Улавливая солнечное тепло, парниковые газы делают Землю пригодной для жизни людей и миллионов других биологических видов. Но сейчас количество этих газов стало слишком большим, и это может радикально повлиять на то, какие организмы и в каких регионах смогут выжить на нашей планете.
Уровни парниковых газов в атмосфере сейчас выше, чем когда-либо за последние 800 лет, и это главным образом потому, что люди производят их в огромных количествах путем сжигания ископаемого топлива. Газы поглощают солнечную энергию и удерживают тепло вблизи поверхности Земли, не давая ему уйти в космос. Такое удержание тепла называется парниковым эффектом.
Теория парникового эффекта начала формироваться в XIX веке. В 19 году французский математик Жозеф Фурье подсчитал, что Земля была бы намного холоднее, если бы у нее не было атмосферы. В 1824 году шведский учёный Сванте Аррениус впервые установил связь между увеличением выбросов углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива и эффектом потепления. Почти столетие спустя американский климатолог Джеймс Э. Хансен сообщил Конгрессу, что «парниковый эффект открыт и уже меняет наш климат».
Сегодня «изменение климата» — это термин, который ученые используют для описания сложных изменений, вызванных концентрацией парниковых газов, которые влияют на погоду и климатические системы нашей планеты. Изменение климата включает в себя не только повышение средней температуры, которое мы называем глобальным потеплением, но и экстремальные погодные явления, изменение популяций и среды обитания диких животных, повышение уровня моря и ряд других явлений.
Во всем мире правительства и организации, такие как Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), орган Организации Объединенных Наций, который отслеживает новейшие научные данные об изменении климата, измеряют выбросы парниковых газов, оценивают их влияние на планету и предлагают решения. к нынешнему климату. ситуации.
Основные виды парниковых газов и их источники
Двуокись углерода (СО2). Углекислый газ является основным типом парниковых газов – на его долю приходится около 3/4 всех выбросов. Углекислый газ может задерживаться в атмосфере на тысячи лет. В 2018 году метеорологическая обсерватория на вершине вулкана Мауна-Лоа на Гавайях зафиксировала самый высокий среднемесячный уровень углекислого газа — 411 частей на миллион. Выбросы углекислого газа происходят в основном из-за сжигания органических материалов: угля, нефти, газа, древесины и твердых отходов.
Метан (CH4). Метан является основным компонентом природного газа и выделяется на свалках, в газовой и нефтяной промышленности, в сельском хозяйстве (особенно из пищеварительной системы травоядных). По сравнению с углекислым газом, молекулы метана задерживаются в атмосфере ненадолго – около 12 лет – но они как минимум в 84 раза более активны. На метан приходится около 16% всех выбросов парниковых газов.
Закись азота (N2O). Оксид азота составляет относительно небольшую долю глобальных выбросов парниковых газов — около 6% — но он в 264 раза мощнее углекислого газа. По данным МГЭИК, он может сохраняться в атмосфере сто лет. Сельское хозяйство и животноводство, включая удобрения, навоз, сжигание сельскохозяйственных отходов и сжигание топлива, являются крупнейшими источниками выбросов оксидов азота.
промышленные газы. В группу промышленных или фторированных газов входят такие компоненты, как гидрофторуглероды, перфторуглероды, хлорфторуглероды, гексафторид серы (SF6) и трифторид азота (NF3). Эти газы составляют лишь 2% всех выбросов, но они имеют в тысячи раз больший потенциал удержания тепла, чем углекислый газ, и остаются в атмосфере сотни и тысячи лет. Фторированные газы используются в качестве охлаждающих жидкостей, растворителей и иногда встречаются в качестве побочных продуктов производства.
Другие парниковые газы включают водяной пар и озон (O3). Водяной пар на самом деле является наиболее распространенным парниковым газом, но его мониторинг не осуществляется так же, как другие парниковые газы, поскольку он не выделяется в результате непосредственной деятельности человека и его воздействие до конца не изучено. Аналогично, приземный (тропосферный) озон не выделяется напрямую, а возникает в результате сложных реакций между загрязнителями в воздухе.
Эффекты парниковых газов
Накопление парниковых газов имеет долгосрочные последствия для окружающей среды и здоровья человека. Помимо изменения климата, парниковые газы также способствуют распространению респираторных заболеваний, вызванных смогом и загрязнением воздуха.
Экстремальные погодные условия, перебои с поставками продовольствия и рост пожаров также являются последствиями изменения климата, вызванного парниковыми газами.
В будущем из-за парниковых газов привычные нам погодные условия изменятся; некоторые виды живых существ исчезнут; другие будут мигрировать или расти в численности.
Как сократить выбросы парниковых газов
Практически каждый сектор мировой экономики, от производства до сельского хозяйства, от транспорта до электроэнергетики, выбрасывает в атмосферу парниковые газы. Если мы хотим избежать наихудших последствий изменения климата, всем им необходимо перейти от ископаемого топлива к более безопасным источникам энергии. Страны всего мира признали эту реальность в Парижском климатическом соглашении 2015 года.
20 стран мира, во главе с Китаем, США и Индией, производят по меньшей мере три четверти мировых выбросов парниковых газов. Осуществление эффективной политики по сокращению выбросов парниковых газов в этих странах особенно необходимо.
Фактически, технологии по сокращению выбросов парниковых газов уже существуют. К ним относятся использование возобновляемых источников энергии вместо ископаемого топлива, повышение энергоэффективности и сокращение выбросов углекислого газа за счет взимания платы за них.
Фактически, на нашей планете сейчас осталась только 1/5 ее «углеродного бюджета» (2,8 триллиона тонн) – максимального количества углекислого газа, которое может попасть в атмосферу, не вызывая повышения температуры более чем на два градуса.
Чтобы остановить прогрессирующее глобальное потепление, потребуется нечто большее, чем просто отказ от ископаемого топлива. По мнению МГЭИК, оно должно быть основано на использовании методов поглощения углекислого газа из атмосферы. Таким образом, необходимо сажать новые деревья, сохранять существующие леса и луга, а также улавливать углекислый газ с электростанций и заводов.