Які гази впливають на збільшення парникового ефекту

Які гази впливають збільшення парникового ефекту?

Парниковий ефект - це процес підвищення температури поверхні Землі за рахунок того, що парникові гази затримують сонячне тепло, яке інакше пішло б у космос. По суті ці гази "огортають" нашу планету, допомагаючи підтримувати високу температуру біля її поверхні.

Парникові гази грають вирішальну роль збереженні Землі температури, придатної життя. Без природного парникового ефекту середня температура планети становила б близько мінус 20°C замість нинішніх близько 15°С.

Вчені вважають, що енергетичний баланс Землі з комфортною для численних видів живих організмів температурою було порушено з початком промислової революції. Люди почали активно спалювати викопне паливо, що призвело до масштабного викиду вуглекислого газу та інших парникових газів в атмосферу. Десятиліттями рівень CO2 в атмосфері зростає, утримує зайве тепло біля Землі, що викликає загальне підвищення температури.

За оцінками експертів, з 1970 до 2004 року викиди парникових газів збільшилися на 70%. Викиди вуглекислого газу цей період зросли на 80%.

Оцінки річних викидів парникових газів на глобальному рівні, у мільярдах метричних тонн

За даними Всесвітньої метеорологічної організації, протягом більшої частини останніх 800 тисяч років концентрація CO2 в атмосфері Землі становила приблизно від 200 до 280 частин на мільйон, але:

2013 року вона перевищила 400 частин на мільйон.
2023 року концентрація CO2 зросла до більш ніж 420 частин на мільйон, що на 50% перевищує показник доіндустріального рівня.

Експерти зазначають, що зі зростанням викидів метану та інших парникових газів до 2100 року середня температура біля поверхні нашої планети може збільшитися на 4,8°C порівняно з доіндустріальним рівнем.

Які гази викликають парниковий ефект

водяна пара
вуглекислий газ
закис азоту
метан
озон
синтетичні парникові гази

З точки зору кількості тепла, яке ці гази можуть поглинати та перевипромінювати, метан у 23 рази, а закис азоту у 296 разів більш ефективні, ніж вуглекислий газ.

По суті, це "внесок" у глобальне потепління. Але CO2 в атмосфері Землі набагато більше, тому він є основним парниковим газом, що сприяє посиленню парникового ефекту. У той же час вуглекислий газ "поглинається" лісами, ґрунтами та океаном. Його кількість у поверхневих водах океанів та атмосфері перебуває у рівновазі.

Джерелами метану у природі є водно-болотні угіддя, тундра, океани та його донні відкладення. Це близько 36% викидів. Решта - справа рук людини. Це звалища, тваринництво, рисівництво, виробництво та використання викопного палива.

Потенціал глобального потепління через антропогенні гази, що вимірюється тим, скільки тепла утримує в атмосфері кожен газ порівняно з вуглекислим газом

Водяна пара є найбільш суттєвим природним парниковим газом в атмосфері та серйозно впливає на клімат та водні ресурси. На тропосферний озон, за оцінками вчених, припадає третина вкладу в потепління, викликане прямими парниковими газами, з часів промислової революції. Синтетичні парникові гази довговічні та дуже добре поглинають сонячну радіацію.Наприклад, хлорфторвуглеці можуть залишатися в атмосфері більше 100 років і надавати в кілька тисяч разів більш потужний ефект, що зігріває, ніж вуглекислий газ.

Причини виникнення та посилення парникового ефекту

Природні причини

Парниковий ефект – це природний та закономірний процес. Його природними причинами є "дихання" та розкладання рослин, а також викиди парникових газів з океану в атмосферу. Багато природних парникових газів - водяна пара, вуглекислий газ, метан - присутні в атмосфері природним чином.

Сільське господарство

Але проблема у тому, що через діяльність людини парниковий ефект посилюється. За даними Всесвітньої метеорологічної організації, починаючи з 1880 року період 2016 – 2022 років був найтеплішим за всю історію спостережень. З кожним роком на клімат і температуру Землі все більше впливають спалювання викопного палива, вирубування лісів та тваринництво. Ці процеси додають велику кількість парникових газів до присутніх в атмосфері природним чином.

За даними Міжурядової групи експертів із зміни клімату, близько 25% глобальних викидів парникових газів відбувається через ведення сільського господарства та інших видів землекористування. На ситуацію впливають виробництво та переробка кормів та продукції тваринництва, викиди парникових газів при травленні худоби та при розкладанні гною.

