Gazele cu efect de seră

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Fără surse!
Această intrare sau secțiune pe tema gazului nu menționează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți .
Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor .
Echilibrul radiațiilor terestre se datorează, de asemenea, parțial prezenței gazelor cu efect de seră

Ele sunt numite gaze cu efect de seră , aceste gaze de prezenta în „ atmosfera care poate reține, în mod consecvent, o parte considerabilă a componentei în“ infraroșu a radiației solare care lovește Pământul și este emis de suprafața pământului , de la ' atmosferă și de nori [1] [2] . Această proprietate provoacă fenomenul cunoscut sub numele de „ efectul de seră “ și este verificată printr - o analiză a analizei spectroscopice în laborator . Ele pot fi atât naturale , cât și antropice (adică produse de activități umane) [3] . Protocolul de la Kyoto reglementează prin 1997 emisiile de gaze cu efect de seră considerate a fi mai dăunătoare, în special CO 2, N 2 O, CH 4, hexafluorura de sulf (SF 6), hidrofluorocarburi (HFC - uri) și perfluorocarburi .

Istorie

John Tyndall
Svante Arrhenius

Prima teorie a " efect de seră ca un fenomen general de captare a căldurii solare de către atmosfera Pământului este urmărită în mod tradițional , înapoi la activitatea matematică și fizică franceză J. Fourier , care , în 1827 a fost primul care a analiza matematic temperatura Pământului și a enunța principiul pentru care măsura actuală depinde în mare parte de „izolare“ atmosferei planetare [4] . Fourier, cu toate acestea, nu a putut să dea o anumită cauză a fenomenului, derivată din constatările asupra bilanțului energetic al Pământului, considerat ca un întreg [5] .

În 1859 anii irlandez John Tyndall , bazat pe munca lui Fourier, a fost primul care a analiza proprietățile conținutul principal de gaze în atmosferă, așa cum a fost descris la momentul respectiv , în absorbția căldurii solare. Investigațiile experimentale riguroase au putut demonstra diferența substanțială dintre molecule cum ar fi oxigenul , azotul și hidrogenul , care sunt descrise ca fiind „transparent“ în ceea ce privește radiațiile infraroșii, și altele care au avut proprietăți capcană. În special, Tyndall atribuită vapori de apă rolul principal în prevenirea refracția căldurii solare, urmată de „ dioxid de carbon și de“ ozon [6] , și a propus ideea că variațiile în procentele acestor gaze ar putea fi cauza a modificărilor în climatul planetei [4] .

În 1896 fizicianul suedez Svante Arrhenius , care a preluat munca de Tyndall pe vârstele de gheață și cauzele lor, o problemă mult dezbătută de climatologie la momentul respectiv , a propus ipoteza că adăugarea de CO 2 în atmosferă de către om mână pentru a satisface creșterea industrializare ar putea afecta fenomenul efect de seră natural. În special, se calculează că o dublare a concentrației de dioxid de carbon eliberat în atmosferă ar fi dus la o creștere de 5-6 ° C a temperaturii suprafeței pământului [7] [8] . Deși estimările Arrhenius a lungul timpului sunt dezvăluite numeric inexacte, a fost în principal datorită muncii sale că corelația dintre creșterea de CO 2 și temperaturi creșterea a fost adus la dovezi științifice.

De asemenea , din cauza predicții incorecte făcute de fizicianul suedez, ideea că o creștere a anumitor intrări de natură artificială ar putea afecta atmosfera si temperatura Pământului a fost în curând abandonată în momentul în care lumea științifică, și considerate ca având o relevanță mică [9] . In anii '30 anchetele de o creștere a temperaturilor din America de Nord au fost atribuite de către o mare parte a comunității științifice ca un ciclu care rezultă din cauze naturale; era englez G. CALENDARE , un pasionat inginer despre meteorologie , care sa opus acestei teze, propunând în 1938 ca o ipoteză pentru a explica creșterea temperaturilor creșterea paralelă a concentrației de CO2 în atmosferă din deceniile anterioare [10] [11] ; Dar ideea a rămas în mare parte minoritate în lumea științifică [9] . Ideea a fost adus înapoi la lumină în anii '50 , datorită îmbunătățirii semnificative a preciziei măsurătorilor instrumentale. In 1956 fizica canadian Gilbert PLASS este ocupat din nou problema, concluzionând că o dublare a concentrațiilor de dioxid de carbon din atmosferă ar avea drept consecință o creștere a temperaturii suprafeței Pământului de 3,6 ° C [12] .

