אילו גזים גורמים להתחממות יתר של האטמוספרה? - מַדָע - 2025

הגזים הגורמים להתחממות יתר של האטמוספרה הם אלו הקולטים ופולטים קרינה אינפרא אדום. באופן דומה, גזים הפוגעים בשכבת האוזון תורמים לחימום יתר, מכיוון שהם מאפשרים חדירה רבה יותר של קרינה אולטרה סגולה.

התחממות כדור הארץ היא העלייה בטמפרטורה הממוצעת בביוספרה היבשתית המתרחשת כתוצאה מהשפעת החממה. השפעה זו הינה תופעה טבעית המורכבת מחסימת יציאה של חום יבשתי (קרינה אינפרא אדום) לעבר החלל החיצון.

גזים הגורמים לחימום יתר. מקור: עניבה משוחררת

סתימה זו מופעלת על ידי חלק מהגזים המרכיבים באופן טבעי את האטמוספרה של כדור הארץ, כגון אדי מים ו CO2. זו תופעה המתרחשת באופן טבעי ומאפשרת לכוכב הלכת להיות בעל טמפרטורה מתאימה מבחינה ביולוגית.

איך גזים מחממים את כדור הארץ?

מקור האנרגיה הבסיסי שמחמם את כדור הארץ הוא קרינת השמש, במיוחד קרינה אולטרה סגולה. זה מסונן חלקית על ידי שכבת האוזון (O3) בסטרטוספרה.

הקרינה האולטרה סגולה (גל קצר) שמצליחה לחדור מחממת את פני כדור הארץ והחום שלה נפלט לחלל כקרינה אינפרא אדום (גל ארוך). עם זאת, ישנה השפעה אנושית על התהליך עקב פליטה מלאכותית של גזי חממה.

גזים אלה סופגים ופולטים חום או הורסים אוזון המסדיר את כניסת הקרינה האולטרה סגולה. הגזים התורמים לאפקט החממה, באופן טבעי או עקב השפעה אנתרופית, נקראים גזי חממה (GHG).

ברמה הגלובלית מוקדשת תשומת לב מיוחדת להתחממות כדור הארץ ולהרס שכבת האוזון. פרוטוקול מונטריאול על חומרים הממצקים את שכבת האוזון הוא אמנה בינלאומית שנכנסה לתוקף בשנת 1989 ומסדירה את השימוש בגזים אלה.

פרוטוקול זה אושרר על ידי 65 מדינות עם התיקון של קיגאלי מיום 1 בינואר 2019. מצדו, פרוטוקול קיוטו עוסק בסוגיות הנוגעות להתחממות כדור הארץ.

בפרוטוקול קיוטו נבדקים שישה גזי חממה שהם פחמן דו חמצני, מתאן, תחמוצת החנקן, הידרופלואורוקח, פחמימן מבולח ו hexafluoride גופרית.

כדי להעריך גז שמייצר התחממות יתר, נשקלים חייו השימושיים ופוטנציאל ההתחממות הגלובלית שלו (GWP). ה- GWP משווה את כמות החום שנלכדת על ידי גז עם החום שנלכד על ידי CO2, כאשר ה- GWP שלו הוא סטנדרטי ל -1.

גזים עיקריים גורמים להתחממות יתר של האטמוספרה

קיטור מים

אדי מים הם מרכיב טבעי וחיוני באטמוספירה של כדור הארץ וממלא תפקיד חשוב מאוד באפקט החממה עקב יכולתו לספוג חום. בנוסף, מים במצב נוזלי ומוצק משקפים אנרגיה סולארית, ומקררים את כדור הארץ.

פחמן דו חמצני (CO2)

פחמן דו חמצני הוא גז החממה העיקרי, והוא אחראי ליותר מ- 80% מהעלייה בתופעה. רמות ה- CO2 עלו באופן מדאיג בגלל פעילות התעשייה והתחבורה.

על פי כמה הערכות, לפני המהפכה התעשייתית, הריכוז של האוויר האטמוספרי הגיע לכ -280 ppm (חלקים למיליון) ובשנת 1998 הגיע ל- 365 ppm. זה מייצג שיעור עלייה של 1.5 עמודים לדקה בשנה ועלייה של 31% מרמות 1750.

