خصائص غازات الاحتباس الحراري

الاحتباس الحرارى، حاليًا مصدر قلق اجتماعي وعلمي كبير ، ناتج بشكل رئيسي عن غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. إن الفهم الجيد لخصائصها الفيزيائية أمر بالغ الأهمية لإدارة وتقليل الاحترار العالمي. حدد العلماء وحللوا كيفية تشكل هذه الغازات وتفاعلها وقياس مساهماتها النسبية في ظاهرة الاحتباس الحراري.

على الرغم من أن أقل من واحد في المائة من الغلاف الجوي يتكون من غازات الدفيئة ، إلا أن تأثيرها على البيئة العالمية كبير. تأثير الدفيئة ناتج عن الغازات في الغلاف الجوي للأرض. تمر الطاقة الشمسية الواردة عبر الغلاف الجوي ، والذي يحتفظ بالحرارة الناتجة ويسخن درجة حرارة الأرض القريبة من سطح الأرض. هذا التأثير ناتج عن غازات الدفيئة ، التي تلتقط الحرارة وتحتفظ بها. وبالتالي ، فإن الطاقة الداخلة إلى الغلاف الجوي أكبر من تلك التي تخرج منه ، وهذا يرفع تدريجياً درجة الحرارة الإجمالية للعالم.

تشمل غازات الدفيئة الأكثر ارتباطًا بالاحترار العالمي ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز ومركبات الكربون الفلورية. منذ بداية العصر الصناعي ، تمت إضافة كميات كبيرة من كل منها إلى الغلاف الجوي من خلال الأنشطة البشرية. بخار الماء هو أيضًا أحد غازات الدفيئة المتوافرة بكثرة في الغلاف الجوي. ومع ذلك ، فإن دور النشاط البشري في تكوين بخار الماء أقل وضوحًا. بالإضافة إلى كونها غازات دفيئة ، فإن مركبات الكربون الفلورية لها خاصية ضارة أخرى. تميل إلى تدمير طبقة الأوزون في الغلاف الجوي العلوي ، والتي تحمينا من الأشعة فوق البنفسجية الضارة. ومع ذلك ، يعتبر الأوزون في حد ذاته من غازات الاحتباس الحراري.

الخصائص الثلاث الهامة لغاز الدفيئة هي الطول الموجي للطاقة التي يمتصها الغاز ، وكمية الطاقة التي يمتصها ، ومدة بقاء الغاز في الغلاف الجوي.

تمتص جزيئات غازات الاحتباس الحراري الطاقة في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف ، والتي نربطها عمومًا بالحرارة. تمتص غازات الاحتباس الحراري أكثر من 90٪ من طاقة الغلاف الجوي في جزء ضيق جدًا من طيف الطاقة. ومع ذلك ، تختلف طاقات الامتصاص لكل غاز من غازات الدفيئة ؛ معًا ، تمتص الطاقة على جزء كبير من طيف الأشعة تحت الحمراء. تبقى غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي من 12 عامًا للميثان إلى 270 عامًا بالنسبة لمركب الفلوروكربون. سيختفي حوالي نصف ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي في القرن الأول بعد إطلاقه ، لكن جزءًا صغيرًا منه سيستمر لآلاف السنين.

تقيس إمكانية الاحترار العالمي لغازات الدفيئة مساهمتها في الاحترار العالمي. وتستند قيمته إلى الخصائص الرئيسية الثلاث الموضحة سابقًا. تأثير الاحترار لغاز الدفيئة ، مقسومًا على تأثير الاحترار لنفس الكمية من ثاني أكسيد الكربون ، يساوي إمكانية الاحترار.

على سبيل المثال ، يمتلك الميثان قدرة احترار تبلغ 72 في إطار زمني مدته 20 عامًا. بعبارة أخرى ، سيكون لطن واحد من الميثان نفس تأثير 72 طنًا من ثاني أكسيد الكربون في العشرين عامًا التي تلي إطلاقها في الغلاف الجوي. الميثان وأكاسيد النيتروز ومركبات الكربون الفلورية لها إمكانات احترار أعلى بكثير من الكربون ثاني أكسيد ، لكن الأخير لا يزال أهم غازات الاحتباس الحراري بسبب وجود الكثير منه هو - هي.