ТЕПЛИЦЫ И ПАРНИКИ


ТЕПЛИЦЫ И ПАРНИКИ

Выбор теплицы

Основные типы теплиц

Основные типы конструкций

Отдельно стоящие теплицы

Примыкающие теплицы

Парники

Теплые и холодные парники

ВЫБОР МЕСТА ДЛЯ ТЕПЛИЦЫ,
ЕЕ РАЗМЕРА И
ВНУТРЕННЕЙ ПЛАНИРОВКИ

Выбор места для теплицы

Определение размеров теплицы

Планировка помещения теплицы

Конструкция входной двери

МИКРОКЛИМАТ В ТЕПЛИЦЕ
И КОНТРОЛЬ ЗА НИМ

Вода в теплице

Освещение и электричество в теплице

Системы охлаждения, обогрева и вентилирования

Контроль за микроклиматом в теплице летом

Управление микроклиматом в зимнее время

Гидропоника

Инсектициды в теплице

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ТЕПЛИЦЫ

Дерево как строительный материал

Обшивка теплицы

Внешняя обшивка теплицы

Другие материалы для каркаса теплицы

Теплоизоляция теплицы

Гидроизоляция теплицы

Двери теплицы

Альтернативные строительные материалы

Покраска теплицы

ПОКРЫТИЕ ТЕПЛИЦЫ

Прохождение света

Материалы покрытий теплицы

Герметики и герметизирующие прокладки

ФУНДАМЕНТ И ПОЛ ТЕПЛИЦЫ

Типы фундаментов

Типы полов

Изготовление бетонного фундамента и плиты

Сооружение блочного фундамента

Сооружение фундамента сухой кладки

Сооружение кирпичного фундамента

Сооружение каменного фундамента

Сооружение деревянного фундамента

МЕТОДЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

Сооружение сборной теплицы

Сооружение самодельной теплицы

Методы строительства с использованием стандартных пиломатериалов

Конструкционные детали теплицы

Установка покрытия

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, САНТЕХНИКА, ОБОГРЕВ

Монтаж электрической сети

Монтаж водопровода

Установка системы обогрева

ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ДЛЯ ТЕПЛИЦ

Стеллажи для растений

Полки и грядки

Инструменты и оборудование

Камера для проращивания семян

Стеллаж для выращивания рассады

Стол для пересаживания растений

Места для хранения

Рабочая одежда

Средства борьбы с насекомыми

ПРОЕКТЫ ТЕПЛИЦ

Традиционная теплица

Утепленная теплица

Теплица с наклонными стенами

Теплица со стрельчатыми арками

Примыкающая теплица

Теплица на сваях или на помосте

Арочная или туннелеобразная теплица

Оконная тепличка

Теплица-кладовая

Универсальный парник

Стол для пересаживания растений

Газлифт для теплицы своими руками


Термопривод для теплиц своими руками: как сделать и установить

Выращивание растений в закрытом грунте требует создания оптимального микроклимата. Для этого нужно обеспечить не только правильный полив, но и проветривание. К сожалению, постоянно контролировать вентиляцию в теплице не всегда представляется возможным. Но, если вы не хотите погубить урожай, отличным выходом из ситуации станет термопривод для теплиц – устройство, которое будет автоматически открывать и закрывать вентиляционные отверстия.

Можно купить готовое устройство, но для экономии мы предлагаем сделать термопривод для теплиц своими руками из подручных материалов, используя теоретическую информацию и практические подсказки из нашей статьи.

Термопривод для теплиц своими руками

Основная задача при выращивании овощей и зелени в теплице сводится к созданию и сохранению оптимального микроклимата. Другими словами, в помещение должно поступать достаточное количество свежего воздуха, но при этом температура внутри не должна снижаться.

Примечание: Некоторые владельцы теплиц просто открывают окна или двери, чтобы усилить поток воздуха, поступающего внутрь. В результате образуется сквозняк, который негативно сказывается на состоянии растений и даже может вызвать гибель особенно капризных экземпляров.

Соответственно, задача владельца теплицы состоит в своевременном открывании и закрывании вентиляционных отверстий. Это, в свою очередь, требует постоянного присутствия на участке. Но что делать тем, кто приезжает на дачу только по выходным и не имеет возможности контролировать вентиляцию? Именно в этом случае и пригодится термопривод – компактное устройство, которое работает в автоматическом режиме, открывая и закрывая форточки при необходимости.

Принцип работы

Для самостоятельного изготовления устройства из подручных материалов нужно сначала разобраться, по какому принципу он работает.

Рисунок 1. Принцип работы устройства

Внутри цилиндра находится особая жидкость – циклогексанол. Она расширяется при повышении температуры, и сужается при ее снижении. Таким образом, при расширении жидкость заполняет камеру и приводит в действие шток, который открывает форточку или дверь. Когда температура снижается (к примеру, вечером), жидкость начинает сужаться, втягивает шток обратно и дверь закрывается (рисунок 1).

На первый взгляд такая конструкция может показаться слишком сложной для самостоятельного изготовления, но на самом деле особых трудностей не возникает даже у новичков.

Виды и особенности конструкции

Термоприводы для теплиц промышленного производства выглядят примерно одинаково. Совсем другое дело – самодельные устройства, для изготовления которых народные умельцы приспособили самые разнообразные подручные материалы.

Поскольку купить и установить готовый термопривод не составит труда, мы рассмотрим основные виды самодельных конструкций:

  1. Из газового амортизатора: в качестве рабочей жидкости в данном случае используется автомобильное масло. Для изготовления понадобится поршень амортизатора, два крана и металлическая труба, в которой будет находиться масло. Шток амортизатора крепится к форточке. К одной из сторон трубы крепят кран для заливки масла, а с другой – такой же кран, через который масло будет сливаться. Дно газовой пружины обрезают и плотно присоединяют к трубе. Присоединив такое устройство к форточке, вы будете уверены, что проветривание будет осуществляться вовремя: масло, расширяясь, будет поднимать шток и возвращать его в исходное положение при остывании.
  2. Из пластиковой бутылки: этот бюджетный вариант отлично подходит для небольших теплиц, в которых открывается всего несколько окон. Для изготовления вам понадобится две пластиковые бутылки (на 5 и 1 л), немного черной полиэтиленовой пленки, кусок деревянной доски, два патрубка и метровая трубка ПВХ небольшого диаметра. В центре днища чистой и сухой пятилитровой бутылки просверливают отверстие. В него вставляют патрубок и соединяют его с трубой ПВХ. Чтобы емкость была полностью герметичной, все стыки лучше замазать термопастой. Остаток трубочки, идущий ото дна, вставляют в литровую бутылку. Лучше делать это через отверстие, просверленное в крыше. Далее нужно обернуть большую емкость черной пленкой и подвесить ее под потолком. Маленькую бутылку подвешивают рядом с форточкой. Деревянную доску одним краем прибивают к фрамуге, а второй устанавливают над литровой бутылкой так, чтобы она сминалась. В результате нагрева большой емкости теплый воздух начнет поступать в маленькую бутылку. Под действием расширенного кислорода она распрямится и поднимет доску, которая вытолкнет раму наружу.
  3. Из баллонов и мяча: еще один простой вид самодельного устройства для проветривания теплицы. Для его изготовления вам понадобится небольшая деревянная коробка с крышкой, мяч, шланг, доска и два баллона. К сообщающимся баллоны присоединяют шланг, причем его длина должна соответствовать высоте теплицы. Второй конец шланга надевают на сосок сдутого мяча. Мяч нужно положить в коробку и закрыть крышку. К крышке прибиваем доску и соединяем ее с фрамугой. Баллоны подвешивают под потолком, а коробку с мячом устанавливают под форточкой. Баллоны, нагреваясь, начнут подавать теплый воздух через шланг к мячу. Он надуется, откроет крышку, а прибитая доска откроет форточку.

Все эти виды самодельных приборов для теплицы достаточно простые в изготовлении, но не стоит забывать о том, что они не отличаются длительным сроком службы, особенно это касается конструкций из бутылок. Поэтому, если вы хотите смастерить более надежную конструкцию, вам придется использовать и более прочные материалы.

