Logo bio-infomedia.ro
Emisii de gaze cu efect de seră

Gazele cu efect de seră: surse și efecte asupra mediului

Gazele cu efect de seră: surse și efecte asupra mediului

  • 14 iunie 2021
  • Mediu

În spatele fenomenului de încălzire globală se află creșterea cantității de gaze cu efect de seră din atmosferă. Un gaz cu efect de seră este orice compus gazos din atmosferă care este capabil să absoarbă radiația infraroșie, astfel capturând și menținând căldura în atmosferă. Prin creșterea cantității de căldură din atmosferă, gazele cu efect de seră sunt responsabile de efectul de seră, care duce, în final, la încălzirea globală.

Radiația solară și efectul de seră

Încălzirea globală nu este un concept științific nou. Principiile de bază ale acestui fenomen au fost stabilite cu mai mult de un secol în urmă de către chimistul și fizicianul suedez Svante Arrhenius, în anul 1896. Articolul său, publicat în Philosophical Magazine and Journal of Science, a fost primul care a cuantificat contribuția dioxidului de carbon la ceea ce oamenii de știință numesc acum efectul de seră.

Efectul de seră apare deoarece soarele bombardează Pământul cu cantități enorme de radiații, care lovesc atmosfera sub forma luminii vizibile, radiației ultraviolete (UV), radiației infraroșii (IR) și a altor tipuri de radiație invizibile pentru ochiul uman. Radiația UV are o lungime de undă mică și o energie mai mare decât lumina vizibilă, în timp ce radiația IR are o lungime de undă mai mare și o energie mai mică. Aproximativ 30% din radiația care ajunge pe Pământ este reflectată înapoi în spațiu de către nori, gheață și alte suprafețe reflectorizante. Restul de 70% este absorbit de oceane, uscat și atmosferă, conform NASA Earth Observatory.

Pe măsură ce se încălzesc, oceanele, uscatul și atmosfera eliberează căldură sub formă de radiație IR termică, ce trece de atmosferă și ajunge în spațiu. Echilibrul dintre radiația care pătrunde și cea care părăsește sistemul terestru este ceea ce face Pământul locuibil, cu o temperatură medie de 15 grade Celsius, conform NASA. În lipsa acestui echilibru atmosferic, Pământul ar fi la fel de rece și lipsit de viață ca Luna sau la fel de fierbinte ca planeta Venus. Luna, care aproape că nu prezintă atmosferă, are minus 153 grade Celsius pe partea sa întunecată. Pe de altă parte, Venus are o atmosferă foarte densă, care înmagazinează radiația solară; temperatura medie de pe Venus este de 462 grade Celsius.

Acest schimb de radiații care încălzesc Pământul este numit efect de seră, deoarece o seră funcționează pe același principiu. Radiația UV incidentă cu o lungime de undă scurtă trece ușor prin pereții de sticlă ai serei și este absorbită de plantele și suprafețele solide din interior. Radiația IR mai slabă și cu o lungime de undă mai mare întâmpină dificultăți în a trece prin pereții de sticlă și rămâne captivă în interior, încălzind sera.

Cum produc gazele cu efect de seră încălzirea globală

Gazele din atmosferă care absorb radiații sunt cunoscute sub denumirea de gaze cu efect de seră, deoarece ele sunt responsabile de crearea efectului de seră. La rândul său, efectul de seră este cauza principală a încălzirii globale. Cele mai importante gaze cu efect de seră sunt vaporii de apă, dioxidul de carbon, metanul și protoxidul de azot. Oxigenul nu absoarbe radiația infraroșie, deși este al doilea cel mai abundent gaz din atmosferă.

Încălzirea globală și gazele cu efect de seră care o produc apar în mod natural - fără ele, temperatura medie a suprafeței Pământului ar fi de minus 18 grade Celsius. Însă cantitatea de gaze cu efect de seră din atmosferă a crescut la niveluri dăunătoare în ultima vreme.

În perioada de 20.000 de ani de dinaintea Revoluției Industriale, dioxidul de carbon din atmosferă a fluctuat între 180 de părți per milion (ppm) în timpul epocilor glaciare și 280 ppm în timpul perioadelor interglaciare mai calde. Totuși, de la începutul Revoluției Industriale din anii 1750, cantitatea de dioxid de carbon a crescut cu aproape 50%, conform NASA. Astăzi, nivelurile de dioxid de carbon sunt de peste 410 ppm.