În timp, interesul științific în jurul relației dintre gazele cu efect de seră și încălzirea globală a crescut, facilitat de numeroase experimente efectuate în întreaga lume și de precizia crescândă în măsurarea datelor fundamentale. În 1985 , la o conferință internațională a avut loc la Villach , în Austria , 29 climatologii pus oficial crucială pentru comunitatea științifică globală problema concentrațiilor în creștere de gaze cu efect de seră [13] [14] , identificat ca fiind cauza unei creșteri fără precedent a temperaturilor globale [15 ] și, ca urmare ei, o creștere potențială a nivelului mării estimat între 20 și 140 de centimetri [16] . Din 1988 este înființarea Grupului interguvernamental privind schimbările climatice (IPCC) , de către „ ONU și“Organizația Meteorologică Mondială , al cărei scop este analiza problemei încălzirii globale și, ca parte constitutivă, studiul "a gazelor cu efect de seră efect asupra atmosferei, precum și măsurarea concentrațiilor acestora [17] .

Descriere

Principalele gaze cu efect de seră

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Potențialul de încălzire globală .

Contribuția unui gaz la variația efectului de seră este determinată de forțarea radiativă a gazului, de concentrația acestuia în atmosferă și de timpul de ședere în atmosferă. Indicele cunoscut sub numele de Global Warming Potential (GWP, potențialul de încălzire globală), care reprezintă efectul combinat al timpului de staționare în atmosfera fiecărui gaz și eficiența sa specifică în absorbția radiației infraroșii emisă de Pământ, este o măsură decât un anumit efect de seră contribuie gaze la încălzirea globală, proporțională cu CO 2, luată ca referință și a cărui GWP are , prin definiție , o valoare de 1 [18] . GWP este calculat de Grupul interguvernamental privind schimbările climatice și sunt utilizate ca factori de conversie pentru a calcula emisiile tuturor gazelor cu efect de seră în CO 2 emisii echivalente [19] .

Vaporii de apă (H2O), dioxid de carbon (CO2), oxid de azot (N 2 O), metan (CH4) și hexafluorură de sulf (SF 6) sunt principalele gaze cu efect de seră în " atmosfera Pământului . În plus față de aceste gaze surse naturale și antropice, există o gamă largă de gaze cu efect de seră eliberate în atmosferă exclusiv antropogene, precum halocarburile , printre care cele mai bune cunoscute sunt clorofluorocarburi (CFC - uri), precum și multe alte substanțe ale căror molecule conțin atomi de clor și fluor , ale cărui emisii sunt reglementate prin Protocolul de la Montreal . Gazele halogenate sunt emise în cantități mult mai mici decât CO 2 , CH 4 și N 2 O și au concentrații foarte mici în atmosferă, dar pot avea o durată de viață foarte lungă și un puternic efect de forțare radiativă , de la 3.000 la 13.000 de ori mai mare decât de dioxid de carbon. Contribuția unui gaz la variația efectului de seră este determinată de forțarea radiativă a gazului, de concentrația acestuia în atmosferă și de timpul de ședere în atmosferă.

Vapor de apă

Distribuția vaporilor de apă din lume în funcție de timp (sezon) și latitudine

Principalul gaz cu efect de seră este de vapori de apă (H2O), care este responsabil pentru aproximativ două treimi din efectul de seră natural, deși există opinii potrivit cărora vaporii de apă ar fi responsabile cu până la 98% din efectul de seră. În atmosferă, moleculele de apă captează căldura radiată de pe Pământ prin ramificarea acestuia în toate direcțiile, încălzind astfel suprafața Pământului înainte de a fi radiată înapoi în spațiu.