Как сделать термопривод своими руками

Вариантов изготовления самодельного термопривода достаточно много. Некоторые, самые простые из них, мы привели выше. Но, если ваша теплица большая, а автоматическое устройство для вентиляции вы планируете использовать долго, предлагаем вашему вниманию несколько других вариантов самодельных термоприводов.

Для их изготовления понадобится больше материалов и затрат времени, но при этом вы будете уверены, что самодельное устройство прослужит без сбоев в течение длительного времени.

Из офисного кресла и других материалов

Старое компьютерное кресло – источник отличного сырья для изготовления прочного и надежного термопривода в теплицу.

Примечание: В любом офисном кресле есть специальный подъемный цилиндр (газлифт), с помощью которого регулируется высота посадки. Именно эту деталь мы и будем использовать в качестве основы для самодельного устройства.

Для изготовления термопривода из офисного кресла вам понадобится сам цилиндр, тиски, кусок металлической трубы, болгарка, сварочный аппарат и машинное масло (рисунок 2).

Сборка проводится так:

  1. Конец пластикового штока зажимают в тисках и вытягивают. Вы должны увидеть штырь клапана, находящийся внутри.
  2. Далее нужно зажать в тисках металлическую ось (диаметр 8 мм и высота 6 см). На эту ось нужно опереть цилиндр и спустить с него весь воздух.
  3. Болгаркой срезают цилиндр с конусностью и выдавливают шток. На данном этапе нужно соблюдать осторожность, чтобы случайно не повредить поверхность детали и ее манжетку.
  4. На штоке нужно нарезать резьбу М8 и установить внутреннюю гильзу цилиндра обратно. Все составляющие заготовки нужно тщательно промыть, чтобы на них не осталось металлической стружки.
  5. В гильзу нужно вставить шток и аккуратно извлечь его из цилиндра, чтобы в процессе случайно не повредился сальник.
  6. На шток накручивают гайку, чтобы в процессе работы шток не проваливался в цилиндр. Далее нужно вставить внутрь алюминиевый поршень, а к его наружному концу – герметично приварить трубу.
  7. На завершающем этапе на резьбу штока навинчивают гайку М8 и соединяем шток с форточкой с помощью вилки.
Рисунок 2. Технология изготовления самодельного термопривода

Теперь останется только установить конструкцию на выбранное место и залить в систему машинное масло. Нагреваясь, масло будет приводить в действие шток, который откроет фрамугу, а при охлаждении жидкость начнет сжиматься, и фрамуга закроется.

Из амортизатора

Обычный автомобильный амортизатор тоже можно превратить в термопривод для теплицы, но следует учитывать, что этой детали потребуется определенная доработка (рисунок 3).

Сначала из амортизатора нужно выпустить газ. Для этого в нем сверлят отверстие, нарезают резьбу и вставляют в отверстие шланг от тормозной системы. Далее нужно сделать ресивер для привода. Если у вас есть навыки работы с металлом, вы можете изготовить его самостоятельно, или заказать деталь у токаря по готовым чертежам.

Когда все детали будут готовы, нужно вытеснить из амортизатора воздух и залить в него масло. При этом важно следить, чтобы шток был полностью погружен в жидкость. На завершающем этапе вам останется только проверить герметичность соединений системы и установить устройство на форточку.

Рисунок 3. Схема изготовления устройства из амортизатора

Устанавливать такое устройство лучше под потолком, где воздух нагревается быстрее. Соответственно, и машинное масло начнет быстрее расширяться, приведет в действие шток и он откроет форточку.

Монтаж термопривода на теплицу

После того, как вы купили или своими руками изготовили термопривод, останется только правильно установить устройство. Этот процесс тоже требует определенных знаний, но мы подготовили для вас пошаговую инструкцию, которая поможет правильно поставить его в теплице (рисунок 4).

Монтаж устройства проводится так:

  1. Проверьте легкость открывания форточки или двери. Чтобы прибор работал исправно, створка должна открываться без особых усилий.
  2. На створке сделайте метку места будущего крепления механизма. При этом важно учитывать, что шток должен двигаться в пределах 8-10 сантиметров.
  3. Просверлите отверстие и прикрепите кронштейн термопривода.
  4. Далее прикрепите пружину к раме, а термопривод – к стенке теплицы. Благодаря этому даже при полном открывании створки устройство будет работать правильно и не начнет смещаться.
  5. На завершающем этапе прикрепите сам прибор, причем его лучше монтировать либо под потолком, либо на противоположной к открываемому окну стене.
Рисунок 4. Схема установки устройства

Когда установка завершена, вам останется только проверить правильность работы устройства. Важно, что ни одна из деталей термопривода не должна тереться о стенки или раму теплицы.

Если вы купили готовый термопривод в магазине, задача упрощается еще больше, так как в комплекте к устройству обязательно предоставляется чертеж и инструкция по монтажу.

Детальная инструкция изготовления термопривода из подручных материалов приведена в видео.

Что такое парниковый эффект?

Краткий ответ:

Парниковый эффект - это процесс, который происходит, когда газы в атмосфере Земли задерживают тепло Солнца. Этот процесс делает Землю намного теплее, чем она была бы без атмосферы. Парниковый эффект - одна из вещей, которые делают Землю комфортным местом для жизни.

Посмотрите это видео, чтобы узнать о парниковом эффекте!

Как работает парниковый эффект?

Как можно догадаться из названия, парниковый эффект работает… как оранжерея! Теплица - это здание со стеклянными стенами и стеклянной крышей.Теплицы используются для выращивания растений, таких как помидоры и тропические цветы.

Внутри теплицы остается тепло даже зимой. Днем в теплицу попадает солнечный свет, который согревает растения и воздух внутри. Ночью на улице холоднее, но внутри теплицы остается довольно тепло. Это потому, что стеклянные стены теплицы задерживают солнечное тепло.

Теплица улавливает солнечное тепло в течение дня. Его стеклянные стены задерживают солнечное тепло, благодаря чему растения в теплице остаются в тепле - даже в холодные ночи.Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех

.

Парниковый эффект действует примерно так же на Земле. Газы в атмосфере, такие как углекислый газ, улавливают тепло, как стеклянная крыша теплицы. Эти удерживающие тепло газы называются парниковыми газами.

Днем сквозь атмосферу просвечивает Солнце. Поверхность Земли нагревается на солнце. Ночью поверхность Земли охлаждается, возвращая тепло в воздух. Но часть тепла удерживается парниковыми газами в атмосфере.Это то, что поддерживает на нашей Земле тепло и уют в среднем 14 градусов по Цельсию.

Атмосфера Земли улавливает часть солнечного тепла, не позволяя ему уйти обратно в космос ночью. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех

.

Как люди влияют на парниковый эффект?

Человеческая деятельность меняет естественный парниковый эффект Земли. При сжигании ископаемого топлива, такого как уголь и нефть, в нашу атмосферу попадает больше углекислого газа.

НАСА наблюдало увеличение количества углекислого газа и некоторых других парниковых газов в нашей атмосфере.Слишком много этих парниковых газов может привести к тому, что атмосфера Земли будет улавливать все больше и больше тепла. Это заставляет Землю нагреваться.

Что снижает парниковый эффект на Земле?

Как и стеклянная оранжерея, земная оранжерея полна растений! Растения могут помочь сбалансировать парниковый эффект на Земле. Все растения - от гигантских деревьев до крошечного фитопланктона в океане - поглощают углекислый газ и выделяют кислород.

Океан также поглощает из воздуха много избыточного углекислого газа.К сожалению, увеличение содержания углекислого газа в океане изменяет воду, делая ее более кислой. Это называется закислением океана.

Более кислая вода может быть вредной для многих морских обитателей, например, некоторых моллюсков и кораллов. Потепление океанов из-за слишком большого количества парниковых газов в атмосфере также может быть вредным для этих организмов. Более теплая вода - основная причина обесцвечивания кораллов.

На этой фотографии изображен обесцвеченный мозговой коралл. Основная причина обесцвечивания кораллов - потепление океанов.Подкисление океана также отрицательно сказывается на сообществах коралловых рифов. Кредит: NOAA

. .

