CE GAZE PROVOACĂ SUPRAÎNCĂLZIREA ATMOSFEREI? - ŞTIINŢĂ - 2025

Gazele care provoacă supraîncălzirea atmosferei sunt cele care absorb și emit radiații infraroșii. De asemenea, gazele care afectează stratul de ozon contribuie la supraîncălzire, deoarece facilitează o penetrare mai mare a radiațiilor ultraviolete.

Încălzirea globală este creșterea temperaturii medii în biosfera terestră care se datorează efectului de seră. Acest efect este un fenomen natural care constă în blocarea ieșirii căldurii terestre (radiații infraroșii) către spațiul exterior.

Gaze care provoacă supraîncălzire. Sursa: O cravată liberă

Acest blocaj este exercitat de unele dintre gazele care formează în mod natural atmosfera pământului, cum ar fi vaporii de apă și CO2. Acesta este un fenomen care apare în mod natural și permite planetei să aibă o temperatură adecvată din punct de vedere biologic.

Cum încălzesc gazele Pământul?

Sursa fundamentală de energie care încălzește Pământul este radiația solară, în special radiațiile ultraviolete. Este parțial filtrat de stratul de ozon (O3) din stratosferă.

Radiația ultravioletă (undă scurtă) care reușește să pătrundă încălzește suprafața pământului, iar căldura sa este emisă în spațiu sub formă de radiații infraroșii (undă lungă). Cu toate acestea, există o influență umană asupra procesului datorită emisiilor artificiale de gaze cu efect de seră.

Aceste gaze absorb și emit căldură sau distrug ozonul care reglează intrarea radiațiilor ultraviolete. Gazele care contribuie la efectul de seră, fie în mod natural, fie prin influența umană, se numesc gaze cu efect de seră (GES).

La nivel global, se acordă o atenție specială încălzirii globale și distrugerii stratului de ozon. Protocolul de la Montreal privind substanțele care epuizează stratul de ozon este un tratat internațional care a intrat în vigoare în 1989 și reglementează utilizarea acestor gaze.

Acest protocol a fost ratificat de 65 de țări cu amendamentul Kigali din 1 ianuarie 2019. La rândul său, Protocolul de la Kyoto abordează probleme referitoare la încălzirea globală.

În Protocolul de la Kyoto sunt avute în vedere șase gaze cu efect de seră care sunt dioxidul de carbon, metanul, oxidul nitru, hidrofluorocarbonul, hidrocarburile perfluorurate și hexafluorura de sulf.

Pentru a evalua un gaz care produce supraîncălzire, sunt luate în considerare durata de viață utilă și potențialul său de încălzire globală (GWP). GWP compară cantitatea de căldură prinsă de un gaz cu căldura prinsă de CO2, GWP fiind standardizată la 1.

Gazele principale provoacă supraîncălzirea atmosferei

Abur de apă

Vaporii de apă sunt o componentă naturală și vitală a atmosferei Pământului și joacă un rol foarte important în efectul de seră datorită capacității sale de a absorbi căldura. În plus, apa în stare lichidă și solidă reflectă energia solară, răcirea Pământului.

Dioxid de carbon (CO2)

Dioxidul de carbon este principalul gaz cu efect de seră, fiind responsabil pentru peste 80% din creșterea acestui fenomen. Nivelurile de CO2 au crescut alarmant din cauza activității industriale și de transport.

Conform unor estimări, înainte de Revoluția industrială, concentrația atmosferică de CO2 a atins aproximativ 280 ppm (părți pe milion), iar în 1998 a ajuns la 365 ppm. Aceasta reprezintă o rată de creștere de 1,5 ppm pe an și o creștere de 31% de la nivelul 1750.

Concentrația de CO2. Sursa: Hannes Grobe 21:17, 5 noiembrie 2006 (UTC)

Determinând compoziția izotopică a CO2 atmosferic actual, s-a demonstrat că creșterea provine din arderea combustibililor fosili și defrișări. CO2 funcționează prin absorbția și emiterea radiațiilor infraroșii și are o viață utilă între 5 și 200 de ani.

Metan (CH

Metanul este al doilea gaz cu efect de seră, contribuind cu aproximativ 17% din încălzire, prin absorbția și radiațiile de căldură. Deși o mare parte din acest gaz apare în mod natural, în principal în mlaștini, există o contribuție importantă a omului (aproximativ 50%).

Concentrația de metan. Sursa: Metan-global-mediu-2006.jpg: NOAActivitate activă: Ortisa

Aproximativ 60% din metanul care există în prezent în atmosferă este produsul activităților umane (antropice). Printre principalele surse antropice se numără creșterea animalelor rumegătoare, cultivarea orezului, exploatarea combustibililor fosili și arderea biomasei.

Nivelurile estimate ale acestui gaz înainte de Era Industrială sunt de 700 ppb (părți pe miliard), iar pentru 1998 a ajuns la 1.745 ppb, ceea ce reprezintă o creștere de 149%. Cu toate acestea, metanul are o viață utilă în atmosfera inferioară, atingând doar 12 ani.

Oxizi de azot (NOx)

NOx-urile, în special oxidul nitru, contribuie la distrugerea ozonului stratosferic prin creșterea cantității de radiații ultraviolete care pătrund pe Pământ. Aceste gaze provin din producția industrială de acid azotic, acid adipic și utilizarea de îngrășăminte.

Oxidul de azot (N2O) a avut o concentrație atmosferică de 270 ppb înainte de Era Industrială, pentru a atinge apoi 314 ppb în 1998. Aceasta reprezintă o creștere cu 16% a concentrației sale și are o viață utilă de 114 ani ceea ce o face foarte problematică.

