Свойства на парниковите газове

Глобално затопляне, който в момента е източник на голяма социална и научна загриженост, се дължи главно на парниковите газове в атмосферата. Доброто разбиране на техните физически свойства е от решаващо значение за управлението и намаляването на глобалното затопляне. Учените са идентифицирали и анализирали как тези газове се образуват и взаимодействат и са измерили техния относителен принос към глобалното затопляне.

Въпреки че по-малко от един процент от атмосферата се състои от парникови газове, влиянието им върху глобалната среда е голямо. Парниковият ефект се причинява от газове в земната атмосфера. Входящата слънчева енергия преминава през атмосферата, която задържа получената топлина и затопля температурата на Земята в близост до повърхността. Този ефект се задвижва от парниковите газове, които улавят и задържат топлината. Следователно енергията, постъпваща в атмосферата, е по-голяма от тази, която я напуска, и това постепенно повишава общата глобална температура.

Парниковите газове, най-тясно свързани с глобалното затопляне, включват въглероден диоксид, метан, азотен оксид и флуоровъглеводороди. От началото на индустриалната епоха значителни количества от всеки са добавени към атмосферата от човешки дейности. Водната пара също е парников газ, който е доста обилен в атмосферата. Ролята на човешката дейност в създаването на водни пари обаче е по-малко ясна. Освен парникови газове, флуоровъглеводородите имат и друго вредно свойство. Те са склонни да разрушават озоновия слой на горната атмосфера, който ни предпазва от вредното ултравиолетово лъчение. Озонът обаче сам по себе си също е парников газ.

Трите важни свойства на парниковия газ са дължината на вълната на енергията, която газът поглъща, колко енергия поглъща и колко дълго газът остава в атмосферата.

Молекулите на парникови газове абсорбират енергия в инфрачервената област на спектъра, която обикновено свързваме с топлината. Парниковите газове абсорбират повече от 90 процента от атмосферната енергия в много тясна част от енергийния спектър. Енергиите на абсорбция обаче са различни за всеки парников газ; заедно поглъщат енергия в голяма част от инфрачервения спектър. Парниковите газове остават в атмосферата от 12 години за метан до 270 години за флуоровъглерод. Около половината от атмосферния въглероден диоксид ще изчезне през първия век след освобождаването му, но малка част ще се запази хиляди години.

Потенциалът на глобалното затопляне на парниковите газове измерва приноса му към глобалното затопляне. Стойността му се основава на трите ключови свойства, описани по-рано. Ефектът на затопляне на парниковия газ, разделен на ефекта на затопляне на същото количество въглероден диоксид, се равнява на неговия потенциал за затопляне.

Например метанът има потенциал за затопляне от 72 за 20-годишен период. С други думи, един тон метан би имал същия ефект като 72 тона въглероден диоксид през 20-те години след изпускането им в атмосферата. Метанът, азотните оксиди и флуоровъглеводородите имат потенциал за затопляне много по-висок от въглерода диоксид, но последният все още остава най-важният парников газ, тъй като има толкова много то.