Выбросы парниковых газов: причины и источники

За борьбой против глобального потепления и изменения климата стоит увеличение количества парниковых газов в нашей атмосфере. Парниковый газ - это любое газообразное соединение в атмосфере, которое способно поглощать инфракрасное излучение, тем самым улавливая и удерживая тепло в атмосфере. Увеличивая тепло в атмосфере, парниковые газы вызывают парниковый эффект, который в конечном итоге приводит к глобальному потеплению.

Солнечная радиация и «парниковый эффект»

Глобальное потепление - не новое понятие в науке.Основы этого явления были разработаны более века назад Сванте Аррениусом в 1896 году. Его статья, опубликованная в Philosophical Magazine и Journal of Science, была первой, в которой количественно определен вклад углекислого газа в то, что ученые теперь называют «теплицей». эффект ".

Парниковый эффект возникает из-за того, что солнце бомбардирует Землю огромным количеством излучения, которое поражает атмосферу Земли в виде видимого света, а также ультрафиолетового (УФ), инфракрасного (ИК) и других типов излучения, невидимых для человеческого глаза. .Около 30 процентов излучения, падающего на Землю, отражается обратно в космос облаками, льдом и другими отражающими поверхностями. По данным НАСА, оставшиеся 70 процентов поглощаются океанами, землей и атмосферой.

Поглощая радиацию и нагреваясь, океаны, суша и атмосфера выделяют тепло в виде теплового инфракрасного излучения, которое выходит из атмосферы в космос. По данным НАСА, баланс между входящей и исходящей радиацией поддерживает общую среднюю температуру Земли на уровне 59 градусов по Фаренгейту (15 градусов по Цельсию).

Этот обмен входящей и исходящей радиацией, которая нагревает Землю, называется парниковым эффектом, потому что парниковый эффект работает примерно так же. Поступающее УФ-излучение легко проходит через стеклянные стены теплицы и поглощается растениями и твердыми поверхностями внутри. Однако более слабое ИК-излучение с трудом проходит через стеклянные стены и задерживается внутри, нагревая теплицу.

Как парниковые газы влияют на глобальное потепление

Газы в атмосфере, которые поглощают радиацию, известны как «парниковые газы» (иногда сокращенно ПГ), потому что они в значительной степени ответственны за парниковый эффект.Парниковый эффект, в свою очередь, является одной из основных причин глобального потепления. По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), наиболее важными парниковыми газами являются водяной пар (h3O), диоксид углерода (CO2), метан (Ch5) и закись азота (N2O). «Хотя кислород (O2) является вторым по содержанию газом в нашей атмосфере, O2 не поглощает тепловое инфракрасное излучение», - сказал Майкл Дейли, доцент кафедры экологических наук в колледже Ласелл в Массачусетсе.

Хотя некоторые утверждают, что глобальное потепление - это естественный процесс и что парниковые газы присутствовали всегда, количество газов в атмосфере за последнее время резко возросло.До промышленной революции содержание CO2 в атмосфере колебалось от 180 частей на миллион (частей на миллион) во время ледниковых периодов до 280 частей на миллион в теплые межледниковые периоды. Однако после промышленной революции количество CO2 увеличивалось в 100 раз быстрее, чем увеличивалось после окончания последнего ледникового периода, по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA).

Фторированные газы, то есть газы, к которым был добавлен элемент фтор, включая гидрофторуглероды, перфторуглероды и гексафторид серы, образуются в ходе промышленных процессов и также считаются парниковыми газами.Хотя они присутствуют в очень малых концентрациях, они очень эффективно улавливают тепло, что делает их газами с высоким «потенциалом глобального потепления» (ПГП).

Хлорфторуглероды (ХФУ), которые когда-то использовались в качестве хладагентов и аэрозольных пропеллентов, пока они не были выведены из обращения в соответствии с международным соглашением, также являются парниковыми газами.

На степень влияния парникового газа на глобальное потепление влияют три фактора:

  • Его концентрация в атмосфере.
  • Как долго он остается в атмосфере.
  • Его потенциал глобального потепления.

Углекислый газ оказывает значительное влияние на глобальное потепление, отчасти из-за его большого количества в атмосфере. По данным EPA, в 2016 году выбросы парниковых газов в США составили 6 511 миллионов метрических тонн (7 177 миллионов тонн) эквивалента углекислого газа, что равняется 81 проценту всех парниковых газов антропогенного происхождения, что на 2,5 процента меньше, чем годом ранее. Кроме того, CO2 остается в атмосфере в течение тысяч лет.

Однако, по данным EPA, метан примерно в 21 раз эффективнее поглощает излучение, чем CO2, что дает ему более высокий рейтинг GWP, хотя он остается в атмосфере всего около 10 лет.

Источники парниковых газов

Некоторые парниковые газы, такие как метан, образуются в результате сельскохозяйственных работ, включая навоз домашнего скота. Другие, такие как CO2, в основном являются результатом естественных процессов, таких как дыхание, и сжигания ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и газ.

Согласно исследованию, опубликованному Университетом Дьюка, второй причиной выброса CO2 является вырубка лесов. Когда деревья убивают для производства товаров или тепла, они выделяют углерод, который обычно сохраняется для фотосинтеза.Согласно Глобальной оценке лесных ресурсов 2010 года, в результате этого процесса в атмосферу ежегодно попадает около миллиарда тонн углерода.

Лесное хозяйство и другие методы землепользования могут компенсировать некоторые из этих выбросов парниковых газов, согласно EPA.

«Пересадка помогает уменьшить накопление углекислого газа в атмосфере, поскольку растущие деревья поглощают углекислый газ посредством фотосинтеза», - сказал Дейли Live Science. «Однако леса не могут улавливать весь углекислый газ, который мы выбрасываем в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива, и сокращение выбросов ископаемого топлива по-прежнему необходимо, чтобы избежать накопления в атмосфере.«

Во всем мире выбросы парниковых газов являются источником серьезной озабоченности. По данным НАСА, с начала промышленной революции до 2009 года уровень CO2 в атмосфере увеличился почти на 38 процентов, а уровень метана - на колоссальные 148 процентов. , и большая часть этого увеличения пришлась на последние 50 лет. Из-за глобального потепления 2016 год был самым теплым годом за всю историю наблюдений, а 2018 год станет четвертым из самых теплых лет, 20 из самых жарких лет за всю историю наблюдений пришли после 1998 года. , по данным Всемирной метеорологической организации.

«Наблюдаемое нами потепление влияет на атмосферную циркуляцию, которая влияет на характер осадков во всем мире», - сказал Йозеф Верне, доцент кафедры геологии и планетологии Университета Питтсбурга. «Это приведет к большим экологическим изменениям и вызовам для людей во всем мире».

Будущее нашей планеты

Если нынешние тенденции сохранятся, ученые, правительственные чиновники и растущее число граждан опасаются, что наихудшие последствия глобального потепления - экстремальные погодные условия, повышение уровня моря, исчезновение растений и животных, закисление океана, серьезные изменения климата и беспрецедентные социальные потрясения - неизбежны.

В ответ на проблемы, вызванные глобальным потеплением из-за парниковых газов, правительство США в 2013 году разработало план действий по борьбе с изменением климата. А в апреле 2016 года представители 73 стран подписали Парижское соглашение, международный пакт по борьбе с изменением климата путем инвестирования в устойчивое низкоуглеродное будущее в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН). США были включены в число стран, которые согласились с соглашением в 2016 году, но начали процедуру выхода из Парижского соглашения в июне 2017 года.

По данным EPA, выбросы парниковых газов в 2016 году были на 12 процентов ниже, чем в 2005 году, отчасти из-за значительного сокращения сжигания ископаемого топлива в результате перехода на природный газ из угля. Более теплые зимние условия в те годы также уменьшили потребность многих домов и предприятий в повышении температуры.

Исследователи во всем мире продолжают работать над поиском способов снижения выбросов парниковых газов и смягчения их последствий. По словам Дины Лич, доцента биологических и экологических наук в Университете Лонгвуд в Вирджинии, одно из возможных решений, которое изучают ученые, - это высосать углекислый газ из атмосферы и закопать его под землей на неопределенное время.

«Что мы можем сделать, так это минимизировать количество углерода, которое мы помещаем туда, и, как результат, минимизировать изменение температуры», - сказал Лич. «Однако окно действий быстро закрывается».