Надмірне застосування добрив може призвести до зростання концентрації закису азоту. Активне та не завжди дбайливе використання земель та водно-болотних угідь, а також викиди звалищ сприяють утворенню високих концентрацій метану в атмосфері.Масштабні вирубки лісів призводять до знищення високих площ рослинності, яка здатна поглинати вуглекислий газ в атмосфері.

Транспорт

Ще 14% припадає на спалювання бензину та дизельного палива для забезпечення світових транспортних систем. Близько чверті викидів парникових газів пов'язано зі спалюванням вугілля, природного газу та нафти для виробництва електроенергії та тепла.

Виробництво цементу

Свій внесок у посилення парникового ефекту робить виробництво цементу: при нагріванні карбонату кальцію відбувається викид вуглекислого газу в атмосферу. У середньому на тисячу кілограмів виробленого цементу викидається 900 кілограмів CO2. За оцінками експертів, цей вид промисловості може бути відповідальним за 5 – 8% глобальних антропогенних викидів вуглекислого газу.

Аерозолі

Також одна з причин посилення парникового ефекту – аерозолі. Це дрібні частинки в атмосфері, які утворюються внаслідок вихлопів автомобілів та заводів, а також при спалюванні викопного палива. Крім того, їх джерелами є хлорфторвуглеці з холодильних систем та галони в системах пожежогасіння та на виробництві. Аерозолі у тому числі утворюються під час природних процесів: під час виверження вулканів, лісових пожеж та інших.

Наслідки парникового ефекту

Основний наслідок парникового ефекту - це зміна клімату та супутні йому процеси і натомість прогресивного підвищення температури біля Землі.

Танення льодовиків та морського льоду

Потепління на планеті призводить до того, що по всьому світу все швидше тануть льодовики та морський лід. Через це підвищується рівень моря, виникають ризики повеней. Експерти з'ясували, що Західна Антарктида з 1996 до 2021 року втратила 3,331 мільярда тонн льоду.Це спричинило підвищення рівня моря більш ніж на 9 міліметрів у всьому світі.

Такі явища загрожують містам, розташованим на узбережжі та островах, а також у низинах – наприклад, Венеції, Токіо, Джакарті, Мале, Санкт-Петербургу, Новому Орлеану та іншим. За найпесимістичнішими прогнозами, до 2100 року вони можуть опинитися під водою. Також танення льодів впливає на популяції арктичних тварин, особливо білих ведмедів, та об'єкти їхнього харчування. Скорочуються місця проживання та полювання цих великих хижаків. Вони змушені все більше часу проводити на березі, частішають випадки виходів білих ведмедів до населених пунктів.

Дисбаланс в екосистемах

Зміна клімату змінює географічний ареал та характер міграцій тварин та риб. Наприклад, зрушення у термінах нересту лососів впливають на популяцію ведмедів, які харчуються цією рибою. Деякі види рослин можуть зникнути, не встигнувши пристосуватися до зміни клімату.

Екстремальні природні явища

Через підвищення температури найчастіше відбуваються урагани, посухи, повені, тайфуни. Потепління посилює ситуацію з опадами: "вологі" регіони ще більше страждають від злив, а посушливі регіони - від посухи. Сухий грунт менш підготовлений до сильних опадів, що у свою чергу може призвести до паводків і повеней. Всі ці фактори створюють ризики для сільського господарства та продовольчої безпеки населення планети, а останнє у свою чергу може спричинити масову міграцію людей та політичну нестабільність.

Шляхи вирішення проблеми

Є способи, які вже широко використовуються у всьому світі, щоб скоротити викиди парникових газів та знизити вплив парникового ефекту.Наприклад, це перехід на альтернативні джерела енергії, у тому числі на використання сонячної енергії та біопалива, щоб поступово скорочувати обсяг спалювання викопного палива. Важливо інвестувати в економічні та електричні транспортні засоби.

Вчені працюють над системами секвестрації вуглецю, які допомагають вловлювати вуглекислий газ і зберігати його під землею, не випускаючи в атмосферу. Лісововідновлення та захист існуючих лісів також допомагають збалансувати парникові гази. атмосфері.

Зміна методів сільського господарства на більш екологічні може допомогти скоротити викиди парникових газів. метан. У твердому стані цього не відбувається.

