Миллион на теплице

За борьбой против глобального потепления и изменения климата стоит увеличение количества парниковых газов в нашей атмосфере. Парниковый газ - это любое газообразное соединение в атмосфере, способное 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 распространенности 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 резко возросло за последнее время.До промышленной революции содержание CO2 в атмосфере колебалось от 180 частей на миллион (частей на миллион) во время ледниковых периодов и 280 частей на миллион во время межледниковых периодов тепла. Однако после промышленной революции количество CO2 увеличивалось в 100 раз быстрее, чем при завершении последнего ледникового периода, по данным Национального управления по исследованию океана и атмосферы (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 уровни CO2 в атмосфере увеличились почти на 38 процентов, а уровни 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 самым теплым годом, а 20 самых жарких лет за всю историю наблюдений пришли на период 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.

Согласно 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.

глобальных данных о выбросах парниковых газов | Выбросы парниковых газов (ПГ)

На этой странице:

Глобальные выбросы газа

В глобальном масштабе основными парниковыми газами, выбрасываемыми в результате деятельности человека, являются:

• Двуокись углерода (CO ₂ ) : Использование ископаемого топлива является основным источником CO ₂ . CO ₂ также может выделяться в результате прямого антропогенного воздействия на лесное хозяйство и другие виды землепользования, например, в результате обезлесения, расчистки земель для ведения сельского хозяйства и деградации почв.Точно так же земля может также удалять CO ₂ из атмосферы посредством лесовозобновления, улучшения почв и других мероприятий.
• Метан (CH ₄ ) : Сельскохозяйственная деятельность, управление отходами, использование энергии и сжигание биомассы - все это способствует выбросам CH ₄ .
• Закись азота (N ₂ O) : Сельскохозяйственная деятельность, такая как использование удобрений, является основным источником выбросов N ₂ O. При сжигании ископаемого топлива также образуется N ₂ O.
• Фторированные газы (F-газы) : Промышленные процессы, охлаждение и использование различных потребительских товаров способствуют выбросам F-газов, которые включают гидрофторуглероды (HFC), перфторуглероды (PFC) и гексафторид серы (SF ₆ ).

Черный углерод - это твердые частицы или аэрозоль, а не газ, но он также способствует нагреванию атмосферы. Узнайте больше о сажи и изменении климата на нашей странице «Причины изменения климата».

Начало страницы

Глобальные выбросы по секторам экономики

Глобальные выбросы парниковых газов также можно разбить по видам экономической деятельности, которые приводят к их производству. ^[1]

• Производство электроэнергии и тепла (25% мировых выбросов парниковых газов в 2010 г.): Сжигание угля, природного газа и нефти для производства электроэнергии и тепла является крупнейшим источником выбросов парниковых газов в мире.
• Промышленность (21% глобальных выбросов парниковых газов в 2010 г.): Выбросы парниковых газов от промышленности в основном связаны с ископаемым топливом, сжигаемым на объектах для получения энергии.Этот сектор также включает выбросы в результате химических, металлургических процессов и процессов переработки минерального сырья, не связанные с потреблением энергии, и выбросы в результате деятельности по управлению отходами. (Примечание: выбросы от промышленного использования электроэнергии исключены и вместо этого включены в сектор производства электроэнергии и тепла.)
• Сельское, лесное и другое землепользование (24% глобальных выбросов парниковых газов в 2010 г.): выбросы парниковых газов в этом секторе в основном связаны с сельским хозяйством (выращивание сельскохозяйственных культур и животноводство) и обезлесением.Эта оценка не включает CO ₂ , который экосистемы удаляют из атмосферы путем связывания углерода в биомассе, мертвом органическом веществе и почвах, что компенсирует примерно 20% выбросов в этом секторе. ^[2]
• Транспорт (14% мировых выбросов парниковых газов в 2010 г.): Выбросы парниковых газов в этом секторе в основном связаны с ископаемым топливом, сжигаемым для автомобильного, железнодорожного, воздушного и морского транспорта. Почти вся (95%) мировой транспортной энергии производится из топлива на нефтяной основе, в основном бензина и дизельного топлива.
• Здания (6% глобальных выбросов парниковых газов в 2010 г.): Выбросы парниковых газов в этом секторе возникают в результате производства энергии на месте и сжигания топлива для обогрева зданий или приготовления пищи в домах. (Примечание: выбросы от использования электроэнергии в зданиях исключены и вместо этого включены в сектор «Производство электроэнергии и тепла».)
• Другая энергия (10% глобальных выбросов парниковых газов в 2010 г.): Этот источник выбросов парниковых газов относится ко всем выбросам в секторе энергетики, которые напрямую не связаны с производством электроэнергии или тепла, например, добыча топлива, очистка, переработка, и транспорт.