Дополнительные ресурсы :

Эта статья была обновлена ​​3 января 2019 г. участницей Live Science Рэйчел Росс.

.

Обзор парниковых газов | Выбросы парниковых газов (ПГ)

Общий объем выбросов в 2018 году = 6,677 миллионов метрических тонн CO 2 эквивалента . Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

Изображение большего размера для сохранения или печати Газы, улавливающие тепло в атмосфере, называются парниковыми газами. В этом разделе представлена ​​информация о выбросах и удалении основных парниковых газов в атмосферу и из нее. Для получения дополнительной информации о других факторах воздействия климата, таких как черный углерод, посетите страницу «Индикаторы изменения климата: воздействие на климат».

6,457 миллионов метрических тонн CO 2 : Что это означает?

Объяснение единиц:

Миллион метрических тонн равен примерно 2,2 миллиардам фунтов или 1 триллиону граммов. Для сравнения: небольшой автомобиль, вероятно, будет весить чуть больше 1 метрической тонны. Таким образом, миллион метрических тонн примерно равен массе 1 миллиона небольших автомобилей!

В реестре США используются метрические единицы для обеспечения согласованности и сопоставимости с другими странами.Для справки: метрическая тонна немного больше (примерно на 10%), чем «короткая» тонна США.

Выбросы ПГ часто измеряются в эквиваленте диоксида углерода (CO 2 ). Чтобы преобразовать выбросы газа в эквивалент CO 2 , его выбросы умножаются на потенциал глобального потепления (GWP) газа. ПГП учитывает тот факт, что многие газы более эффективно нагревают Землю, чем CO 2 на единицу массы.

Значения GWP, отображаемые на веб-страницах Emissions, отражают значения, используемые в U.S. Перечень, составленный из Четвертого оценочного доклада МГЭИК (AR4). Для дальнейшего обсуждения ПГП и оценки выбросов ПГ с использованием обновленных ПГП см. Приложение 6 Реестра США и обсуждение ПГП МГЭИК (PDF) (106 стр., 7,7 МБ). Выход

  • : Двуокись углерода попадает в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти), твердых отходов, деревьев и других биологических материалов, а также в результате определенных химических реакций (например, при производстве цемента).Углекислый газ удаляется из атмосферы (или «улавливается»), когда он поглощается растениями как часть биологического цикла углерода.
  • : Метан выделяется при добыче и транспортировке угля, природного газа и нефти. Выбросы метана также возникают в результате животноводства и других методов ведения сельского хозяйства, а также в результате разложения органических отходов на полигонах твердых бытовых отходов.
  • : Закись азота выделяется при сельскохозяйственной и промышленной деятельности, сжигании ископаемого топлива и твердых отходов, а также при очистке сточных вод.
  • : Гидрофторуглероды, перфторуглероды, гексафторид серы и трифторид азота представляют собой синтетические мощные парниковые газы, которые выбрасываются в результате различных промышленных процессов. Фторированные газы иногда используются в качестве заменителя стратосферных озоноразрушающих веществ (например, хлорфторуглеродов, гидрохлорфторуглеродов и галонов). Эти газы обычно выбрасываются в меньших количествах, но поскольку они являются сильнодействующими парниковыми газами, их иногда называют газами с высоким потенциалом глобального потепления («газы с высоким ПГП»).

Воздействие каждого газа на изменение климата зависит от трех основных факторов:

Сколько находится в атмосфере?

Концентрация или количество - это количество определенного газа в воздухе. Более высокие выбросы парниковых газов приводят к более высоким концентрациям в атмосфере. Концентрации парниковых газов измеряются в частях на миллион, частей на миллиард и даже частей на триллион. Одна часть на миллион эквивалентна одной капле воды, растворенной примерно в 13 галлонах жидкости (примерно в топливном баке компактного автомобиля).Чтобы узнать больше о возрастающих концентрациях парниковых газов в атмосфере, посетите страницу «Индикаторы изменения климата: атмосферные концентрации парниковых газов».

Как долго они остаются в атмосфере?

Каждый из этих газов может оставаться в атмосфере в течение разного времени, от нескольких лет до тысяч лет. Все эти газы остаются в атмосфере достаточно долго, чтобы хорошо перемешаться, а это означает, что количество, измеряемое в атмосфере, примерно одинаково во всем мире, независимо от источника выбросов.

Насколько сильно они влияют на атмосферу?

Некоторые газы более эффективны, чем другие, согревая планету и «сгущают земное покрывало».

Для каждого парникового газа был рассчитан потенциал глобального потепления (ПГП), отражающий, как долго он в среднем остается в атмосфере и насколько сильно он поглощает энергию. Газы с более высоким ПГП поглощают больше энергии на фунт, чем газы с более низким ПГП, и, таким образом, вносят больший вклад в нагревание Земли.

Примечание. Все оценки выбросов взяты из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2018 гг.

Начало страницы

Выбросы двуокиси углерода

Двуокись углерода (CO 2 ) является основным парниковым газом, выбрасываемым в результате деятельности человека. В 2018 году на CO 2 приходилось около 81,3 процента всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Двуокись углерода естественным образом присутствует в атмосфере как часть углеродного цикла Земли (естественная циркуляция углерода в атмосфере, океанах, почве, растениях и животных).Деятельность человека изменяет углеродный цикл - как путем добавления в атмосферу большего количества CO 2 , так и путем воздействия на способность естественных поглотителей, таких как леса и почвы, удалять и накапливать CO 2 из атмосферы. В то время как выбросы CO 2 происходят из различных естественных источников, выбросы, связанные с деятельностью человека, являются причиной увеличения выбросов в атмосферу после промышленной революции. 2

Примечание: все оценки выбросов из реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2018 гг.

Увеличенное изображение для сохранения или печати Основная деятельность человека, в результате которой выделяется CO 2 , - это сжигание ископаемого топлива (уголь, природный газ и нефть) для производства энергии и транспорта, хотя некоторые промышленные процессы и изменения в землепользовании также выделяют CO. 2 . Основные источники выбросов CO 2 в США описаны ниже.

  • Транспорт . Сжигание ископаемых видов топлива, таких как бензин и дизельное топливо, для перевозки людей и грузов было крупнейшим источником выбросов CO 2 в 2018 году, на долю которого приходилось около 33 выбросов.6 процентов от общих выбросов CO 2 в США и 27,3 процента от общих выбросов парниковых газов в США. В эту категорию входят такие источники транспорта, как автомобильные и легковые автомобили, авиаперелеты, морские перевозки и железнодорожные перевозки.
  • Электроэнергия . Электроэнергия - важный источник энергии в Соединенных Штатах, который используется для питания домов, бизнеса и промышленности. В 2018 году сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии было вторым по величине источником выбросов CO 2 в стране, что составляет около 32.3 процента от общих выбросов CO 2 в США и 26,3 процента от общих выбросов парниковых газов в США. Тип ископаемого топлива, используемого для производства электроэнергии, будет выделять разное количество CO 2 . Для производства определенного количества электроэнергии при сжигании угля будет выделяться больше CO 2 , чем природного газа или нефти.
  • Промышленность . Многие промышленные процессы выделяют CO 2 в результате потребления ископаемого топлива. Некоторые процессы также производят выбросы CO 2 в результате химических реакций, не связанных с горением; например, производство и потребление минеральных продуктов, таких как цемент, производство металлов, таких как железо и сталь, и производство химикатов.На сжигание ископаемого топлива в различных промышленных процессах приходилось около 15,4 процента от общих выбросов CO 2 в США и 12,5 процента от общих выбросов парниковых газов в США в 2018 году. Обратите внимание, что многие промышленные процессы также используют электричество и, следовательно, косвенно приводят к выбросам CO 2 от производства электроэнергии.

Углекислый газ постоянно обменивается между атмосферой, океаном и поверхностью земли, поскольку он производится и поглощается многими микроорганизмами, растениями и животными.Однако выбросы и удаление CO 2 в результате этих естественных процессов имеют тенденцию к уравновешиванию, без антропогенного воздействия. С начала промышленной революции около 1750 года деятельность человека внесла существенный вклад в изменение климата, добавив в атмосферу CO 2 и другие удерживающие тепло газы.