Atmosferic vaporii de apă este o parte a ciclului hidrologic , un sistem închis de circulație a apei de oceane și continente în atmosferă într - un ciclu continuu de evaporare , transpirației, condensare și precipitare . Cu toate acestea, aerul cald poate absorbi mult mai mult de umiditate și , prin urmare , creșterea temperaturilor intensifica și mai mult creșterea vaporilor de apă din atmosferă și , astfel , schimbările climatice. Acesta reprezintă 70% din gazele cu efect de seră care desfășoară o activitate reală de a reflecta razele înapoi pe Pământ, cu o energie radiantă de 75 W / m 2 , dar este , de asemenea , un feedback pozitiv factor, fiind legat direct la temperatura.

Metan

Distribuția globală a metanului în funcție de latitudine , conform anilor

Metan (CH 4) , este de obicei considerat a fi responsabil pentru aproximativ 8%, cu toate că impactul său real , depinde puternic de potențialul de încălzire globală , care , dacă este calculat corect pe durata de viață medie a gazului în atmosferă (aproximativ 12 ani) trece de la valoarea utilizate în mod obișnuit de aproximativ 30 până la aproximativ 110, crescând ei foarte radiativ forțând [20] . Metanul este produsul degradării materialului organic într-un mediu anaerob. Concentrația sa atmosferică medie crește cu o rată medie anuală estimată între 1,1% și 1,4%. Principalele surse de metan sunt solurile mlastinoase (25-170 Tg pe an; 1 Tg sau termograma = 1 × 10 12 grame), fermentație enterică din digestia bovinelor de crescătorie (90-100 Tg) [21] , câmpuri de orez (40-179 Tg), fermentarea îngrășămintelor organice (40-110 Tg), degradare în mediu reducând biomasă (30-110 Tg), producția și distribuția gazelor naturale (20-50 Tg), extracția cărbunelui (10-40 Tg) și termite (5-45 Tg), pentru o creștere de 0,6% pe an. Trebuie remarcată creșterea bruscă a emisiilor de metan din depozitele de deșeuri; în plus, a existat o creștere a emisiilor din sectorul energetic și o scădere a celor din sectorul agricol.

Halocarburi

Clorofluorocarburi (CFC - uri)

Printre aceste gaze cele mai cunoscute sunt cele clorofluorocarburi (CFC), hidroclorofluorocarburile (HCFC) și hidrofluorcarbonii (HFCs). Concentrația acestor gaze în atmosferă este foarte mică, dar potențialul lor de încălzire globală este de la 3000 la 13.000 de ori mai mare decât CO 2. Halocarburile nu provin din procese naturale; prezența lor în atmosferă este în mare parte atribuită activităților umane. Până la mijlocul anilor '70, CFC-urile au fost utilizate pe scară largă ca agenți de propulsie pentru spray-uri, solvenți și unii adezivi.

În 1987, prin semnarea Protocolului de la Montreal, națiunile lumii au semnat un acord pentru a reduce drastic utilizarea acestor gaze, deoarece acestea sunt considerate dăunătoare pentru ozonul atmosferic. CFC-urile au fost în mare parte înlocuite cu HCFC-uri, care sunt mai puțin dăunătoare pentru ozon, dar încă dăunătoare efectului de seră, deoarece contribuie la încălzirea globală. Deci, pe măsură ce concentrația de CFC scade, cea a celorlalte gaze crește. Pe lângă faptul că sunt foarte puternice, aceste gaze rămân în aer perioade foarte lungi, până la 400 de ani.

Oxid de azot

Protoxidul de azot constituie o foarte mică parte a atmosferei, iar acest lucru este de o mie de ori mai puțin de CO 2 , dar aproape 300 de ori mai puternic în a reține căldura.

Oxid de azot

Concentrația de oxid de azot a crescut dramatic în ultimele decenii, de la 275 ppb în perioada preindustrială la 312 ppb în 1994. Majoritatea oxidului de azot din atmosferă provine din procese microbiologice. În solurile și apele, sursele majore ale emisiilor de N2O sunt procesele de nitrificare și denitrificare, acesta din urmă este principalul responsabil pentru N emisiile 2 O în mediile subterane. Fenomenele de absorbție a oxidului de azot de către oceane au fost de asemenea observate, dar până în prezent cunoștințele despre modul în care solul și sistemele marine acționează ca chiuvete pentru acest gaz sunt prea mici pentru a lua în considerare importanța lor la scară globală.

