Gazy cieplarniane: Co ogrzewa naszą Ziemię?

14 minute read

Zaktualizowano Sun Aug 29 2021

Przyjrzyjmy się bliżej gazom cieplarnianym.

Istnieje sporo gazów cieplarnianych

Ile każdego gazu cieplarnianego znajduje się w naszej atmosferze?

Udział gazów cieplarnianych w emisji

Gazy cieplarniane różnią się pod względem zdolności wchłaniania promieniowania i czasu pozostawania w atmosferze (ich „żywotność”).

Który gaz cieplarniany ma najdłuższą żywotność w atmosferze?


Gazy fluorowane to grupa gazów, które są emitowane w szeregu procesów przemysłowych, takich jak produkcja czynników chłodniczych, materiałów pędnych w aerozolu i środków do gaszenia pożarów. Mogą pozostać w atmosferze przez tysiące lat.

Porównując gazy cieplarniane, musimy myśleć o każdym z tych czynników: ile wchłaniają ciepła, jak długo zostają w atmosferze i ile emitują ich ludzie.

Jak porównujemy gazy cieplarniane?

Najczęstszym sposobem porównywania gazów cieplarnianych jest pomiar ich potencjału tworzenia efektu cieplarnianego (GWP).

GWP mierzy względny wpływ na ocieplenie jednej tony gazów cieplarnianych w porównaniu do jednej tony CO₂.

Wartości GWP wraz z upływem czasu dla metanu, tlenku azotu i dwutlenku węgla

Ten wykres pokazuje wartości GWP dla gazów cieplarnianych w porównaniu z CO₂ w dowolnym momencie po ich emisji. Ponieważ różne gazy cieplarniane zostają w atmosferze przez różny okres, ich GWP może znacznie się zmienić w zależności od przyjętych ram czasowych (np. 20 lub 100 lat).

Zwykle patrzymy na całkowity efekt na przestrzeni lat, a nie tylko w danej chwili. Ma to na celu uwzględnienie różnic w całym okresie żywotności:

  • GWP20: całkowite ocieplenie gazu cieplarnianego w porównaniu z CO₂ po 20 latach
  • GWP100: całkowite ocieplenie gazu cieplarnianego w porównaniu z CO₂ po 100 latach. Ten wskaźnik używany jest najczęściej.

Przykładowo GWP100 metanu wynosi 28, co znaczy, że jedna tona metanu miałaby 28 razy większy wpływ na ocieplenie niż jedna tona CO₂ w ciągu 100 lat. Ten „wpływ na ocieplenie” mierzy się jako wymuszanie radiacyjne; wpływ, jaki ma na zmianę równowagi między napływającym i odpływającym promieniowaniem między Ziemią i atmosferą.

Wartości GWP100 dla metanu i dwutlenku węgla

Wartości GWP stosuje się w celu połączenia różnych gazów cieplarnianych w jeden pomiar emisji. Jest to tzw. równoważnik dwutlenku węgla (CO₂e), który określa, ile CO₂ spowodowałoby tyle samo ocieplenia, co określona ilość innego gazu cieplarnianego.

CO₂e obliczamy, mnożąc ilość emisji konkretnego gazu cieplarnianego przez jego współczynnik GWP100. Zgodnie z powyższym przykładem, 2 kg metanu o GWP w wysokości 28 wytworzyłoby 56 kg CO₂e. Skoro wiemy już, jak porównywać gazy cieplarniane, przyjrzyjmy się bliżej każdemu z nich.

Dwutlenek węgla (CO₂)

CO₂ to najważniejszy pojedynczy gaz cieplarniany uwalniany bezpośrednio przez działalność człowieka. Jest produkowany w dużych ilościach przez człowieka i długo utrzymuje się w atmosferze.

GWP, procent emisji, żywotność i źródła CO₂

Metan (CH₄)

Czas życia metanu w atmosferze jest znacznie krótszy niż CO₂, ale skuteczniej zatrzymuje promieniowanie.

Wartość GWP, odsetek emisji, żywotność i źródła metanu

Tlenek azotu (N₂O)

Tlenek azotu ma o wiele wyższą wartość GWP niż CO₂, ale emitowany jest rzadziej i z mniejszej liczby źródeł, dlatego obecnie nie ma zbyt dużego wpływu na globalny klimat.

GWP, odsetek emisji, żywotność i źródła N₂O,

Gazy fluorowane

Gazy fluorowane mogą pozostawać w atmosferze przez tysiące lat i mieć wysoki potencjał tworzenia efektu cieplarnianego, ale emisje są niższe niż emisje innych gazów cieplarnianych. Przykładem gazu fluorowanego jest HCF-23 (CHF₃).

Wartość GWP, odsetek emisji, żywotność i źródła gazów fluorowanych

Czy GWP100 jest dobrym sposobem na porównywanie gazów cieplarnianych?

GWP100 i CO₂e to powszechnie stosowane miary, które są dość proste i łatwe w użyciu. Ale dobrzy naukowcy powinni zawsze dokładnie przemyśleć, co tak naprawdę oznaczają ich pomiary. GWP100 i CO₂e przeceniają znaczenie gazów cieplarnianych o krótkim okresie życia.

Widzieliśmy, że metan ma wyższą wartość GWP100 niż CO₂, ale w rzeczywistości, choć metan ma duży wpływ na ocieplanie na początku emisji, maleje on gwałtownie na przestrzeni paru dziesięcioleci. Tymczasem CO₂ gromadzi się w atmosferze, powodując ocieplenie każdego roku.

Jak rosnące, stałe lub spadające emisje CO₂ i metanu wpłyną na ocieplenie

Jeśli emisje metanu spadną do zera, ocieplenie zatrzyma się dość szybko. Ale jeśli zera sięgną emisje CO₂, dwutlenek węgla już obecny w atmosferze będzie ocieplał Ziemię jeszcze przez długi czas!

Czy istnieje lepszy sposób na porównywanie gazów cieplarnianych?

Każdy wskaźnik, który jest odpowiedni do mierzenia długotrwałych skutków, będzie wprowadzał w błąd w przypadku skutków krótkotrwałych, i na odwrót. Stosowanie wskaźnika, który zmienia się na przestrzeni czasu byłoby pomocne, ale bardziej skomplikowane i mniej pewne.

Podsumowanie

Ludzie uwalniający gazy cieplarniane do atmosfery powodują gwałtowne zmiany klimatu. Przyjrzeliśmy się różnym gazom cieplarnianym i temu, w jakim stopniu każdy z nich przyczynia się do globalnego ocieplenia.

W kolejnych rozdziałach zajmiemy się tym, skąd te emisje pochodzą.

Następny rozdział