温室气体:是什么在暖化我们的地球?

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更新于: 2020年12月14日13:17:00 GMT

让我们来更详细地了解温室气体。

Image of 有很多温室气体。

有很多温室气体。

在大气层中,每种温室气体有多少呢?

Image of 温室气体排放量所占比例

温室气体排放量所占比例

不同温室气体吸收辐射的能力以及在大气层中停留时长(其“寿命”)

氟化气体是一系列工业加工过程中排放的气体,例如生产制冷剂、气溶胶推进剂和灭火剂。这些气体可以在大气中停留数千年

对温室气体进行比较时,我们需要考虑下列每一项因素:吸热量、在大气层中停留时间以及人类排放量。

怎样比较温室气体呢?

常见比较温室气体的方法为测量其全球变暖潜值(GWP)

全球升温潜能值是测量一吨温室气体相对于一吨二氧化碳的相对变暖影响。

Image of 甲烷、氧化亚氮和二氧化碳随时间变化的GWP值。

甲烷、氧化亚氮和二氧化碳随时间变化的GWP值

此图表显示温室气体排放后特定时间点的GWP值(全球升温潜能值)与二氧化碳之间的比较。由于不同温室气体在大气中停留的时间不同,其GWP值(全球升温潜能值)可能会根据使用时间范围发生很大变化(例如20年或100年)

通常情况下,我们会在数年内观察总体影响,而不仅仅是当下。这是为了解释一生中的差异

  • GWP20:20年后,与二氧化碳相比,温室气体的全球全球升温前能值
  • GWP100:100年后,与二氧化碳相比,温室气体的全球全球升温前能值。这个标准被广泛使用

例如,甲烷的GWP100含量为28,即一吨甲烷在100年内对气候变暖的影响是一吨二氧化碳的28倍。这种“变暖的影响”通过辐射强迫衡量,这种影响改变了地球与大气之前辐射射入与射出的平衡

Image of 甲烷、氧化亚氮和二氧化碳随时间变化的GWP100值。

甲烷、氧化亚氮和二氧化碳随时间变化的GWP100值

Image of 甲烷和二氧化碳的GWP100值

甲烷和二氧化碳的GWP100值

GWP(全球升温潜能值) 用来将不同的温室气体组合成一个排放标准,即二氧化碳当量(CO2e),表示多少二氧化碳会导致与另一种特定量的温室气体相同的气候变暖

计算二氧化碳排放量的方法是将特定温室气体的排放量乘以其 GWP100因子。继续上述例子,全球升温潜能值为28的2公斤甲烷会产生56公斤二氧化碳。知道了如何比较温室气体,让我们更详细地看看具体每一种。

二氧化碳 (CO₂)

二氧化碳是人类活动 直接排放的最重要的温室气体。,由人类大量产生,在大气中长期停留

Image of 二氧化碳的GWP、排放百分比、寿命与来源

二氧化碳的GWP、排放百分比、寿命与来源

甲烷 (CH₄)

甲烷在大气中的寿命比二氧化碳短得多,但其捕捉辐射的效率更高

Image of 甲烷的GWP、排放百分比、寿命与来源

甲烷的GWP、排放百分比、寿命与来源

氧化亚氮 (N₂O)

一氧化二氮的GWP(全球升温潜能值)比二氧化碳高得多,但其排放量较少、来源较少,因此目前对全球气候的影响较小

Image of 氧化亚氮的GWP、排放百分比、寿命与来源

氧化亚氮的GWP、排放百分比、寿命与来源

氟化气体

氟化气体可以在大气中停留数千年,具有较高的 GWP(全球升温潜能值),但排放量低于其他温室气体。例如HCF-23(CHF₃)就是一种氟化气体

Image of 氟化气体的GWP、排放百分比、寿命与来源

氟化气体的GWP、排放百分比、寿命与来源

GWP100是比较温室气体的好方法吗?

GWP100和CO₂e是常用指标,相当简单且易于使用。但杰出的科学家应当经常深思,测量结果到底意味着什么。GWP100和CO₂e夸大了寿命短的温室气体的重要性

我们已然看到,甲烷的GWP100比二氧化碳高。但实际上,尽管甲烷在首次排放时具有强烈的升温影响,但在几十年后迅速减少。然而,二氧化碳在大气中积不断累,因此年复一年地继续导致气候变暖

Image of 二氧化碳和甲烷排放量的上升、稳定或下降会如何影响变暖。

二氧化碳和甲烷排放量的上升、稳定或下降会如何影响变暖。

如果甲烷排放量降至零,气候变暖将很快终止。但如果二氧化碳排放量达到零,大气中已经存在的二氧化碳会在很长一段时间内继续导致地球变暖!

是否有更好的方法来比较温室气体?

任何适于长期影响的标准,对短期影响都会有误导性,反之亦然。使用一个随时间变化的标准会有所裨益,但会更加复杂,且涉及更多不确定性

结论

人类向大气释放温室气体,引起更剧烈的气候变化。我们已经研究了不同温室气体,以及其对全球变暖的影响程度。

下一章中,我们将探究这些排放的来源。

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