В Соединенных Штатах с 1990 года управление лесами и другими землями (например, пахотные земли, луга и т. Д.) Действовало как чистый сток CO 2 , что означает, что больше CO 2 удаляется из атмосфере и хранится в растениях и деревьях, чем выбрасывается.Это компенсация поглотителя углерода составляет около 12 процентов от общего объема выбросов в 2018 году и более подробно обсуждается в разделе «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство».

Чтобы узнать больше о роли CO 2 в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы углекислого газа в Соединенных Штатах увеличились примерно на 5,8 процента в период с 1990 по 2018 год. Поскольку сжигание ископаемого топлива является крупнейшим источником выбросов парниковых газов в США, изменения в выбросах от сжигания ископаемого топлива исторически были доминирующим фактором. влияющие на общий U.Тенденции выбросов S. На изменения выбросов CO 2 в результате сжигания ископаемого топлива влияют многие долгосрочные и краткосрочные факторы, включая рост населения, экономический рост, изменение цен на энергию, новые технологии, изменение поведения и сезонные температуры. В период с 1990 по 2018 год увеличение выбросов CO 2 соответствовало увеличению использования энергии растущей экономикой и населением, включая общий рост выбросов в результате увеличения спроса на поездки.

Примечание: все оценки выбросов из реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2018 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов двуокиси углерода

Самый эффективный способ сократить выбросы CO 2 - снизить потребление ископаемого топлива. Многие стратегии по сокращению выбросов CO 2 от энергетики являются сквозными и применимы к домам, предприятиям, промышленности и транспорту.

EPA принимает разумные регулирующие меры для сокращения выбросов парниковых газов.

Примеры возможностей сокращения выбросов двуокиси углерода
Стратегия Примеры сокращения выбросов
Энергоэффективность

Улучшение теплоизоляции зданий, использование более экономичных транспортных средств и использование более эффективных электроприборов - все это способы сократить потребление энергии и, следовательно, выбросы CO 2 .

Энергосбережение

Снижение личного потребления энергии за счет выключения света и электроники, когда они не используются, снижает потребность в электроэнергии.Сокращение пройденного расстояния в транспортных средствах снижает расход бензина. Оба способа сокращают выбросы CO 2 за счет энергосбережения.

Узнайте больше о том, что вы можете делать дома, в школе, в офисе и в дороге, чтобы экономить энергию и сокращать выбросы углекислого газа.

Переключение топлива

Производство большего количества энергии из возобновляемых источников и использование топлива с более низким содержанием углерода являются способами сокращения выбросов углерода.

Улавливание и секвестрация углерода (CCS)

Улавливание и связывание углекислого газа - это набор технологий, которые потенциально могут значительно сократить выбросы CO 2 от новых и существующих угольных и газовых электростанций, промышленных процессов и других стационарных источников CO 2 . Например, улавливание CO 2 из дымовых труб угольной электростанции до того, как он попадет в атмосферу, транспортировка CO 2 по трубопроводу и закачка CO 2 глубоко под землю в тщательно выбранные и подходящие геологические геологические условия. формация, такая как близлежащее заброшенное нефтяное месторождение, где она надежно хранится.

Узнайте больше о CCS.

Изменения в землепользовании и практике управления земельными ресурсами

Узнайте больше о землепользовании, изменениях в землепользовании и лесном хозяйстве.

1 Атмосферный CO 2 является частью глобального углеродного цикла, и поэтому его судьба является сложной функцией геохимических и биологических процессов. Часть избыточного углекислого газа будет быстро поглощаться (например, поверхностью океана), но часть останется в атмосфере в течение тысяч лет, отчасти из-за очень медленного процесса переноса углерода в океанические отложения.

2 МГЭИК (2013 г.). Изменение климата 2013: основы физических наук. Exit Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.

Начало страницы

Выбросы метана

В 2018 году метан (CH 4 ) составлял около 9.5 процентов всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Деятельность человека с выбросом метана включает утечки из систем природного газа и разведение домашнего скота. Метан также выделяется из природных источников, таких как естественные водно-болотные угодья. Кроме того, естественные процессы в почве и химические реакции в атмосфере способствуют удалению CH 4 из атмосферы. Время жизни метана в атмосфере намного короче, чем у углекислого газа (CO 2 ), но CH 4 более эффективно улавливает радиацию, чем CO 2 .Фунт за фунтом, сравнительное воздействие CH 4 в 25 раз больше, чем CO 2 за 100-летний период. 1

В глобальном масштабе 50-65 процентов общих выбросов CH 4 приходится на деятельность человека. 2, 3 Метан выделяется в результате деятельности в сфере энергетики, промышленности, сельского хозяйства и удаления отходов, описанных ниже.

  • Сельское хозяйство . Домашний скот, такой как крупный рогатый скот, свиньи, овцы и козы, вырабатывает CH 4 как часть нормального процесса пищеварения.Кроме того, при хранении или обработке навоза в лагунах или резервуарах для хранения образуется CH 4 . Поскольку люди выращивают этих животных для еды и других продуктов, считается, что выбросы связаны с деятельностью человека. При объединении выбросов домашнего скота и навоза сельскохозяйственный сектор является крупнейшим источником выбросов CH 4 в Соединенных Штатах. Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США» «Сельское хозяйство».
  • Энергетика и промышленность .Системы природного газа и нефти являются вторым по величине источником выбросов CH 4 в Соединенных Штатах. Метан - это основной компонент природного газа. Метан выбрасывается в атмосферу при добыче, переработке, хранении, транспортировке и распределении природного газа, а также при производстве, переработке, транспортировке и хранении сырой нефти. Добыча угля также является источником выбросов CH 4 . Для получения дополнительной информации см. Раздел «Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США» , посвященный газовым и нефтяным системам.
  • Бытовые отходы и предприятия. Метан образуется на свалках при разложении отходов и при очистке сточных вод. Свалки являются третьим по величине источником выбросов CH 4 в Соединенных Штатах. Метан также образуется при очистке бытовых и промышленных сточных вод и при компостировании. Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов парниковых газов в США и стоки ».

Метан также выделяется из ряда природных источников.Природные водно-болотные угодья являются крупнейшим источником выбросов CH 4 от бактерий, разлагающих органические материалы в отсутствие кислорода. Меньшие источники включают термиты, океаны, отложения, вулканы и лесные пожары.

Чтобы узнать больше о роли CH 4 в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы метана в США сократились на 18,1 процента с 1990 по 2018 год.В течение этого периода выбросы увеличились из источников, связанных с сельскохозяйственной деятельностью, в то время как выбросы снизились из источников, связанных со свалками, добычей угля, а также из систем природного газа и нефти.

Примечание: все оценки выбросов из Реестра по выбросам и стокам парниковых газов США: 1990-2018 гг. . В этих оценках используется потенциал глобального потепления для метана, равный 25, на основании требований к отчетности в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов метана

Есть несколько способов сократить выбросы CH 4 . Некоторые примеры обсуждаются ниже. EPA имеет ряд добровольных программ по сокращению выбросов CH 4 в дополнение к нормативным инициативам. EPA также поддерживает Global Methane Initiative Exit, международное партнерство, поощряющее глобальные стратегии сокращения выбросов метана.

Примеры возможностей сокращения выбросов метана
Источник выбросов Как снизить выбросы
Промышленность

Модернизация оборудования, используемого для добычи, хранения и транспортировки нефти и природного газа, может уменьшить многие утечки, которые способствуют выбросам CH 4 .Метан угольных шахт также можно улавливать и использовать для получения энергии. Узнайте больше о программе EPA Natural Gas STAR и программе охвата метана из угольных пластов.

Сельское хозяйство

Метан от методов обращения с навозом может быть уменьшен и улавлен путем изменения стратегии обращения с навозом. Кроме того, изменение практики кормления животных может снизить выбросы в результате кишечной ферментации. Узнайте больше об улучшенных методах обращения с навозом в программе EPA AgSTAR.

Домашние и деловые отходы

Поскольку выбросы CH 4 из свалочного газа являются основным источником выбросов CH 4 в Соединенных Штатах, меры контроля выбросов, которые улавливают выбросы CH 4 на свалках, являются эффективной стратегией сокращения. Узнайте больше об этих возможностях и программе EPA по распространению метана на свалках.

