC)
    • 2.9 Methylchloroform eller trichlorethan (CH3CCL3)
    • 2.10 Troposfærisk ozon (O3)
    • 2.11 Chlorodifluormethan (HCFC-22)
    • 2.12 Carbonchlorid eller carbontetrachlorid (CCl4)
    • 2.13 Tetrafluormethan eller perfluormethan (CF4)
    • 2.14 Hexafluorethan (C2F6)
    • 2,15 Svovlhexafluorid (SF6)
  • 3 Bibliografiske referencer

Hvordan opvarmes gasser jorden?

Den grundlæggende energikilde, der varmer jorden, er solstråling, især ultraviolet stråling. Det filtreres delvist af ozonlaget (O3) i stratosfæren.

Den ultraviolette stråling (kortbølge), der formår at trænge ind, varmer jordens overflade, og dens varme udsendes i rummet som infrarød stråling (langbølge). Der er dog en menneskelig indflydelse i processen på grund af den kunstige emission af drivhusgasser.

Disse gasser absorberer og udsender varme eller ødelægger ozon, der regulerer indtrængen af ​​ultraviolet stråling. Gasserne, der bidrager til drivhuseffekten, enten naturligt eller ved antropisk indflydelse, kaldes drivhusgasser (GHG).

Globalt lægges der særlig vægt på global opvarmning og ødelæggelsen af ​​ozonlaget. Montreal-protokollen om stoffer, der nedbryder ozonlaget, er en international traktat, der trådte i kraft i 1989 og regulerer brugen af ​​disse gasser..

Denne protokol blev ratificeret af 65 lande med Kigali-ændringen af ​​1. januar 2019. Kyoto-protokollen behandler på sin side spørgsmål i forbindelse med global opvarmning.

Kyoto-protokollen inkluderer seks drivhusgasser, som er kuldioxid, methan, dinitrogenoxid, hydrofluorcarbon, perfluoreret carbonhydrid og svovlhexafluorid..

For at evaluere en gas, der producerer overophedning, overvejes dens levetid og dens globale opvarmningspotentiale (GWP). GWP sammenligner mængden af ​​varme fanget af en gas med varmen fanget af CO2, hvis GWP er standardiseret til 1.

Hovedgasser får atmosfæren til at blive overophedet

Vanddamp

Vanddamp er en naturlig og vital komponent i jordens atmosfære og spiller en meget vigtig rolle i drivhuseffekten på grund af dets evne til at absorbere varme. Derudover reflekterer vand i flydende og fast tilstand solenergi og køler jorden..

Kuldioxid (CO2)

Kuldioxid er den vigtigste drivhusgas, der er ansvarlig for mere end 80% af stigningen i dette fænomen. CO2-niveauet er steget alarmerende på grund af industri- og transportaktiviteter.

Ifølge nogle skøn nåede den atmosfæriske koncentration af CO2 før den industrielle revolution ca. 280 ppm (dele pr. Million) og i 1998 nåede den 365 ppm. Dette repræsenterer en stigning på 1,5 ppm om året og en stigning på 31% over 1750 niveauer..


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

Ved at bestemme den isotopiske sammensætning af den nuværende atmosfæriske CO2 har det vist sig, at stigningen kommer fra afbrænding af fossile brændstoffer og skovrydning. CO2 virker ved at absorbere og udsende infrarød stråling og har en brugstid på 5 til 200 år.

Metan (CH4)

Methan er den anden drivhusgas, der bidrager med ca. 17% af opvarmningen gennem absorption og bestråling af varme. Selvom meget af denne gas forekommer naturligt, hovedsageligt i sumpe, er der et betydeligt menneskeligt bidrag (ca. 50%).

Metankoncentration. Kilde: Methan-global-gennemsnit-2006.jpg: NOA Derivativt arbejde: Ortisa [Public domain]

Cirka 60% af den metan, der i øjeblikket findes i atmosfæren, er et produkt af menneskelige (antropiske) aktiviteter. Blandt de vigtigste antropiske kilder er drøvtyggere, dyrkning af ris, udnyttelse af fossile brændstoffer og forbrænding af biomasse..

De anslåede niveauer af denne gas før den industrielle æra er 700 ppb (dele pr. Mia.) Og for 1998 nåede den 1.745 ppb, hvilket repræsenterer en stigning på 149%. Metan har dog en levetid i den lavere atmosfære og når kun 12 år.

Kvælstofoxider (NOx)

NOx, især lattergas, bidrager til ødelæggelsen af ​​stratosfærisk ozon ved at øge mængden af ​​ultraviolet stråling, der trænger ind i jorden. Disse gasser stammer fra den industrielle produktion af salpetersyre, adipinsyre og brugen af ​​gødning..

Dinitrogenoxid (N2O) havde en atmosfærisk koncentration på 270 ppb før den industrielle æra for derefter at nå op på 314 ppb i 1998. Dette repræsenterer en 16% stigning i koncentrationen, og den har en brugstid på 114 år, hvilket gør den meget problematisk..

Hydrofluorcarboner (HFC'er)

De er gasser, der anvendes i forskellige industrielle applikationer, der erstatter CFC'er begrænset af Montreal-aftalen. HFC'er påvirker imidlertid også ozonlaget og har en høj aktiv permanentitet i atmosfæren (op til 260 år).