Кожна людина може зробити свій внесок у скорочення викидів парникових газів. Досить іноді відмовлятися від особистого автомобіля на користь громадського транспорту. більше, ніж така ж поїздка автобусом. Також варто скорочувати свої харчові відходи - при загальних зусиллях. це дозволить знизити викиди при їх розкладанні на звалищах.

Парниковий ефект у атмосфері

З кінця минулого століття середня температура повітря на Землі зросла на 0,8 градусів за Цельсієм (1).На перший погляд, зміна незначна, але планета вже реагує на це: рівень Світового океану збільшується, частота стихійних лих зростає, падає врожайність. Глобальну зміну клімату називають екологічною проблемою світу №1, яке основною причиною вважають парниковий ефект.

Що таке парниковий ефект

Природний механізм, який забезпечує придатний для життя клімат на нашій планеті, — ось що насправді парниковий ефект. Його суть полягає у підвищенні температури в нижніх шарах атмосфери за рахунок накопичення газів. Парникові гази легко пропускають сонячні промені з космосу, і при цьому ефективно затримують більшу частину теплової енергії на Землі.

Якщо сильно спростити, парниковий ефект - це ковдра з парникових газів, яка захищає Землю від переохолодження. Проте з розвитком цивілізації обсяг парникових газів в атмосфері сильно збільшився — ковдра стала надто товстою. Це стало причиною перегріву планети і, як наслідок, глобальної зміни клімату.

Коли говорять про парникові гази, найчастіше мають на увазі вуглекислий газ (CO₂). На його частку припадає до 80% загальної маси. У природному середовищі діоксид вуглецю виділяють всі живі істоти при диханні, рослини, що розкладаються, а також вулкани. Після промислової революції до природних джерел додалися антропогенні (заводи, транспорт, вирубування лісів).

Також у створенні парникового ефекту беруть участь метан, закис азоту, тропосферний озон, водяна пара та ряд інших летких сполук.

Корисна інформація про парниковий ефект

Перша теорія про парниковий ефект була висловлена в XIX столітті	Її озвучив у 1827 році французький математик та фізик Жозеф Фур'є.
Без парникового ефекту на Землі майже не було б рослинності	Середня температура повітря планети без парникового ефекту становила б -18 градусів за Цельсієм замість нинішніх +15.
Парниковий ефект у мініатюрі	«Зігрівальні» властивості цього явища використовують у своїх цілях садівники та городники: температура у парнику вища, ніж на вулиці, що дає можливість вирощувати теплолюбні рослини цілий рік.
Як там у космосі?	Парниковий ефект існує і інших планетах. Наприклад, на Венері він набагато більший, ніж на Землі, оскільки її атмосфера майже повністю складається з вуглекислого газу.

Причини виникнення парникового ефекту в Росії та світі

Ми вже розібралися, що парниковий ефект є природним і важливим процесом для нашої планети. Потенційна небезпека становить надмірність цього ефекту: чим більше парникових газів, тим сильніший парниковий ефект, тим швидше змінюється клімат. Це веде до кризи продовольства, природних катаклізмів, вимирання деяких видів тварин і рослин. Виділяють кілька основних факторів, що посилюють парниковий ефект.

1. Використання викопного палива

Основна причина збільшення обсягу парникових газів – використання викопного палива у промисловості. При згорянні газу, вугілля, нафти виділяється велика кількість вуглекислого газу, що потрапляє до атмосфери.

2. Скорочення лісового фонду

Ще одна причина посилення парникового ефекту - вирубування лісів та лісові пожежі. Зелені насадження – це природні поглиначі діоксиду вуглецю, без них надлишки парникових газів залишаються в атмосфері.

3. Розвиток тваринництва

Сільськогосподарська худоба, як і всі живі істоти, виділяє вуглекислий газ при диханні, але не це основна проблема.Продукти життєдіяльності великої рогатої худоби містять велику кількість метану. За різними даними, через це сільське господарство припадає від 11 до 17% викидів парникових газів. Особливість метану така, що він утримує у 100 разів більше тепла, ніж вуглекислий газ. Тобто вплив цього газу на атмосферу анітрохи не менший, ніж у діоксиду вуглецю, незважаючи на меншу кількість у загальному обсязі парникових газів.

4. Вихлопні гази

Великий внесок у посилення парникового ефекту робить транспорт. Вихлопи автомобілів, які працюють на двигунах внутрішнього згоряння, містять близько 10% вуглекислого газу. Якщо врахувати, що у світі зараз понад мільярд транспортних засобів, загальна цифра викидів виходить величезною.