Gazele fluorurate - acele gaze care conțin elementul fluor - sunt create prin procese industriale și sunt considerate gaze cu efect de seră. Ele includ hidrofluorocarburile, perfluorocarburile și hexafluorura de sulf. Deși aceste gaze sunt prezente în atmosferă în cantități foarte reduse, ele captează căldura foarte eficient, ceea ce le face gaze un potențial mare de încălzire globală.

Clorofluorocarburile (CFC), odinioară utilizate ca agenți de refrigerare și ca aerosoli de propulsie, până când au fost interzise prin acorduri internaționale, sunt și ele gaze cu efect de seră.

Există trei factori care afectează gradul în care un gaz cu efect de seră influențează încălzirea globală: abundența sa în atmosferă, timpul pe care îl petrece în atmosferă și potențialul său de încălzire globală. De exemplu, vaporii de apă constituie cel mai abundent gaz cu efect de seră, însă dioxidul de carbon are un impact mai semnificativ asupra încălzirii globale datorită abundenței sale în atmosferă, la care se adaugă persistența sa relativ lungă în atmosferă, de la 300 la 1.000 de ani, conform NASA. Pe de altă parte, vaporii de apă au o persistență în atmosferă mai mică de zece zile, conform unui studiu din anul 2020 publicat în Journal of Atmospheric Sciences.

Metanul este de circa 21 de ori mai eficient la absorbția radiației decât dioxidul de carbon, ceea ce îi conferă un potențial de încălzire globală mai ridicat, deși el persistă în atmosferă doar 12 ani. Deși metanul și alte gaze cu efect de seră sunt capabile de a captura mai multă căldură decât dioxidul de carbon, oamenii de știință încă mai consideră dioxidul de carbon drept gazul cu efect de seră dominant, deoarece efectul său de încălzire depășește efectele celorlalte gaze cu multe secole.

Surse de gaze cu efect de seră

Unele gaze cu efect de seră, cum ar fi metanul, rezultă în urma activităților agricole, ca de exemplu sub forma gunoiului provenit de la animale. Alte gaze, așa cum este dioxidul de carbon, rezultă din procese naturale, cum ar fi respirația, și de la arderea combustibililor fosili, cum sunt cărbunii, petrolul și gazele naturale.

O altă sursă primară de dioxid de carbon o reprezintă defrișările. Atunci când arborii sunt doborâți pentru producerea de bunuri sau căldură, ei eliberează carbonul care, în mod normal, este stocat pentru fotosinteză. Acest proces eliberează până la 4,8 miliarde de tone de carbon în atmosferă în fiecare an.

Silvicultura și alte practici de utilizare a terenurilor pot compensa unele dintre aceste emisii de gaze cu efect de seră. Replantările de arbori ajută la reducerea cantității de dioxid de carbon din atmosferă, deoarece arborii sechestrează carbonul prin fotosinteză. Însă pădurile nu pot absorbi tot dioxidul de carbon pe care îl emitem în atmosferă prin arderea combustibililor fosili, motiv pentru care este necesară în continuare reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră pentru a evita acumularea acestora în atmosferă.

La nivel global, emisiile de gaze cu efect de seră constituie o sursă de îngrijorări serioase. Conform NOAA, în ultimii 60 de ani dioxidul de carbon din atmosferă a crescut cu o rată anuală de 100 de ori mai mare decât rata naturală anterioară. Ultima dată când nivelurile globale de dioxid de carbon din atmosferă au mai fost la nivelul actual a fost în urmă cu trei milioane de ani, atunci când temperaturile erau cu 3 grade Celsius mai ridicate decât cele din perioada preindustrială. Ca rezultat al încălzirii globale actuale induse de dioxidul de carbon, anul 2016 a fost cel mai călduros an de când se fac înregistrări, urmat de anii 2019 și 2020. De fapt, cei mai călduroși șase ani înregistrați vreodată au fost toți după anul 2015, conform Organizației Meteorologice Mondiale.