Список литературы

1 МГЭИК (2007). Изменение климата 2007: основы физических наук Выход. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
2 IPCC (2013). Изменение климата 2013: основы физических наук. Exit Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
3 The Global Carbon Project Exit (2019).

Начало страницы

Выбросы оксида азота

В 2018 году на закись азота (N 2 O) приходилось около 6,5% всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека.Деятельность человека, такая как сельское хозяйство, сжигание топлива, очистка сточных вод и промышленные процессы, увеличивает количество N 2 O в атмосфере. Закись азота также естественным образом присутствует в атмосфере как часть круговорота азота Земли и имеет множество естественных источников. Молекулы закиси азота остаются в атмосфере в среднем 114 лет, прежде чем удаляются стоком или разрушаются в результате химических реакций. Воздействие 1 фунта N 2 O на нагревание атмосферы почти в 300 раз превышает воздействие 1 фунта диоксида углерода. 1

Примечание. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2018 гг.

Увеличить изображение для сохранения или печати В глобальном масштабе около 40 процентов от общего объема выбросов N 2 O приходится на деятельность человека. 2 Закись азота выбрасывается в результате деятельности сельского хозяйства, транспорта, промышленности и других видов деятельности, описанных ниже.

  • Сельское хозяйство. Закись азота может образовываться в результате различных мероприятий по управлению сельскохозяйственными почвами, таких как внесение синтетических и органических удобрений и другие методы возделывания культур, обработка навоза или сжигание сельскохозяйственных остатков.Обработка сельскохозяйственных земель является крупнейшим источником выбросов N 2 O в Соединенных Штатах, что составляет около 77,8 процента от общих выбросов N 2 O в США в 2018 году.
  • Сгорание топлива. Закись азота выделяется при сжигании топлива. Количество N 2 O, выделяемого при сжигании топлива, зависит от типа топлива и технологии сжигания, технического обслуживания и методов эксплуатации.
  • Промышленность. Закись азота образуется как побочный продукт при производстве химикатов, таких как азотная кислота, которая используется для производства синтетических коммерческих удобрений, и при производстве адипиновой кислоты, которая используется для производства волокон, таких как нейлон, и других синтетических продуктов.
  • Отходы. Закись азота также образуется при очистке бытовых сточных вод во время нитрификации и денитрификации присутствующего азота, обычно в форме мочевины, аммиака и белков.

Выбросы закиси азота происходят естественным образом из многих источников, связанных с круговоротом азота, который представляет собой естественную циркуляцию азота в атмосфере, среди растений, животных и микроорганизмов, обитающих в почве и воде. Азот принимает различные химические формы на протяжении всего азотного цикла, включая N 2 O.Естественные выбросы N 2 O происходят в основном от бактерий, разлагающих азот в почвах и океанах. Закись азота удаляется из атмосферы, когда она поглощается определенными типами бактерий или разрушается ультрафиолетовым излучением или химическими реакциями.

Чтобы узнать больше об источниках N 2 O и его роли в потеплении атмосферы, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы закиси азота в США в период с 1990 по 2018 год оставались относительно неизменными.Выбросы закиси азота от мобильных устройств сгорания снизились на 63,7 процента с 1990 по 2018 год в результате введения стандартов контроля выбросов для дорожных транспортных средств. Выбросы закиси азота от сельскохозяйственных почв в течение этого периода варьировались и были примерно на 7,0% выше в 2018 году, чем в 1990 году, в основном за счет увеличения использования азотных удобрений.

Примечание. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2018 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов оксида азота

Существует несколько способов снижения выбросов N 2 O, которые обсуждаются ниже.

Примеры возможностей сокращения выбросов оксида азота
Источник выбросов Примеры сокращения выбросов
Сельское хозяйство

На внесение азотных удобрений приходится большая часть выбросов N 2 O в Соединенных Штатах. Выбросы можно снизить за счет сокращения внесения азотных удобрений и более эффективного внесения этих удобрений, 3 , а также путем изменения практики использования навоза на ферме.

Сгорание топлива
  • Закись азота является побочным продуктом сгорания топлива, поэтому снижение расхода топлива в автомобилях и вторичных источниках может снизить выбросы.
  • Кроме того, внедрение технологий борьбы с загрязнением (например, каталитических нейтрализаторов для уменьшения количества загрязняющих веществ в выхлопных газах легковых автомобилей) также может снизить выбросы N 2 O.

Промышленность

Список литературы

1 IPCC (2007) Изменение климата 2007: основы физических наук Exit. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
2 IPCC (2013). Изменение климата 2013: выход из основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T.Ф., Цинь Д., Г.-К. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
3 EPA (2005). Потенциал снижения выбросов парниковых газов в лесном и сельском хозяйстве США Exit. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, США.

Начало страницы

Выбросы фторированных газов

В отличие от многих других парниковых газов, фторсодержащие газы не имеют естественных источников и образуются только в результате деятельности человека.Они выбрасываются в атмосферу при их использовании в качестве заменителей озоноразрушающих веществ (например, в качестве хладагентов) и при различных промышленных процессах, таких как производство алюминия и полупроводников. Многие фторированные газы имеют очень высокий потенциал глобального потепления (ПГП) по сравнению с другими парниковыми газами, поэтому небольшие атмосферные концентрации могут иметь непропорционально большое влияние на глобальную температуру. Они также могут иметь долгую жизнь в атмосфере - в некоторых случаях - тысячи лет. Как и другие долгоживущие парниковые газы, большинство фторированных газов хорошо перемешано в атмосфере и после выброса распространяется по всему миру.Многие фторированные газы удаляются из атмосферы только тогда, когда они разрушаются солнечным светом в дальних верхних слоях атмосферы. В целом, фторированные газы являются наиболее мощным и долговременным типом парниковых газов, выделяемых в результате деятельности человека.

Существует четыре основных категории фторированных газов: гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (SF 6 ) и трифторид азота (NF 3 ). Ниже описаны крупнейшие источники выбросов фторсодержащих газов.

  • Замена озоноразрушающих веществ. Гидрофторуглероды используются в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов, пенообразователей, растворителей и антипиренов. Основным источником выбросов этих соединений является их использование в качестве хладагентов, например, в системах кондиционирования воздуха в транспортных средствах и зданиях. Эти химические вещества были разработаны для замены хлорфторуглеродов (ХФУ) и гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ), поскольку они не разрушают стратосферный озоновый слой.Хлорфторуглероды и ГХФУ постепенно сокращаются в соответствии с международным соглашением, называемым Монреальским протоколом. ГФУ являются мощными парниковыми газами с высоким ПГП, и они выбрасываются в атмосферу во время производственных процессов, а также в результате утечек, обслуживания и утилизации оборудования, в котором они используются. Недавно разработанные гидрофторолефины (ГФО) представляют собой подмножество ГФУ и характеризуются коротким сроком службы в атмосфере и более низкими ПГП. В настоящее время HFO внедряются в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов и пенообразователей.
  • Промышленность. Перфторуглероды производятся как побочный продукт при производстве алюминия и используются в производстве полупроводников. ПФУ обычно имеют длительный срок службы в атмосфере и ПГП около 10 000. Гексафторид серы используется при обработке магния и производстве полупроводников, а также в качестве индикаторного газа для обнаружения утечек. ГФУ-23 производится как побочный продукт производства ГХФУ-22 и используется в производстве полупроводников.
  • Передача и распределение электроэнергии. Гексафторид серы используется в качестве изоляционного газа в оборудовании для передачи электроэнергии, включая автоматические выключатели. ПГП SF 6 составляет 22 800, что делает его самым сильным парниковым газом, оцененным Межправительственной группой экспертов по изменению климата.

Чтобы узнать больше о роли фторированных газов в нагревании атмосферы и их источниках, посетите страницу «Выбросы фторированных парниковых газов».

Выбросы и тенденции

В целом выбросы фторсодержащих газов в США увеличились примерно на 83.4 процента в период с 1990 по 2018 год. Это увеличение было обусловлено увеличением выбросов гидрофторуглеродов (ГФУ) с 1990 года на 268,8 процента, поскольку они широко использовались в качестве заменителя озоноразрушающих веществ. Выбросы перфторуглеродов (ПФУ) и гексафторида серы (SF 6 ) фактически снизились за это время благодаря усилиям по сокращению выбросов в промышленности по производству алюминия (ПФУ) и в сфере передачи и распределения электроэнергии (SF 6 ).