5. Азотні добрива

Такі добрива стають їжею для бактерій, як побічний продукт виділяється закис азоту. Цей газ може руйнувати стратосферний озон, який захищає планету від ультрафіолетового випромінювання.

Наслідки посилення проблеми парникового ефекту

Якщо парниковий ефект продовжуватиме посилюватись, глобальне потепління прискориться, а це призведе до суттєвих змін.

1. Танення льодовиків

Якщо температура повітря на планеті продовжить зростати, швидкість танення льодовиків збільшиться, і до 2100 вони зникнуть, перетворившись на воду. Це запустить цілий ланцюжок подій. Спочатку підвищиться рівень Світового океану. Потім вода затопить острови та прибережні регіони. Після цього почнеться змішання солоних і прісних вод і закислення океану, що призведе до загибелі деяких представників флори і фауни.

2. Природні катаклізми

Зміна клімату супроводжуватиметься стихійними лихами. При посиленні парникового ефекту в одних районах розпочнеться посуха, в інших – смерчі та урагани.

3.Продовольча криза

Повінь та аномальна посуха зроблять частину земель непридатними для сільського господарства. За прогнозом Міжурядової групи експертів зі зміни клімату (МГЕЗК), вже через 70-80 років кількість голодуючих людей на Землі зросте на 600 млн. (2).

Шляхи вирішення проблеми парникового ефекту

Проблема надмірного парникового ефекту потребує комплексного підходу на побутовому, державному та світовому рівнях. Також вжити заходів доведеться бізнесу.

На світовому рівні

Світова спільнота говорить про проблему глобального потепління вже кілька десятиліть і вживає заходів для зменшення парникового ефекту. Держави підписують угоди та домовляються про скорочення викидів в атмосферу.

Наприклад, Кіотський протокол встановлював обов'язкові цілі щодо скорочення викидів для 37 розвинутих країн та економік у перехідному стані та Європейського Союзу (3). Ціль була поставлена наступна: середнє скорочення викидів на 5% порівняно з рівнями 1990 року за п'ятирічний період 2008-2012 років. Крім того, Кіотський протокол був призначений для надання допомоги країнам в адаптації до несприятливих наслідків зміни клімату. Він сприяв розробці та використанню технологій, які можуть допомогти підвищити стійкість до наслідків зміни клімату. Результати дії цієї програми озвучила ООН: країни-учасниці Кіотської угоди скоротили викиди парникових газів більш ніж на 20%, що набагато перевищило поставлену мету (4).

Фото: Joshua Rawson-Harris, unsplash.com

Інший приклад міжнародного співробітництва — Паризька угода 2015 року, яка була підготовлена як заміна Кіотському протоколу, що минув.Основна мета цього договору - обмежити зростання температури на планеті в межах 1,5 ° C за допомогою скорочення викидів CO₂ та інших парникових газів (5). Угоду підписали 194 країни, включаючи Росію. Зобов'язання нашої держави до 2030 року досягти викидів парникових газів не більше 70% від рівня 1990 року.

На державному рівні

На рівні держави проблема з посиленням парникового ефекту зазвичай вирішується шляхом контролю над зниженням обсягу викидів парникових газів на підприємствах. Наприклад, у Росії 2022 року було прийнято закон «Про проведення експерименту з обмеження викидів парникових газів у окремих суб'єктах Російської Федерації» (6). Пілотним регіоном обрано Сахалін, для місцевих великих компаній запровадили квоти на викиди.

Також держава може впроваджувати заходи щодо підтримки діяльності, пов'язаної зі скороченням викидів парникових газів. Наприклад, субсидувати заміну устаткування більш екологічне чи знижувати податкову ставку для «зелених» підприємств.

Ще один важливий пункт внеску держави у турботу про довкілля — контроль за вирубуванням лісів та їх своєчасним відновленням.

На рівні виробництва та бізнесу

Бізнес може допомогти у вирішенні проблеми парникового ефекту, дотримуючись принципів екологічної відповідальності. Наприклад, переходом на «зелені» технології, використанням дбайливих методів ведення сільського господарства, правильної утилізації відходів.

Фото: Abby Anaday, unsplash.com

Ста ста найбільших корпорацій світу припадає на частку 85% викидів. Головним чином, це вугільні та нафтогазові компанії.

