Vlastnosti skleníkových plynů

Globální oteplování, který je v současné době zdrojem velkého společenského a vědeckého zájmu, je způsoben hlavně skleníkovými plyny v atmosféře. Dobré pochopení jejich fyzikálních vlastností je zásadní pro řízení a snižování globálního oteplování. Vědci identifikovali a analyzovali, jak se tyto plyny vytvářejí, interagovaly a měřily jejich relativní příspěvky ke globálnímu oteplování.

I když méně než jedno procento atmosféry tvoří skleníkové plyny, jejich vliv na globální prostředí je velký. Skleníkový efekt je způsoben plyny v zemské atmosféře. Přijatá sluneční energie prochází atmosférou, která zadržuje výsledné teplo a ohřívá teplotu Země blízko povrchu. Tento efekt je řízen skleníkovými plyny, které zachycují a zadržují teplo. V důsledku toho je energie vstupující do atmosféry větší než ta, která ji opouští, a to postupně zvyšuje celkovou globální teplotu.

Mezi skleníkové plyny, které jsou nejblíže spojené s globálním oteplováním, patří oxid uhličitý, metan, oxid dusný a fluorované uhlovodíky. Od začátku průmyslového věku byla do atmosféry přidána významná množství každé lidské činnosti. Vodní pára je také skleníkový plyn, který je v atmosféře poměrně hojný. Role lidské činnosti při vytváření vodní páry je však méně jasná. Kromě toho, že jsou skleníkovými plyny, mají fluorované uhlovodíky další škodlivou vlastnost. Mají tendenci ničit ozonovou vrstvu horní atmosféry, která nás chrání před škodlivým ultrafialovým zářením. Samotný ozon je však také skleníkovým plynem.

Tři důležité vlastnosti skleníkového plynu jsou vlnová délka energie, kterou plyn absorbuje, kolik energie absorbuje a jak dlouho plyn zůstane v atmosféře.

Molekuly skleníkových plynů absorbují energii v infračervené oblasti spektra, kterou obvykle spojujeme s teplem. Skleníkové plyny absorbují více než 90 procent atmosférické energie ve velmi úzké části energetického spektra. Absorpční energie se však u každého skleníkového plynu liší; společně absorbují energii přes velkou část infračerveného spektra. Skleníkové plyny zůstávají v atmosféře od 12 let pro metan do 270 let pro fluorovaný uhlovodík. Asi polovina atmosférického oxidu uhličitého zmizí v prvním století po jeho uvolnění, ale malá část bude přetrvávat tisíce let.

Potenciál globálního oteplování skleníkových plynů měří jeho příspěvek ke globálnímu oteplování. Jeho hodnota je založena na třech klíčových vlastnostech popsaných výše. Oteplovací účinek skleníkového plynu, dělený oteplovacím účinkem stejného množství oxidu uhličitého, se rovná jeho oteplovacímu potenciálu.

Například metan má po dobu 20 let potenciál oteplování 72. Jinými slovy, jedna tuna metanu by měla stejný účinek jako 72 tun oxidu uhličitého za 20 let po jejich uvolnění do atmosféry. Metan, oxidy dusíku a fluorované uhlovodíky mají potenciál oteplování mnohem vyšší než uhlík oxidu uhličitého, ale ten druhý stále zůstává nejdůležitějším skleníkovým plynem, protože jich je tolik to.