Примечание: все оценки выбросов из реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2018 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов фторсодержащих газов

Поскольку большинство фторированных газов имеют очень долгое время жизни в атмосфере, потребуется много лет, чтобы увидеть заметное снижение текущих концентраций. Однако существует ряд способов снизить выбросы фторированных газов, описанных ниже.

Примеры возможностей восстановления фторированных газов
Источник выбросов Примеры сокращения выбросов
Замена озоноразрушающих веществ в домах и на предприятиях

Хладагенты, используемые на предприятиях и в жилых домах, выделяют фторированные газы.Выбросы можно сократить за счет более эффективного обращения с этими газами и использования заменителей с более низким потенциалом глобального потепления и других технологических усовершенствований. Посетите сайт EPA по защите озонового слоя, чтобы узнать больше о возможностях сокращения выбросов в этом секторе.

Промышленность

Промышленные пользователи фторированных газов могут сократить выбросы за счет внедрения процессов рециркуляции и уничтожения фторированного газа, оптимизации производства для минимизации выбросов и замены этих газов альтернативными.EPA имеет следующие ресурсы для управления этими газами в промышленном секторе:

Передача и распределение электроэнергии

Гексафторид серы - это чрезвычайно сильный парниковый газ, который используется для нескольких целей при передаче электроэнергии по электросети. EPA работает с промышленностью над сокращением выбросов в рамках Партнерства SF 6 по сокращению выбросов для электроэнергетических систем, которое способствует обнаружению и ремонту утечек, использованию оборудования для рециркуляции и обучению сотрудников.

Транспорт

Гидрофторуглероды (ГФУ) выделяются в результате утечки хладагентов, используемых в системах кондиционирования воздуха транспортных средств. Утечку можно уменьшить за счет более совершенных компонентов системы и за счет использования альтернативных хладагентов с более низким потенциалом глобального потепления, чем те, которые используются в настоящее время. Стандарты EPA на легковые и тяжелые автомобили стимулировали производителей производить автомобили с более низким уровнем выбросов ГФУ.

Начало страницы

Список литературы

1 МГЭИК (2007) Изменение климата 2007: Выход из основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Великобритания 996 с.

.

Какие газы являются парниковыми? - Жан-Марк Янковичи

Определение парникового газа в то же время очень просто и очень сложно для обычного мужчины (или женщины!): Такой газ - это «просто» газ, смешанный с атмосферой, который поглощает инфракрасное излучение. излучение, испускаемое земной поверхностью. Мы не привыкли к этим газам, потому что ни азот, ни кислород, два самых распространенных газа в атмосфере (78% и 21% соответственно), о которых многие из нас слышали, не обладают такой способностью улавливать инфракрасное излучение.Но раз уж это сказано, что это за газы в точности? И являемся ли мы единственными источниками этих газов?

«Природные» парниковые газы

Двумя основными газами, вызывающими парниковый эффект (и не только его недавнее увеличение), являются:

Есть и другие такие газы, и даже многие другие. Некоторые из них являются «естественными», что означает, что они присутствовали в атмосфере до появления людей, а другие можно назвать «искусственными» в том смысле, что они присутствуют в атмосфере только благодаря нам.

Помимо воды и CO2, другими важными «естественными» парниковыми газами являются:

  • метан (Ch5), который представляет собой не что иное, как газ для приготовления пищи, который мы используем в наших печах,
  • Оксид азота (N2O), научное название… веселящего газа (что здесь не так уж забавно),
  • озон (O3), в молекуле которого 3 атома кислорода (в молекулах «обычного» газообразного кислорода всего 2 атома кислорода).

Когда мы говорим, что эти газы «естественные», это не значит, что люди не играли роли в том количестве, которое мы можем найти в атмосфере сегодня.Это просто означает, что есть еще и природные источники (или природные циклы). Для этих 3-х вышеупомянутых газов человечество «просто» добавляет свою долю к естественным выбросам и, следовательно, значительно увеличивает их концентрацию в воздухе.

Все эти «природные» газы учитываются в международных переговорах (например, Киотский протокол), за исключением озона, поскольку он не имеет прямых выбросов. Озон является результатом тонкой химии, происходящей в воздухе, с участием «прекурсоров», которые представляют собой обычные загрязнители - NOx, углеводороды - с помощью солнечных лучей.Подсчитать - даже приблизительно - количество озона, выбрасываемого страной, сегодня явно очень сложно.

«Промышленные» парниковые газы

Основными «промышленными» парниковыми газами являются галоидоуглероды (общая формула CxHyHalz, где Hal представляет любой галоген): он обозначает огромное семейство газов, получаемых путем замещения в молекуле углеводорода (пропана, бутана или даже октана, чем можно найти в автомобильном газе - это углеводороды), водород полностью или частично поступает из газообразного галогена (фтор, хлор, йод…).Полученные таким образом молекулы обладают двумя важными для нашей цели свойствами:

  • Обычно они высокоэффективны для поглощения инфракрасного излучения, намного больше, чем CO2 (их полосы поглощения велики).
  • Некоторые из них (например, перфторуглероды) очень «твердые»: они чрезвычайно стабильны, и только ультрафиолетовые лучи высокой энергии или космические лучи могут «разорвать» связи этих молекул, когда они окажутся в атмосфере. Поскольку эти процессы разложения происходят медленно и вдали от земли, молекулы галогенуглерода обычно очень долго находятся в воздухе, потому что необходимо подождать, пока они попадут в стратосферу - даже если они (очень) тяжелые молекулы - прежде чем они станут деградировали, а для этого могут потребоваться тысячи лет.

Среди галоидоуглеродов мы найдем хорошо известное подсемейство: ХФУ (для хлорфторуглеродов). Они не только являются мощными парниковыми газами, но также приводят к уменьшению содержания стратосферного озона. Их производство было постепенно запрещено в соответствии с Монреальским протоколом, подписанным в 1987 году, и это не касается других парниковых газов.

Существует еще один «промышленный» газ, о котором часто упоминают эксперты, - гексафторид серы (SF6). Он используется, например, для заполнения трансформаторов (которым требуются газы, которые остаются инертными в экстремальных условиях) или… двойного остекления.Он не выделяется в больших количествах, но он даже более мощный, чем любой галоидуглерод, и его разложение требует нескольких тысяч лет.

Какие газы вызывают более сильный парниковый эффект и откуда они берутся?

Если мы не будем беспокоиться о происхождении (естественном или антропном) парниковых газов, то самый сильный парниковый эффект вызывает… водяной пар.

Нарушение «естественного» парникового эффекта за счет газа.Поскольку галогенуглероды являются промышленными газами, они здесь не представлены.

Относительная важность каждого газа сегодня не сильно изменилась.

Источник: IPCC, 1992.

Но если мы рассматриваем только парниковый эффект человеческого происхождения , иногда называемый «дополнительным» парниковым эффектом (потому что он идет поверх естественного), или антропный парниковый эффект , относительная важность каждого газа совершенно разная. :