Disse gasser eksisterede ikke i atmosfæren, de blev introduceret af mennesker, og i tilfælde af HFC-23 når den en koncentration på 14 ppt (dele pr. Billioner).

Perfluoreret kulbrinte (PFC)

PFC produceres i forbrændingsanlæg til aluminiumsmeltningsprocessen. Ligesom HFC'er har de en høj varighed i atmosfæren og påvirker integriteten af ​​det stratosfæriske ozonlag..

Svovlhexafluorid (SF6)

Dette er en anden gas, hvis overophedningseffekt går gennem ødelæggelsen af ​​ozonlaget. Det bruges i højspændingsudstyr og i produktionen af ​​magnesium og har en høj varighed i atmosfæren.

Klorfluorcarboner (CFC'er)

CFC er en kraftig drivhusgas, der beskadiger stratosfærisk ozon og er reguleret under Montreal-protokollen. Men i nogle lande bruges den stadig, sådan er det tilfældet med Kina.

Skader på ozonlaget er forårsaget af kloratomer, der adskiller sig, når de rammes af ultraviolet stråling..

De vigtigste chlorfluorcarboner er CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-113, CFC-114 og CFC-115. Disse gasser eksisterede ikke i atmosfæren, men i 1998 nåede CFC-11 allerede 268 ppt med en brugstid på 45 år..

Methylchloroform eller trichlorethan (CH3CCL3)

Det er en bestemt type CFC, der anvendes som opløsningsmiddel og til metalrensning. Ved nedbrydning udsender den kloridgasser, hvis kloratomer bidrager til ødelæggelsen af ​​ozonlaget.

Troposfærisk ozon (O3)

Den troposfæriske O3 er den ozon, der dannes på jordoverfladen mellem overfladen og 18 km høj. Selvom stratosfærisk ozon bidrager til at reducere global overophedning ved at reducere indtrængen af ​​ultraviolet stråling, genererer troposfærisk ozon opvarmning.

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

Det er blevet hævdet, at virkningen af ​​troposfærisk ozon er modstridende. På den ene side genererer den en overfladisk opvarmning af jorden, men samtidig eliminerer den andre drivhusgasser.

Under alle omstændigheder er O3 en giftig gas, der forårsager lungeskader ud over at forringe forskellige materialer.

Chlordifluormethan (HCFC-22)

Det kaldes R-22, en farveløs gas og indtil for nylig den mest anvendte i køleudstyr. Men i dag er det forbudt i store dele af verden på grund af dets negative virkning på ozonlaget.

Carbonchlorid eller carbontetrachlorid (CCl4)

Det er et organisk klor, der i dag er forbudt mange steder på grund af dets toksicitet, men det blev meget brugt som kølemiddel, slukningsmiddel, affedtningsmiddel og pesticid. Når denne forbindelse nedbrydes, genererer den afledte stoffer, der påvirker ozonlaget..

Tetrafluormethan eller perfluormethan (CF4)

Det er en gas kendt som R-14 og bruges som kølemiddel, men den har en høj kapacitet til at absorbere og udsende ultraviolet energi. Det har en levetid i atmosfæren på mere end 50.000 år og et globalt opvarmningspotentiale på 6.500..

Ifølge Guinness World Records er tetrafluormethan den mest vedholdende drivhusgas, selvom dens lave andel i atmosfæren begrænser dens virkning..

Hexafluorethan (C2F6)

Det bruges i kølemidler og i produktionen af ​​aluminium, da det er meget stabilt takket være dets høje energi af kulstof-fluorbindinger. Dette giver den en lang levetid på mindst 500 år..

Ligeledes har det et stort potentiale for at absorbere infrarød stråling, hvilket gør det til et problem for globale temperaturer. Hexafluoroethan er på listen over drivhusgasser fra det mellemstatslige panel for klimaændringer (IPCC).

Svovlhexafluorid (SF6)

Det er en giftfri gas, fem gange tungere end luft, med et GWP-indeks på 176 (20.000 gange mere end CO2). På den anden side har den en brugstid på 3.200 år, selvom den er så tæt, at den ikke stiger til de øvre lag af atmosfæren..

Bibliografiske referencer

  1. Bolin, B. og Doos, B.R. Drivhuseffekt.
  2. Caballero, M., Lozano, S. og Ortega, B. (2007). Drivhuseffekt, global opvarmning og klimaændringer: et jordvidenskabsperspektiv. University Digital Magazine.
  3. Elsom, D.M. (1992). Atmosfærisk forurening: et globalt problem.
  4. IPCC (2001). Tredje vurderingsrapport Klimaændringer 2001: Det videnskabelige grundlag.
  5. IPCC (2018). Global opvarmning på 1,5 ºC.
  6. Mitchell, J.F.B., Johns, T.C., Gregory, J.M. og Tett, S.F.B. (nitten femoghalvfems). Klimareaktion på stigende niveauer af drivhusgasser og sulfat-aerosoler. Natur.
  7. Myhre, G., Highwood, E.J., Shine, K.P. og Stordal, F. (1998). Nye skøn over strålingskraft på grund af godt blandede drivhusgasser. Geofysiske forskningsbreve.
  8. Rodhe, H. (1990). En sammenligning af bidraget fra forskellige gasser til drivhuseffekten. Videnskab.
  9. Schneider, S.H. (1989). Drivhuseffekten: Videnskab og politik. Videnskab.

Endnu ingen kommentarer