Încălzirea pe care o observăm afectează circulația atmosferică, ceea ce are impact asupra precipitațiilor la nivel global, spune Josef Werne, profesor asociat la Departamentul de Geologie și Științe Planetare al Universității din Pittsburgh, S.U.A. Aceasta va duce la schimbări de mediu majore și la provocări pentru oamenii de pe întregul glob.

Viitorul planetei noastre

Dacă tendințele actuale continuă, oamenii de știință, oficialii guvernamentali și tot mai mulți cetățeni se tem că cele mai rele efecte ale schimbărilor climatice - vremea extremă, creșterea nivelului mărilor, extincția plantelor și animalelor, acidificarea oceanelor, modificări majore ale climei și tulburări sociale fără precedent - vor fi inevitabile.

Într-un efort de combatere a încălzirii globale induse de gazele cu efect de seră, guvernul Statelor Unite ale Americii a creat planul de acțiune pentru climat, în anul 2013. Iar în aprilie 2016, un număr de 73 de țări au semnat Acordul de la Paris, un pact internațional pentru combaterea schimbărilor climatice prin investirea într-un viitor sustenabil, cu o amprentă de carbon scăzută. Deși S.U.A. s-a retras din Acordul de la Paris în anul 2017, i s-a realăturat în ianuarie 2021. Administrația președintelui Biden și-a stabilit drept țintă reducerea emisiilor Statelor Unite cu 50-52% față de nivelurile din 2015 până în anul 2030. (Emisiile sunt în mod obișnuit comparate cu cele din 2005 - anul în care emisiile de dioxid de carbon ale S.U.A. au atins un vârf de aproape șase miliarde de tone.)

În anul 2020, emisiile globale de dioxid de carbon s-au redus cu 6,4% (13% în Statele Unite) - pentru prima oară în multe decenii când rata anuală nu a fost în creștere. Aceasta s-a datorat, în parte, trecerii de la combustia cărbunilor la cea a gazelor naturale, însă, în cea mai mare parte, s-a datorat opririi activităților economice, sociale și de transport ca răspuns la pandemia de COVID-19. Oamenii de știință se așteptau ca emisiile anuale să scadă mai mult, însă ele au început să-și revină spre sfârșitul anului trecut, când unele națiuni au ridicat restricțiile și activitatea a reînceput.

Pentru a limita încălzirea globală la ținta de 1,5 grade Celsius stabilită prin Acordul de la Paris, omenirea trebuie să-și reducă emisiile de dioxid de carbon cu 7,6% în următorii zece ani.

Cercetătorii de pe tot globul continuă să caute soluții pentru reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră și pentru combaterea efectelor acestora. O soluție potențială este extragerea unei părți a dioxidului de carbon din atmosferă și îngroparea sa permanentă în subteran. Susținătorii acestei teorii consideră că absorbția și stocarea carbonului sunt fezabile din punct de vedere tehnologic, însă condițiile de piață au împiedicat adoptarea sa pe scară largă.

Indiferent dacă îndepărtarea din atmosferă a carbonului deja emis va fi posibilă, prevenirea încălzirii viitoare necesită stoparea emisiilor de gaze cu efect de seră. Cel mai ambițios efort pentru împiedicarea încălzirii rămâne Acordul de la Paris. Acest acord internațional neobligatoriu are ca obiectiv limitarea creșterii temperaturii globale la 1,5 grade Celsius față de perioada preindustrială. Fiecare stat semnatar al tratatului a acceptat să-și stabilească propriile limite ale emisiilor de gaze cu efect de seră și să le reducă odată cu trecerea timpului. Oamenii de știință din domeniul climatului spun că limitele de emisii stabilite prin acord nu vor menține încălzirea globală sub 1,5 grade Celsius, însă tot ar constitui o îmbunătățire.

Source Sursa: www.livescience.com
Text: Tiffany Means, Marc Lallanilla



Din aceeași categorie

Pinguini Gentoo

Animale-simbol amenințate de schimbările climatice

11 iunie 2021 | Schimbări climatice

Nivelurile de oxigen din lacuri scad rapid

10 iunie 2021 | Schimbări climatice
Ilustrație a carbonului în aer

Șase priorități pentru extragerea carbonului din aer

8 iunie 2021 | Schimbări climatice