Щоб знизити негативний вплив парникового ефекту в майбутньому, вже зараз бізнесу необхідно робити важливі кроки:

скорочувати використання викопного палива та переходити на відновлювані джерела енергії;
запроваджувати енергоефективні технології;
займатися стійким лісоуправлінням, садити ліс та контролювати лісові пожежі;
переходити до екологічно дбайливого сільського господарства;
відновлювати порушені екосистеми.

Сьогодні бізнес починає більш відповідально ставитися до навколишнього середовища і ставить собі за мету зниження викидів парникових газів. Наприклад, данська компанія Dansk Olie or Naturgas тепер називається Orsted і повністю порвала зі своїм нафтогазовим минулим. Норвезька компанія Statoil (тепер називається Equinor) займається не тільки нафтою та газом, а й активно інвестує у сонячну та вітрову енергію.

Деякі бізнеси починають реалізовувати концепцію нейтральності вуглецю (net zero). Вони оголошують, що їхня кінцева мета — повне припинення викидів. У Росії, наприклад, найамбіційнішу мету поставила перед собою корпорація En+ Group — до 2050 року досягти нульового балансу викидів парникових газів.

На побутовому рівні

Перший крок на шляху до зниження парникового ефекту – усвідомлене споживання. Розповідаємо, що може зробити кожна людина, щоб допомогти у вирішенні глобальної проблеми парникового ефекту.

1. Використовуйте менше електроенергії

Енергозбереження може суттєво скоротити викиди парникових газів. У всьому світі на використання електроенергії припадає чверть усіх викидів. Деякі кроки, які ви можете зробити, щоб використати менше електроенергії, ще й заощаджують гроші.Замініть лампи розжарювання на світлодіодні лампи, зменште опалення, при необхідності утепліть ваш будинок, стирайте при 30 градусах та при повному завантаженні барабана, вимикайте світло та електроприлади, коли вони не використовуються.

2. Перегляньте меню

Сьогодні близько п'ятої частини світових викидів вуглецю припадає на вирощування сільськогосподарських тварин на м'ясо. повітря, що також впливає на зміну клімату.

Дотримання дієти, в основному або повністю заснованої на рослинних продуктах (наприклад, овочі, хліб, рис і боби), значно знижує викиди.

3. Використовуйте екологічний транспорт

Спалювання викопного палива для транспорту складає до 14% глобальних викидів парникових газів у всьому світі.

4. Скоротіть споживання та відмовтеся від непотрібного

Виробництво, видобуток сировини та поводження з відходами вимагають енергії. Не позбавляйтеся хороших речей, намагайтеся дати їм нове життя: продати, віддати на благодійність. Ремонтуйте.Скоротіть кількість одноразових речей у своєму житті, використовуйте багаторазові пляшки, сумки, контейнери для їжі тощо.

5. Садіть дерева

Ліси - головний елемент поглинання парникових газів, що відіграє важливу роль у вуглецевому регулюванні. Дерева поглинають вуглекислий газ з повітря в процесі зростання і накопичують його у собі у вигляді зв'язаного вуглецю.

Відгук експерта про проблему парникового ефекту у 2024 році

— Вирішення проблеми парникового ефекту потребує спільних зусиль на світовому, державному та побутовому рівнях, — каже Андрій Хайдаров, доцент, член Міжнародної академії наук екології, безпеки людини та природи (МАНЕБ). — Перелічу деякі з основних заходів, які можна вжити для зниження викидів парникових газів

Збільшення частки відновлюваних джерел енергії, таких як сонячна та вітрова енергія, та зниження залежності від викопних палив – нафти, газу та вугілля.
Поліпшення ефективності використання енергії: встановлення більш ефективних систем опалення та кондиціювання повітря, використання енергозберігаючих лампочок та пристроїв, зниження споживання енергії під час транспортування.
Впровадження технологій CCS, які дозволяють знизити викиди парникових газів, стримуючи їх та зберігаючи їх у підземних сховищах.
Зменшення масштабів вирубування лісів та забезпечення їх відновлення.
Проведення інформаційних кампаній з метою підвищення поінформованості населення про проблему парникового ефекту та способи її вирішення, а також популяризація заощадження енергії у повсякденному житті.
Вирішення проблеми з полігонами ТКО (твердих комунальних відходів) — важливий крок у боротьбі зі зміною клімату.Як вже обговорювалося раніше, полігони ТКО можуть значно впливати на обсяги парникових газів через викиди метану, оскільки метан є потужним парниковим газом і в 28-36 разів більш ефективний у утриманні тепла в атмосфері порівняно з вуглекислим газом.