ריכוז CO2. מקור: האנס גרוב 21:17, 5 נובמבר 2006 (UTC)

על ידי קביעת ההרכב האיזוטופי של CO2 הנוכחי באטמוספירה, הוכח כי הגידול נובע משריפת דלקים מאובנים וייעור יערות. CO2 פועל על ידי קליטה ופליטה של ​​קרינה אינפרא אדום וחיים שימושיים של 5 עד 200 שנה.

מתאן (CH

מתאן הוא גז החממה השני, התורם כ 17% מההתחממות, באמצעות ספיגת וקרינת החום. למרות שחלק גדול מגז זה מתרחש באופן טבעי, בעיקר בביצות, יש תרומה אנושית חשובה (כ- 50%).

ריכוז מתאן. מקור: Methane-global-ממוצע-2006.jpg: NOAAderivative: Ortisa

בערך 60% מהמתאן הקיים כיום באטמוספרה הוא תוצר של פעילויות אנושיות (אנתרופיות). בין המקורות האנתרופיים העיקריים ניתן למנות בעלי חיים של בעלי-חיים, גידול אורז, ניצול דלקים מאובנים ושריפת ביומסה.

הרמות המשוערות של גז זה לפני עידן התעשייה הן 700 עמודים לדקה (חלקים למיליארד) ובשנת 1998 הוא הגיע ל -1,745 עמודים, המהווה עלייה של 149%. עם זאת, למתאן יש חיים שימושיים באטמוספירה התחתונה, והם מגיעים רק ל 12 שנים.

תחמוצות חנקן (NOx)

NOx, במיוחד תחמוצת החנקן, תורמים להשמדת האוזון הסטרפתי על ידי הגדלת כמות הקרינה האולטרה סגולה החודרת לכדור הארץ. גזים אלה מקורם בייצור תעשייתי של חומצה חנקתית, חומצה אדיפית ושימוש בדשנים.

תחמוצת החנקן (N2O) הייתה בריכוז אטמוספרי של 270 פ"ז לפני העידן התעשייתי, ואז הגיע ל־ 314 פ"ג בשנת 1998. זה מייצג עלייה של 16% בריכוזו, והוא אורך חיים שימושי של 114 שנים מה שהופך אותו לבעייתי מאוד.

פחמימנים הידרופלואוריים (HFC)

מדובר בגזים המשמשים ביישומים תעשייתיים שונים, ומחליפים את CFCs המוגבלים על ידי הסכם מונטריאול. עם זאת HFCs משפיעים גם על שכבת האוזון ובעלי קביעות פעילה גבוהה באטמוספירה (עד 260 שנים).

גזים אלה לא היו קיימים באטמוספירה, הם הוצגו על ידי בני אדם ובמקרה של HFC-23 הוא מגיע לריכוז של 14 ppt (חלקים לטריליון).

פחמימן מובהק (PFC)

מכשירי PFC מיוצרים במתקני שריפה לתהליך התכה אלומיניום. בדומה ל- HFCs, יש להם קביעות גבוהה באטמוספרה ומשפיעים על שלמות שכבת האוזון הסטרטוספרית.

Hexafluoride גופרית (SF6)

זהו גז נוסף אשר השפעתו של התחממות יתר עוברת על חורבן שכבת האוזון. הוא משמש בציוד מתח גבוה וייצור מגנזיום, ויש לו קביעות גבוהה באטמוספרה.

פחמימנים כלורופלוריים (CFC)

CFC הוא גז חממה רב עוצמה הפוגע באוזון סטרטוספרי ומוסדר תחת פרוטוקול מונטריאול. עם זאת, במדינות מסוימות הוא עדיין משמש, כך המקרה של סין.

נזק לשכבת האוזון נגרם על ידי אטומי כלור שמתנתקים כאשר נפגעים מהקרינה האולטרה סגולה.

הכלור-פלואורוכמוניות העיקריות הן CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-113, CFC-114 ו- CFC-115. גזים אלה לא היו קיימים באטמוספירה, אולם עד שנת 1998 CFC-11 כבר הגיע ל 268 ppt, עם אורך חיים שימושי של 45 שנים.

מתיל כלורופורם או טריכלורו-אתאן (CH3CCL3)

זהו סוג מסוים של CFC, המשמש כממס ובניקוי מתכות. בעת פירוקו הוא פולט גזי כלוריד, אשר אטומי הכלור שלהם תורמים להרס שכבת האוזון.

