Парниковые газы различаются по своей способности поглощать радиацию и по сроку нахождения в атмосфере (их «сроку жизни»).
Какой парниковый газ остается в атмосфере дольше всего?
Фторированные газы — это группа газов, которые выделяются во время промышленных процессов, таких как производство хладагентов, аэрозольных пропеллентов и средств пожаротушения. Они могут оставаться в атмосфере тысячи лет.
При сравнении парниковых газов нам необходимо учитывать каждый из следующих факторов: сколько тепла они поглощают, как долго они остаются в атмосфере, а также количество их выбросов, связанных с человеческой деятельностью.
Как сравнивать парниковые газы?
Наиболее распространенным способом сравнения парниковых газов является измерение их «потенциала глобального потепления» (ПГП).
ПГП определяет относительную степень воздействия одной тонны различных парниковых газов по сравнению с одной тонной CO₂ за определенный период времени.
Значения ПГП в динамике для метана, оксида азота и углекислого газа
На этом графике показаны значения ПГП парниковых газов по сравнению с CO₂ по времени после их выброса. Поскольку парниковые газы имеют различные сроки нахождения в атмосфере, их ПГП может сильно меняться в зависимости от заданных временных рамок (например, 20 или 100 лет).
Обычно мы анализируем общий эффект за период в несколько лет, а не только на какой-либо определенный момент. Это необходимо для учета различий в сроке жизни различных парниковых газов:
ПГП20: суммарное нагревающее воздействие парникового газа по сравнению с CO₂ через 20 лет
ПГП100: суммарное нагревающее воздействие парникового газа по сравнению с CO₂ через 100 лет. Этот показатель применяется чаще всего.
Например, GWP100 метана составляет 28, что означает, что одна тонна метана будет оказывать в 28 раз большее воздействие на потепление, чем одна тонна CO₂ за 100-летний период. Это "воздействие на потепление" измеряется как радиационная сила: влияние, которое он оказывает на изменение баланса входящего и исходящего излучения между Землей и атмосферой.
Значения ПГП100 для метана и углекислого газа
Значения ПГП используются для приведения различных парниковых газов к общей единице измерения выбросов. Данная условная единица называется эквивалентом углекислого газа (CO₂-экв.). Она показывает, какое количество CO₂ приведет к такому же уровню потепления, что и заданное количество другого парникового газа.
Мы рассчитываем CO₂-экв., умножая количество выбросов определенного парникового газа на его коэффициент ПГП100. К примеру, имея 2 кг метана с ПГП = 28, мы бы получили 56 кг CO₂-экв. А теперь, когда мы научились сравнивать парниковые газы, давай рассмотрим каждый из них более подробно.
Углекислый газ (CO₂)
CO₂ является главным парниковым газом, который попадает в атмосферу непосредственно в результате человеческой деятельности. Он выделяется в огромных количествах и остается в атмосфере в течение длительного времени.
ПГП, процент выбросов, срок нахождения в атмосфере и источники выбросов CO₂
Метан (CH₄)
Срок нахождения метана в атмосфере намного меньше, чем у CO₂, однако он более эффективно улавливает радиацию.
ПГП, процент выбросов, срок нахождения в атмосфере и источники выбросов метана
Оксид азота (N₂O)
У оксида азота ПГП намного выше, чем у CO₂, однако источников его выбросов не так много, и сам их уровень не слишком высокий, поэтому в настоящее время он не оказывает значительного влияния на мировой климат.
ПГП, процент выбросов, срок нахождения в атмосфере и источники выбросов N₂O
Фторированные газы
Фторированные газы могут оставаться в атмосфере в течение многих тысяч лет, а также имеют высокий ПГП, но уровень их выбросов ниже, чем у других парниковых газов. Примером фторированного газа служит HFC-23 (CHF₃).
ПГП, процент выбросов, срок нахождения в атмосфере и источники выбросов фторированных газов
Является ли ПГП100 хорошим способом сравнения парниковых газов?
ПГП100 и CO₂-эквивалент — это часто применяемые показатели, которые довольно просты и удобны в использовании. Но хорошие ученые всегда должны четко понимать, что на самом деле означают их измерения. ПГП100 и CO₂-эквивалент преувеличивают важность парниковых газов с коротким сроком жизни.
Мы уже знаем, что ПГП100 метана выше, чем у CO₂, но по факту, хотя метан и оказывает сильное нагревающее воздействие в самом начале, оно постепенно сходит на нет всего за несколько десятилетий. CO₂ же, наоборот, накапливается в атмосфере, поэтому продолжает вызывать потепление год за годом.
Каким образом растущий, неизменный и снижающийся уровень выбросов CO₂ и метана будут влиять на потепление
Если выбросы метана упадут до нуля, потепление остановится довольно быстро. Но даже если выбросы CO₂ достигнут нуля, уже находящийся в атмосфере CO₂ будет продолжать нагревать Землю еще довольно долгое время!
Существует ли более эффективный способ сравнения парниковых газов?
Любой показатель, который применяется для определения влияния в долгосрочной перспективе, не подойдет для перспективы краткосрочной, и наоборот. Здесь бы пригодился показатель, учитывающий временной фактор, однако он более сложный для использования, а также отличается большей долей неопределенности.
Выводы
Выбросы людьми в атмосферу парниковых газов приводят к стремительному изменению климата. Мы рассмотрели различные парниковые газы и насколько каждый из них способствует глобальному потеплению.
В следующих главах мы разберемся, откуда же именно берутся эти выбросы.