Примечание по категориям выбросов.

Начало страницы

Тенденции мировых выбросов

Начало страницы

Выбросы по странам

Источник: Boden, T.A., Marland, G., and Andres, R.J. (2017). Национальные выбросы CO2 в результате сжигания ископаемого топлива, производства цемента и факельного сжигания газа: 1751-2014, Центр анализа информации по двуокиси углерода, Национальная лаборатория Ок-Ридж, Министерство энергетики США, DOI 10.3334 / CDIAC / 00001_V2017. В 2014 году верхний уровень диоксида углерода (CO ₂ ) источниками выбросов были Китай, США, Европейский Союз, Индия, Российская Федерация и Япония.Эти данные включают выбросы CO ₂ от сжигания ископаемого топлива, а также производства цемента и сжигания газа. Вместе эти источники составляют значительную долю общих глобальных выбросов CO ₂ .

Выбросы и поглотители, связанные с изменениями в землепользовании, не включены в эти оценки. Однако изменения в землепользовании могут иметь важное значение: оценки показывают, что чистые глобальные выбросы парниковых газов от сельского, лесного и другого землепользования составили более 8 миллиардов метрических тонн CO _{2 эквивалента} , ^[2] или около 24% от общие глобальные выбросы парниковых газов. ^[3] В таких регионах, как Соединенные Штаты и Европа, изменения в землепользовании, связанные с деятельностью человека, имеют чистый эффект поглощения CO ₂ , частично компенсируя выбросы от обезлесения в других регионах.

Начало страницы

Список литературы

1. IPCC (2014). Изменение климата 2014: смягчение последствий изменения климата . Exit Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Edenhofer, O., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, И. Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Й. Саволайнен, С. Шлёмер , К. фон Стехов, Т. Цвикель и Дж. К. Минкс (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.

2. ФАО (2014). Выбросы из источников в сельском, лесном и другом землепользовании и сбросы стоками. (89 стр., 3,5 млн., О PDF) Exit Отдел климата, энергетики и владения недвижимостью, ФАО.

3. IPCC (2014): Climate Change 2014: Synthesis Report. Вклад рабочих групп I, II и III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. (80 стр., 4,2 Mб, о PDF) Exit [Core Writing Team, R.K. Пачаури и Л.А. Мейер (ред.)]. МГЭИК, Женева, Швейцария, 151 стр.

Начало страницы

Примечание по категориям секторов выбросов:

Оценки глобальных выбросов, описанные на этой странице, взяты из Пятого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов (МГЭИК) по изменению климата.В этом отчете некоторые категории секторов определены иначе, чем они определены на странице «Источники выбросов парниковых газов» на этом веб-сайте. Транспорт, промышленность, сельское хозяйство, землепользование и лесное хозяйство - это четыре глобальных сектора выбросов, которые примерно соответствуют секторам США. Энергоснабжение, коммерческие и жилые здания, сточные воды и сточные воды классифицируются несколько иначе. Например, сектор энергоснабжения МГЭИК для глобальных выбросов включает сжигание ископаемого топлива для производства тепла и энергии во всех секторах.В отличие от этого, обсуждение источников в США отслеживает выбросы от электроэнергии отдельно и относит выбросы тепла и электроэнергии на месте к их соответствующим секторам (т. Е. Выбросы от газа или нефти, сжигаемых в печах для отопления зданий, относятся к жилому и коммерческому сектору ). МГЭИК определила отходы и сточные воды как отдельный сектор, а на странице «Источники выбросов парниковых газов» выбросы отходов и сточных вод относятся к коммерческому и жилому сектору.

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: NASA / JPL-Caltech

Парниковый эффект действует на Земле примерно так же. 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: NASA / JPL-Caltech

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

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 содержание - 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?