Hidrofluorocarburi (HFC)

Sunt gaze utilizate în diferite aplicații industriale, înlocuind CFC-urile limitate prin acordul de la Montreal. Cu toate acestea, HFC afectează și stratul de ozon și au o permanență activă ridicată în atmosferă (până la 260 de ani).

Aceste gaze nu existau în atmosferă, au fost introduse de oameni și în cazul HFC-23 atinge o concentrație de 14 ppt (părți pe trilion).

Hidrocarburi perfluorurate (PFC)

PFC sunt produse în instalații de incinerare pentru procesul de topire a aluminiului. La fel ca HFC-urile, au o permanență ridicată în atmosferă și afectează integritatea stratului de ozon stratosferic.

Hexafluorură de sulf (SF6)

Acesta este un alt gaz al cărui efect de supraîncălzire trece prin distrugerea stratului de ozon. Este utilizat în echipamente de înaltă tensiune și în producția de magneziu și are o permanență ridicată în atmosferă.

Clorofluorocarburi (CFC)

CFC este un gaz cu efect de seră puternic care dăunează ozonului stratosferic și este reglementat prin Protocolul de la Montreal. Cu toate acestea, în unele țări este încă utilizat, așa este cazul Chinei.

Deteriorarea stratului de ozon este cauzată de disocierea atomilor de clor atunci când este lovită de radiațiile ultraviolete.

Principalele clorofluorocarburi sunt CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-113, CFC-114 și CFC-115. Aceste gaze nu existau în atmosferă, dar până în 1998 CFC-11 atingea deja 268 ppt, cu o durată de viață utilă de 45 de ani.

Metilcloroform sau tricloretan (CH3CCL3)

Este un tip particular de CFC, utilizat ca solvent și în curățarea metalelor. La descompunere, emite gaze de clorură, ai căror atomi de clor contribuie la distrugerea stratului de ozon.

Ozon troposferic (O3)

Oosul troposferic este ozonul care se formează la nivelul solului, între suprafață și 18 km înălțime. Deși ozonul stratosferic contribuie la reducerea supraîncălzirii globale prin reducerea intrării radiațiilor ultraviolete, ozonul troposferic generează încălzire.

Smog în Harbin (China). Sursa: Fredrik Rubensson

S-a susținut că efectul ozonului troposferic este contradictoriu. Pe de o parte, generează încălzirea la suprafață a pământului, dar, în același timp, elimină alte gaze cu efect de seră.

În orice caz, O3 este un gaz toxic care provoacă leziuni pulmonare, pe lângă deteriorarea diverselor materiale.

Clorodifluorometan (HCFC-22)

Se numește R-22, un gaz incolor și până de curând cel mai utilizat în echipamentele de refrigerare. Cu toate acestea, astăzi este interzis în mare parte a lumii datorită efectului său negativ asupra stratului de ozon.

Clorură de carbon sau tetraclorură de carbon (CCl4)

Este un organoclorură care este acum interzis în multe locuri datorită toxicității sale, dar a fost utilizat pe scară largă ca agent frigorific, agent de stingere, degresant și pesticid. Când acest compus se degradează, generează substanțe derivate care afectează stratul de ozon.

Tetrafluormetan sau perfluormetan (CF4)

Este un gaz cunoscut sub numele de R-14 și utilizat ca agent frigorific, dar are o capacitate ridicată de a absorbi și emite energie ultravioletă. Are o viață de viață în atmosfera de peste 50.000 de ani și un potențial de încălzire globală de 6.500.

Conform Guinness World Records, tetrafluorometanul este cel mai persistent gaz cu efect de seră, deși proporția sa scăzută în atmosferă își restrânge efectul.

Hexafluoroetan (C2F6)

Este utilizat în agenți frigorifici și în producția de aluminiu, deoarece datorită energiei ridicate a legăturilor sale de carbon-fluor este foarte stabil. Acest lucru îi oferă o durată de viață lungă de cel puțin 500 de ani.

De asemenea, are un potențial ridicat de absorbție a radiațiilor infraroșii, ceea ce face o problemă pentru temperaturile globale. Hexafluoroetanul se află pe lista gazelor cu efect de seră din Grupul interguvernamental privind schimbările climatice (IPCC).

Hexafluorură de sulf (SF6)

Este un gaz netoxic, de cinci ori mai greu decât aerul, cu un indice GWP de 176 (de 20.000 de ori mai mult decât CO2). Pe de altă parte, are o viață utilă de 3.200 de ani, deși pentru că este atât de densă nu se ridică la straturile superioare ale atmosferei.

Referințe bibliografice

1. Bolin, B. și Doos, efect de seră BR.
2. Caballero, M., Lozano, S. și Ortega, B. (2007). Efectul de seră, încălzirea globală și schimbările climatice: o perspectivă științifică a pământului. Revista digitală universitară.
3. Elsom, DM (1992). Poluarea atmosferică: o problemă globală.
4. IPCC (2001). Al treilea raport de evaluare Schimbările climatice 2001: Bazele științifice.
5. IPCC (2018). Încălzire globală de 1,5 ºC.
6. Mitchell, JFB, Johns, TC, Gregory, JM și Tett, SFB (1995). Răspunsul climatic la creșterea nivelurilor de gaze cu efect de seră și aerosoli cu sulfați. Natură.
7. Myhre, G., Highwood, EJ, Shine, KP și Stordal, F. (1998). Noi estimări de forțare radiativă datorită gazelor cu efect de seră bine amestecate. Scrisori de cercetare geofizică.
8. Rodhe, H. (1990). O comparație a contribuției diferitelor gaze la efectul de seră. Ştiinţă.
9. Schneider, SH (1989). Efectul de seră: știință și politică. Ştiinţă.