Парниковые газы различаются по своей способности поглощать радиацию и по сроку нахождения в атмосфере (их «сроку жизни»).
Какой парниковый газ остается в атмосфере дольше всего?
Фторированные газы — это группа газов, которые выделяются во время промышленных процессов, таких как производство хладагентов, аэрозольных пропеллентов и средств пожаротушения. Они могут оставаться в атмосфере тысячи лет.
При сравнении парниковых газов нам необходимо учитывать каждый из следующих факторов: сколько тепла они поглощают, как долго они остаются в атмосфере, а также количество их выбросов, связанных с человеческой деятельностью.
Как сравнивать парниковые газы?
Наиболее распространенным способом сравнения парниковых газов является измерение их «потенциала глобального потепления» (ПГП).
ПГП определяет относительную степень воздействия одной тонны различных парниковых газов по сравнению с одной тонной CO₂ за определенный период времени.
Значения ПГП в динамике для метана, оксида азота и углекислого газа
На этом графике показаны значения ПГП парниковых газов по сравнению с CO₂ по времени после их выброса. Поскольку парниковые газы имеют различные сроки нахождения в атмосфере, их ПГП может сильно меняться в зависимости от заданных временных рамок (например, 20 или 100 лет).
Обычно мы анализируем общий эффект за период в несколько лет, а не только на какой-либо определенный момент. Это необходимо для учета различий в сроке жизни различных парниковых газов:
ПГП20: суммарное нагревающее воздействие парникового газа по сравнению с CO₂ через 20 лет
ПГП100: суммарное нагревающее воздействие парникового газа по сравнению с CO₂ через 100 лет. Этот показатель применяется чаще всего.
Например, GWP100 метана составляет 28, что означает, что одна тонна метана будет оказывать в 28 раз большее воздействие на потепление, чем одна тонна CO₂ за 100-летний период. Это "воздействие на потепление" измеряется как радиационная сила: влияние, которое он оказывает на изменение баланса входящего и исходящего излучения между Землей и атмосферой.
Значения ПГП100 для метана и углекислого газа
Значения ПГП используются для приведения различных парниковых газов к общей единице измерения выбросов. Данная условная единица называется эквивалентом углекислого газа (CO₂-экв.). Она показывает, какое количество CO₂ приведет к такому же уровню потепления, что и заданное количество другого парникового газа.
Мы рассчитываем CO₂-экв., умножая количество выбросов определенного парникового газа на его коэффициент ПГП100. К примеру, имея 2 кг метана с ПГП = 28, мы бы получили 56 кг CO₂-экв. А теперь, когда мы научились сравнивать парниковые газы, давай рассмотрим каждый из них более подробно.
Углекислый газ (CO₂)
CO₂ является главным парниковым газом, который попадает в атмосферу непосредственно в результате человеческой деятельности. Он выделяется в огромных количествах и остается в атмосфере в течение длительного времени.
ПГП, процент выбросов, срок нахождения в атмосфере и источники выбросов CO₂
Метан (CH₄)
Срок нахождения метана в атмосфере намного меньше, чем у CO₂, однако он более эффективно улавливает радиацию.
ПГП, процент выбросов, срок нахождения в атмосфере и источники выбросов метана
Оксид азота (N₂O)
У оксида азота ПГП намного выше, чем у CO₂, однако источников его выбросов не так много, и сам их уровень не слишком высокий, поэтому в настоящее время он не оказывает значительного влияния на мировой климат.
ПГП, процент выбросов, срок нахождения в атмосфере и источники выбросов N₂O
Фторированные газы
Фторированные газы могут оставаться в атмосфере в течение многих тысяч лет, а также имеют высокий ПГП, но уровень их выбросов ниже, чем у других парниковых газов. Примером фторированного газа служит HFC-23 (CHF₃).
ПГП, процент выбросов, срок нахождения в атмосфере и источники выбросов фторированных газов
Является ли ПГП100 хорошим способом сравнения парниковых газов?
ПГП100 и CO₂-эквивалент — это часто применяемые показатели, которые довольно просты и удобны в использовании. Но хорошие ученые всегда должны четко понимать, что на самом деле означают их измерения. ПГП100 и CO₂-эквивалент преувеличивают важность парниковых газов с коротким сроком жизни.
Мы уже знаем, что ПГП100 метана выше, чем у CO₂, но по факту, хотя метан и оказывает сильное нагревающее воздействие в самом начале, оно постепенно сходит на нет всего за несколько десятилетий. CO₂ же, наоборот, накапливается в атмосфере, поэтому продолжает вызывать потепление год за годом.
Каким образом растущий, неизменный и снижающийся уровень выбросов CO₂ и метана будут влиять на потепление
Если выбросы метана упадут до нуля, потепление остановится довольно быстро. Но даже если выбросы CO₂ достигнут нуля, уже находящийся в атмосфере CO₂ будет продолжать нагревать Землю еще довольно долгое время!
Существует ли более эффективный способ сравнения парниковых газов?
Любой показатель, который применяется для определения влияния в долгосрочной перспективе, не подойдет для перспективы краткосрочной, и наоборот. Здесь бы пригодился показатель, учитывающий временной фактор, однако он более сложный для использования, а также отличается большей долей неопределенности.
Выводы
Выбросы людьми в атмосферу парниковых газов приводят к стремительному изменению климата. Мы рассмотрели различные парниковые газы и насколько каждый из них способствует глобальному потеплению.
В следующих главах мы разберемся, откуда же именно берутся эти выбросы.