Ozon

Distribuția ozonului în emisfera sudică

L ' ozon este în parte un conținut minim în atmosferă și este concentrată în special în jurul valorii de 45 km altitudine , unde se formează prin reacția dintre razele UVA si oxigenul atmosferic. Ozonul stratosferic acționează ca un filtru către radiațiile ultraviolete de la Soare, dar în troposferă acționează ca un gaz cu efect de seră, deși contribuția sa este minimă. Este o componentă esențială a atmosferei, dar dacă în straturile superioare este utilă deoarece este capabilă să filtreze radiația ultravioletă a soarelui spre pământ, în straturile inferioare, în troposferă, trebuie considerat un poluant (chiar dacă potențialul său de seră cu gaz în ceea ce privește CO 2 nu a fost încă calculat). Ozonul este creat în mod natural și distrus de radiațiile ultraviolete: cei mai puternici îl creează din oxigen, în timp ce cei mai slabi îl distrug. O parte din ozon este produsă și în procesele de poluare a aerului. Ozonul este implicat în formarea ploilor acide, iar concentrația acestuia poate provoca boli respiratorii.

Dioxid de carbon

Absorbția radiației solare în infraroșu parte " dioxid de carbon

L ' dioxid de carbon , a cărui moleculă are formula CO 2, este responsabilă de 5-20% (teoria cea mai larg acceptată este de 15%) de seră natural și interacționează cu atmosfera din cauze naturale și antropice.

Rezervoarele naturale de CO2 sunt oceane, sediment fosil, biosferă terestru, atmosfera. O mare parte din dioxidul de carbon al ecosistemelor este eliberat în atmosferă. Un număr de organisme au capacitatea de a absorbi CO2 atmosferic. Astfel, carbonul, datorită fotosintezei plantelor, care combină dioxidul de carbon și apa în prezența energiei solare, intră în compuși organici și apoi în lanțul trofic, revenind în cele din urmă în atmosferă prin respirație. Puteți identifica modificărilor anuale în concentrația de CO 2 atmosferic. În timpul iernii există o creștere a concentrației datorită faptului că respirația predomină la plantele de foioase; în timp ce în timpul verii concentrația de CO 2 atmosferic scade pentru creșterea totală a fotosintezei.

Oceanele joacă un rol fundamental în echilibrul carbonului, constituie o rezervă reală de carbon sub formă de ion bicarbonat și conțin cantități enorme de CO 2 , până la 79% din cel natural: oceanele pot elibera sau absorbi CO 2 așa cum este solubil în apă. Creșterea temperaturii apei scade solubilitatea dioxidului de carbon, prin urmare , creșterea temperaturii oceanelor muta CO 2 de mare în atmosferă, în timp ce o descreștere este invers. Oceanele absorbind astfel , atmosferic CO 2 redusă menține concentrația acestuia; dacă concentrația tindea să scadă, oceanele ar putea elibera dioxid de carbon jucând un rol de echilibrare. Acest echilibru natural, în absența activității antropice, este întotdeauna în echilibru ca primă aproximare. Aceasta implică valori mai mari de emisie și absorbție decât emisiile antropice. Cu toate acestea, deși mici în comparație cu totalul, emisiile antropice sunt suficiente pentru a dezechilibra întregul sistem.

Dioxidul de carbon se acumulează astfel în atmosferă, deoarece procesele de absorbție de către stratul mixt al oceanului nu sunt în măsură să compenseze pe deplin fluxul de carbon care intră. Emisiile legate de activitatea umană se datorează utilizării energiei fosile, și anume petrol, cărbune și gaze naturale; iar restul datorită defrișărilor și schimbărilor de utilizare a terenurilor agricole. Contribuția defrișărilor este totuși foarte incertă și astăzi se află în centrul multor dezbateri: estimările indică valori cuprinse între un maxim de 2 și un minim de 0,6 GtC / an. Cantitatea echivalentă de CO 2 se obține prin înmulțirea cu 44/12. În ceea ce privește persistența medie în ani de CO2 în atmosferă, IPCC consideră că un interval cuprins între 50 și 200 de ani, în mod substanțial depinde de mijloacele de absorbție.

