Za bojem proti globálnímu oteplování a změně klimatu leží nárůst skleníkových plynů v naší atmosféře. Skleníkový plyn je jakákoli plynná sloučenina v atmosféře, která je schopna absorbovat infračervené záření, a tím zachytávat a udržovat teplo v atmosféře. Zvýšením tepla v atmosféře jsou skleníkové plyny zodpovědné za skleníkový efekt, který v konečném důsledku vede ke globálnímu oteplování.
Sluneční záření a "skleníkový efekt"
Globální oteplování není nový koncept vědy. Základy tohoto jevu dobře vypracoval před více než stoletím Svante Arrhenius v roce 1896. Jeho práce, publikovaná ve Filozofickém časopise a Journal of Science, byla první, kdo kvantifikoval příspěvek oxidu uhličitého k tomu, co vědci nyní nazývají „skleník“ účinek."
K skleníkovému efektu dochází, protože slunce bombarduje Zemi obrovským množstvím záření, které zasáhne zemskou atmosféru ve formě viditelného světla, plus ultrafialové (UV), infračervené (IR) a další typy záření, které jsou pro lidské oko neviditelné. Asi 30 procent záření dopadajícího na Zemi se odráží zpět do vesmíru mraky, ledem a jinými odraznými povrchy. Zbývajících 70 procent je podle NASA absorbováno oceány, zemí a atmosférou.
Když absorbují záření a zahřívají se, oceány, země a atmosféra uvolňují teplo ve formě IR tepelného záření, které přechází z atmosféry do vesmíru. Rovnováha mezi příchozím a odcházejícím zářením udržuje podle NASA celkovou průměrnou teplotu Země kolem 59 stupňů Fahrenheita (15 stupňů Celsia).
Tato výměna přicházejícího a odcházejícího záření, které zahřívá Zemi, se nazývá skleníkový efekt, protože skleník funguje téměř stejným způsobem. Příchozí UV záření snadno prochází skleněnými stěnami skleníku a je absorbováno rostlinami a tvrdými povrchy uvnitř. Slabší infračervené záření však má potíže s průchodem skleněnými stěnami a je uvězněno uvnitř a zahřívá skleník.
Jak skleníkové plyny ovlivňují globální oteplování
Plyny v atmosféře, které absorbují záření, jsou známé jako „skleníkové plyny“ (někdy zkráceně GHG), protože jsou do značné míry zodpovědné za skleníkový efekt. Skleníkový efekt je zase jednou z hlavních příčin globálního oteplování. Nejvýznamnějšími skleníkovými plyny jsou podle Agentury pro ochranu životního prostředí (EPA) vodní pára (H2O), oxid uhličitý (CO2), metan (CH4) a oxid dusný (N2O). „Zatímco kyslík (O2) je druhým nejhojnějším plynem v naší atmosféře, O2 neabsorbuje tepelné infračervené záření,“ řekl Michael Daley, docent ekologie na Lasell College v Massachusetts.
Zatímco někteří tvrdí, že globální oteplování je přirozený proces a že vždy existovaly skleníkové plyny, množství plynů v atmosféře v nedávné historii vyvrcholilo. Před průmyslovou revolucí atmosférický CO2 kolísal mezi asi 180 díly na milion (ppm) během doby ledové a 280 ppm během interglaciálních teplých období. Od průmyslové revoluce se však podle údajů Národní správy oceánů a atmosféry (NOAA) množství CO2 zvýšilo stokrát rychleji než nárůst na konci poslední doby ledové.
Fluorované plyny - tj. Plyny, ke kterým byl přidán prvek fluoru - včetně fluorovaných uhlovodíků, perfluorovaných uhlovodíků a fluoridu sírového, jsou vytvářeny během průmyslových procesů a jsou také považovány za skleníkové plyny. Ačkoli jsou přítomny ve velmi malých koncentracích, zachycují teplo velmi efektivně, což z nich činí plyny s vysokým potenciálem globálního oteplování (GWP).
Chlorfluoruhlovodíky (CFC), kdysi používané jako chladiva a aerosolové hnací plyny, dokud nebyly mezinárodními dohodami postupně vyřazeny, jsou také skleníkovými plyny.
Stupeň, do kterého jakýkoli skleníkový plyn ovlivní globální oteplování, ovlivňují tři faktory:
- Jeho hojnost v atmosféře.
- Jak dlouho to zůstane v atmosféře.
- Jeho potenciál globálního oteplování.
Oxid uhličitý má významný dopad na globální oteplování částečně kvůli jeho hojnosti v atmosféře. Podle dohody o hospodářském partnerství v roce 2016 dosáhly emise skleníkových plynů v USA celkem 6 511 milionů metrických tun (7,177 milionů tun) ekvivalentů oxidu uhličitého, což se rovnalo 81 procentům všech skleníkových plynů způsobených člověkem - o 2,5 procenta před rokem. Kromě toho CO2 zůstává v atmosféře tisíce let.