  • антропные выбросы в воду незначительны .Действительно, на планете, которая на две трети покрыта водой, и с учетом того, что вода не накапливается в атмосфере, где время ее пребывания составляет примерно неделю, прямые выбросы водяного пара человеком не оказывают значительного воздействия на глобальный водный цикл. Люди определенно могут вызвать серьезные нарушения круговорота воды в локальном масштабе (за счет вырубки лесов, орошения, создания плотин и т. Д.), Но это не имеет значительных последствий для средней доли водяного пара в атмосфере в глобальном масштабе, и следовательно, о глобальном парниковом эффекте от водяного пара.Это объясняет, почему водяной пар не принимается во внимание при измерении выбросов парниковых газов, вызванных деятельностью человека, за исключением некоторых очень особых случаев.
  • CO2 генерирует чуть более 55% антропогенного парникового эффекта . Конечно, существуют естественные выбросы CO2 (дыхание животных, растений и человечества, разложение биомассы, естественные лесные пожары, выбросы в океан…). Антропный СО2 поступает:
    • от использования ископаемых видов топлива (уголь, нефть, природный газ) в большей части,
    • из промышленных процессов для небольшой части (при упоминании этих процессов мы исключаем горение, но учитываем только другие химические реакции), например производство цемента,
    • от вырубки лесов на значительную часть, особенно между тропиками (см. Пояснения на странице раковин).
  • Метан генерирует чуть более 15% парникового эффекта, вызванного деятельностью человека . Метан - не что иное, как основной компонент «природного газа» (а также газ для приготовления пищи большинства людей и ... рудничный газ, которого так опасаются шахтеры), и он образуется, как только любое органическое соединение разлагается (в результате гниения или брожения) в отсутствие воздуха (фактически отсутствие кислорода), например, под водой или под землей. Запасы природного газа формировались именно так, давным-давно, в результате распада наземной или морской биомассы.Таким образом, обнаружение метана в атмосфере является совершенно нормальным явлением из-за наличия болот и… термитов! Но человек добавил свою роль:
    • Сжигание биомассы, особенно в тропической зоне. Сжигание древесины - это почти всегда несовершенное сгорание, при котором в атмосферу выделяются несгоревшие или частично сгоревшие углеводороды, включая метан,
    • разведение крупного рогатого скота (коровы, овцы, козы, яки и вообще любые жвачные животные), потому что пища, которую они потребляют, ферментирует в их желудках, и это приводит к выбросам метана в атмосферу (еще один вывод состоит в том, что все жвачные животные отрыгивают, но лошади, которые не жвачные, а просто пердят).Читателю может быть интересно узнать, что на Земле около 1,4 миллиарда коров: они весят больше, чем люди! И их выбросы метана далеко не маргинальные.
    • рисовые лопатки, которые являются влажными зонами точно так же, как болота (где кусочки мертвых растений падают под воду и разрушаются там в отсутствие кислорода),
    • дампиард (снова гниение) и производство компоста,
    • Производство ископаемого топлива из-за утечек (добыча нефти и газа) или вентиляции шахт (уголь).
  • галоидоуглероды генерируют чуть более 10% антропогенного парникового эффекта (без природных источников). Эти газы используются:
    • в качестве жидкостей для наполнения холодильников и вообще любых устройств, генерирующих холод (кондиционер, бытовые или автомобильные, морозильные камеры и т. Д.). Выбросы происходят из-за утечек во время использования (почти любое холодное устройство дает хотя бы небольшую утечку) или при сбросе.
    • в качестве пропеллентов в аэрозольных баллончиках: широко известные CFC представляют собой подмножество галоидуглеродов; Монреальский протокол принял решение об их постепенном запрете, потому что, помимо того, что они являются мощными парниковыми газами, они также ответственны за разрушение озона на больших высотах,
    • в ряде промышленных процессов (производство пенопласта, а также… полупроводников: любой, кто читает это предложение или использует сотовый телефон, косвенно является источником выбросов галогенуглерода).
  • Закись азота (N2O) генерирует примерно 5% парникового эффекта, вызванного деятельностью человека . Этот газ является побочным продуктом микробной активности в почве (и, очевидно, участвует в круговороте азота), и поэтому также имеет естественные источники, в основном влажные зоны. Человеческая часть происходит от:
    • Применение удобрений в сельском хозяйстве,
    • некоторые химические производства (неудивительно: среди них и производство азотной кислоты).
  • Озон (O3) генерирует примерно 10% парникового эффекта, вызванного деятельностью человека .Озон - это вариант «обычной» молекулы кислорода (у него 3 атома кислорода вместо 2 для «обычного» газообразного кислорода), и он естественным образом присутствует в атмосфере. Нам это нравится (очень) или нет, в зависимости от того, где мы это находим:
    • в верхних слоях атмосферы, где он называется стратосферным озоном (стратосфера - это слой атмосферы, находящийся на высоте от 10 до 50 км над землей), он останавливает ультрафиолетовое излучение, исходящее от Солнца, которое имеет способность разрушаться. некоторые слабые химические связи в органических молекулах.Это место нам очень нравится, потому что его появление позволило развитым формам жизни выйти из океанов (и если этот озон внезапно исчезнет, ​​сомнительно, смогут ли развитые формы жизни надолго остаться на появившейся земле),
    • в наших городах, это очень агрессивный загрязнитель, и мы бы его там не видели! Тропосферный озон (тропосфера , - самый нижний слой атмосферы, тот, который «касается» земли) является классическим компонентом загрязнения воздуха и косвенно возникает в результате сгорания углеводородов.Таким образом, вклад тропосферного озона в основном является следствием автомобильного и воздушного транспорта.

С начала индустриальной эры, то есть в 1750 году, все дополнительные парниковые газы, которые мы вливаем в атмосферу, создали «радиационное воздействие», которое составляет примерно 1% поступающей солнечной энергии.

Другими словами, за счет выбросов парниковых газов человек изменил окружающую среду «точно так, как если бы» поступающая солнечная энергия увеличилась на 1%.1%, что может показаться очень маленьким. Но, учитывая значительную энергию, хрупкий баланс многих подсистем климатической машины и тот факт, что это усовершенствование, однажды сделанное, сохраняется в течение очень долгого времени, оно очень важно для нашего будущего, поскольку мы увидим позже.

Как долго парниковые газы остаются в атмосфере?

Эти газы, попав в атмосферу, не остаются там навсегда. Их можно удалить различными способами:

  • это может быть следствием физического процесса.Например, дождь, являющийся следствием конденсации (физического процесса), удаляет водяной пар из атмосферы.
  • это может быть следствием химической реакции, происходящей в атмосфере. Так обстоит дело, например, с метаном, который по существу удаляется из атмосферы в результате реакции с радикалами ОН, в результате чего, помимо прочего, образуется CO2. То же самое и с озоном, очень химически активным газом, который исчезает из атмосферы в считанные часы или дни, будучи способным соединяться со многими другими соединениями (включая наши легкие!),
  • процесс удаления может быть физико-химической реакцией на границе атмосферы и другого отсека планеты.CO2, например, восстанавливается путем фотосинтеза (граница между атмосферой и землей) или растворяется в океане, а затем превращается в ионы бикарбоната и карбоната (CO2 химически стабилен в атмосфере),
  • как следствие радиационного процесса. Например, космические лучи и ультрафиолетовое излучение с наибольшей энергией, испускаемое Солнцем, способны разрушить нервную систему многих молекул в верхних слоях атмосферы. Таким образом «исчезают» часть галогенуглеродов и часть закиси азота.Галоидоуглероды являются тяжелыми молекулами, и им требуется много времени, чтобы диффундировать в стратосферу, поэтому этот способ удаления касается только тех, которые химически стабильны в нижних слоях атмосферы (практически насыщенные галоидоуглероды). Когда галогенуглероды удерживают достаточно водорода, они, как правило, удаляются, как метан, в результате химических реакций с гидроксильными радикалами.

Но здесь есть очень неприятный сюрприз: в отличие от водяного пара, который довольно быстро удаляется после выброса, другим газам требуется очень много времени , чтобы уйти после выброса.Трудно точно определить, сколько времени необходимо для удаления данного газа, потому что атмосфера - очень сложная система, включающая огромное количество физических и химических реакций (это не кажется так, когда мы просто смотрим вверх !), с множеством обратных связей, и прогнозирование времени пребывания с хорошей точностью для данного газа является сложной задачей.

При этом, тем не менее, невозможно дать приблизительную оценку времени пребывания (иногда называемого атмосферным сроком службы), то есть времени, необходимого для удаления излишков газа.Конечно, это время актуально сегодня, но вполне может перестать быть, если условия сильно изменятся завтра.

лет
Gaz Durée de séjour приблизительно в атмосфере
CO2 100 лет
Метан (Ch5)
Галоидоуглероды (CnHalp) от нескольких недель до 50 000 лет

Мы сразу видим выше, что подавляющее большинство парниковых газов, которые мы выбрасываем сегодня, включая СО2, который мы выбросили сегодня утром при поездке в автомобиле или при включении центрального отопления (уголь, мазут или природный газ) останется выше

.

Смотрите также

 
Copyright © - Теплицы и парники.
Содержание, карта.