Notă

  1. ^ (RO) ME Mann, gaze cu efect de seră , pe britannica.com. Adus pe 13 mai 2020 .
  2. ^ Grupul de Cercetare în Fizică Educație, efectele termice ale radiațiilor și cu efect de seră (PDF) pe fisica.unipv.it, Departamentul de Fizică „A. Volta“, Universitatea din Pavia , p. 10. 13 Adus de luna mai, anul 2020.
  3. ^ (RO) Definirea termenilor utilizate în cadrul DDC Pagini - Glosarul FG pe ipcc-data.org, IPCC . Adus pe 13 mai 2020 .
  4. ^ A b (RO) P. Lynch, Cum a descoperit Joseph Fourier efectul de seră , în The Irish Times , 21 martie 2019. pe 14 Accesat, în anul 2020.
  5. ^ (RO) Calcule viitoare - Primul credincios schimbările climatice , de sciencehistory.org, 18 iulie, 2016. pe 14 Accesat, în anul 2020.
  6. ^ (EN) S. Graham, John Tyndall (1828-1893) , de earthobservatory.nasa.gov, 8 octombrie 1999. accesat 14 mai 2020.
  7. ^ (RO) I. Exemplu, Tatăl schimbărilor climatice , în The Guardian , 30 iunie, 2005. Accesat 19 mai 2020.
  8. ^ (EN) S. Arrhenius, cu privire la influența acidului carbonic în aer la temperatura solului (PDF), în revista filozofică și Journal of Science, voi. 41, aprilie 1896, pp. 237-276. Adus pe 19 mai 2020 .
  9. ^ A b (RO) Carbon Dioxid de Greenhouse Effect , pe history.aip.org. Adus pe 19 mai 2020 .
  10. ^ (RO) L. Hickman, cum arderea combustibililor fosili a fost legat de o lume de încălzire în 1938 , în The Guardian , 22 aprilie, 21 mai 2013. accesat, 2020.
  11. ^ (EN) Z. Applegate,Guy Stewart Callendar: Global descoperire de încălzire marcată , în BBC , 26 aprilie 2013. 21 Accesat, în anul 2020.
  12. ^ (EN) JR Fleming, G. Schmidt, GN Plass, dioxid de carbon și clima , pe americanscientist.org. Adus pe 21 mai 2020 .
  13. ^ (EN) Introducere: O istorie de schimbările climatice Știință hyperlink pe history.aip.org. Adus pe 21 mai 2020 .
  14. ^ (RO) M. Marshall, Cronologie: schimbările climatice , în New Scientist, 4 septembrie 2006. 21 Accesat, în anul 2020.
  15. ^ (RO) Originile IPCC: Cum lumea sa trezit la schimbările climatice , la council.science, 10 martie 2018. 21 Accesat, în anul 2020.
  16. ^ Grupul consultativ privind gazele cu efect de seră stabilite în comun de OMM, UNEP, și ICSU (PDF) pe cambridge.org, p. 365. 21 Adus de luna mai, anul 2020.
  17. ^ (EN)Metodologia IPCC Actualizări pentru gaze cu efect de seră Stocurile , pe ipcc.ch, 18 mai , 2018. 21 Accesat, în anul 2020.
  18. ^ Potențialul de încălzire globală , pe ita.arpalombardia.it, ARPA Lombardia . Adus pe 13 mai 2020 .
  19. ^ ISPRA , metodele de estimare a emisiilor de gaze cu efect de seră , pe isprambiente.gov.it. Accesat 13 mai 2020 (depusă de către „URL - ul original 06 septembrie 2019).
  20. ^ (RO) Paul Balcombe, Jamie F. Speirs și Nigel P. Brandon, emisiile de metan: alegerea metrică și orizontul de timp climatice drept , în Știința Mediului: Procese & Impacturilor, vol. 20, nr. 10, 17 octombrie 2018, pp. 1323-1339, DOI : 10.1039 / C8EM00414E . Adus la 3 decembrie 2020 .
  21. ^ Henning Steinfeld, Pierre Gerber și T. Wassenaar, umbra lung a zootehniei , 2006. Adus de 03 decembrie 2020.

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN (RO) sh90000985 · GND (DE) 4438735-0
Ecologie și mediu Portal de ecologie și mediu : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de ecologie și mediu
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Gas_serra&oldid=122565826 “