Metan je však při absorpci záření asi 21krát účinnější než CO2, což mu dává vyšší hodnocení GWP, i když podle EPA zůstává v atmosféře pouze asi 10 let.
Zdroje skleníkových plynů
Některé skleníkové plyny, jako je metan, jsou produkovány zemědělskými postupy, včetně statkových hnojiv. Jiné, jako CO2, jsou většinou výsledkem přírodních procesů, jako je dýchání a spalování fosilních paliv, jako je uhlí, ropa a plyn.
Podle průzkumu Duke University je druhou příčinou uvolňování CO2 odlesňování. Když jsou stromy usmrceny za účelem produkce zboží nebo tepla, uvolní uhlík, který je normálně uložen pro fotosyntézu. Podle globálního hodnocení lesních zdrojů z roku 2010 tento proces uvolňuje do atmosféry ročně téměř miliardu tun uhlíku.
Podle dohody o hospodářském partnerství mohou některé z těchto emisí skleníkových plynů vykompenzovat lesnictví a jiné způsoby využití půdy.
"Opětná výsadba pomáhá snižovat hromadění oxidu uhličitého v atmosféře, protože rostoucí stromy vylučují oxid uhličitý prostřednictvím fotosyntézy," řekl Daley Live Science. "Lesy však nemohou spalovat veškerý oxid uhličitý, který emitujeme do atmosféry spalováním fosilních paliv, a je nutné snížit emise fosilních paliv, abychom se vyhnuli hromadění v atmosféře."
Produkce skleníkových plynů po celém světě je zdrojem vážných obav. Od doby, kdy průmyslová revoluce začala do roku 2009, se hladiny atmosférického CO2 zvýšily téměř o 38 procent a hladiny metanu zvýšily podle NASA 148 procent, a většina z tohoto nárůstu byla za posledních 50 let. V důsledku globálního oteplování byl rok 2016 nejteplejším rokem a s rokem 2018 na trati byl čtvrtý nejteplejší, podle Světové meteorologické organizace přichází po roce 1998 všech 20 nejteplejších let v historii.
„Oteplování, které pozorujeme, ovlivňuje atmosférickou cirkulaci, která má dopad na dešťové vzorce po celém světě,“ řekl Josef Werne, docent na katedře geologie a planetární vědy na University of Pittsburgh. "To povede k velkým změnám životního prostředí a výzvám pro lidi na celém světě."
Budoucnost naší planety
Pokud budou současné trendy pokračovat, vědci, vládní úředníci a rostoucí počet občanů se obávají, že nejhorší účinky globálního oteplování - extrémní počasí, stoupající hladiny moří, vymírání rostlin a zvířat, acidifikace oceánů, velké změny klimatu a bezprecedentní sociální otřesy - nevyhnutelný.
V reakci na problémy způsobené globálním oteplováním skleníkovými plyny vytvořila vláda USA v roce 2013 akční plán v oblasti klimatu. V dubnu 2016 podepsali zástupci ze 73 zemí Pařížskou dohodu, mezinárodní pakt k boji proti změně klimatu, investováním do udržitelného , nízkouhlíková budoucnost, podle Rámcové úmluvy Organizace spojených národů o změně klimatu (UNFCCC). USA byly zařazeny mezi země, které s dohodou souhlasily v roce 2016, ale v červnu 2017 zahájily řízení o odstoupení od Pařížské dohody.
Podle dohody EPA byly emise skleníkových plynů v roce 2016 o 12 procent nižší než v roce 2005, částečně kvůli velkému poklesu spalování fosilních paliv v důsledku přechodu na zemní plyn z uhlí. Teplejší zimní podmínky během těchto let také snížily potřebu mnoha domácností a podniků, aby zvýšily teplo.
Vědci na celém světě se i nadále snaží najít způsoby, jak snížit emise skleníkových plynů a zmírnit jejich účinky. Jedním z možných řešení, které vědci zkoumají, je odsávat oxid uhličitý z atmosféry a donekonečna ho pohřbít v podzemí, řekla Dina Leech, docentka biologických a environmentálních věd na Longwoodské univerzitě ve Virginii.
„Co můžeme udělat, je minimalizovat množství uhlíku, které tam vložíme, a v důsledku toho minimalizovat změnu teploty,“ řekl Leech. "Okno akce se však rychle uzavírá."
Dodatečné zdroje:
- EPA - změna klimatu: základní informace
- NASA: Globální změna klimatu
- National Geographic - Míle klimatu: Hladina CO2 na Zemi prochází 400 ppm
Tento článek byl aktualizován 3. ledna 2019 přispěvatelem Live Science Rachel Ross.