אוזון טרופוספרי (O3)

O3 הטרופוספרי הוא האוזון הנוצר בגובה הקרקע, בין פני השטח לגובה 18 ק"מ. למרות שאוזון סטרטוספרי תורם להפחתת התחממות יתר עולמית על ידי צמצום כניסת הקרינה האולטרה-סגולה, האוזון הטרופוספרי מחולל התחממות.

ערפיח בחרבין (סין). מקור: פרדריק רובנססון

נטען כי ההשפעה של אוזון טרופוספרי מנוגדת. מצד אחד הוא מייצר התחממות שטחית של כדור הארץ, אך יחד עם זאת הוא מחסל גזי חממה אחרים.

בכל מקרה, O3 הוא גז רעיל הגורם לנזק לריאות, בנוסף להידרדרות של חומרים שונים.

כלורודיפלואורומתאן (HCFC-22)

זה נקרא R-22, גז חסר צבע ועד לאחרונה המשמש ביותר בציוד קירור. עם זאת, כיום הוא נאסר ברוב העולם בגלל השפעתו השלילית על שכבת האוזון.

פחמן כלוריד או טטרכלוריד פחמן (CCl4)

זהו אורגנוכלורין שנאסר כיום במקומות רבים בגלל רעילותו, אך הוא שימש באופן נרחב כמקרר, סוכן כיבוי, מסיר שומנים וחומרי הדברה. כאשר תרכובת זו מתכלה היא מייצרת חומרים נגזרים המשפיעים על שכבת האוזון.

טטרא-פלואורומטן או פרפלואור-מתאן (CF4)

זהו גז המכונה R-14 ומשמש כחומר קירור, אך יש לו יכולת גבוהה לספוג ופליטה של ​​אנרגיה אולטרה סגולה. יש לו חיים שלמים באטמוספרה של יותר מ 50,000 שנה ופוטנציאל התחממות כדור הארץ של 6,500.

על פי שיאי העולם של גינס, טטרה-פלואורומטן הוא גז החממה המתמשך ביותר, אם כי חלקו הנמוך באטמוספרה מגביל את השפעתו.

Hexafluoroethane (C2F6)

הוא משמש בקירור וייצור אלומיניום, מכיוון שהאנרגיה הגבוהה של קשרי הפחמן-פלואור שלו היא יציבה מאוד. זה נותן לו חיי שירות ארוכים של לפחות 500 שנה.

באופן דומה, יש לה פוטנציאל גבוה לקליטת קרינת אינפרא אדום, מה שהופך אותה לבעיה בטמפרטורות הגלובליות. Hexafluoroethane מופיע ברשימת גזי החממה מהפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים (IPCC).

Hexafluoride גופרית (SF6)

זהו גז שאינו רעיל, כבד פי חמישה מהאוויר, עם מדד GWP של 176 (פי 20,000 יותר מ- CO2). מצד שני, יש לו אורך חיים שימושי של 3,200 שנה, אם כי מכיוון שהוא כל כך צפוף הוא לא מתייצב לשכבות העליונות של האטמוספרה.

אזכורים ביבליוגרפיים

1. בולין, ב 'ודוס, אפקט BR חממה.
2. Caballero, M., Lozano, S. and Ortega, B. (2007). אפקט חממה, התחממות כדור הארץ ושינוי אקלים: מבט מדעי כדור הארץ. מגזין אוניברסיטת דיגיטל.
3. Elsom, DM (1992). זיהום אטמוספרי: בעיה עולמית.
4. IPCC (2001). דוח הערכה שלישי שינויי אקלים 2001: הבסיס המדעי.
5. IPCC (2018). התחממות כדור הארץ של 1.5 מעלות צלזיוס.
6. מיטשל, JFB, ג'ונס, TC, גרגורי, JM וטט, SFB (1995). תגובת האקלים לרמות גוברות של גזי חממה ומרסזי סולפט. טֶבַע.
7. Myhre, G., Highwood, EJ, Shine, KP ו- Stordal, F. (1998). הערכות חדשות של אילוץ קרינתי בגלל גזי חממה מעורבים היטב. מכתבי מחקר גיאופיזיים.
8. Rodhe, H. (1990). השוואה בין תרומת הגזים השונים לאפקט החממה. מַדָע.
9. שניידר, ש. (1989). אפקט החממה: מדע ומדיניות. מַדָע.