Vlastnosti skleníkových plynov

Globálne otepľovanie, ktorý je v súčasnosti zdrojom veľkého spoločenského a vedeckého záujmu, je spôsobený hlavne skleníkovými plynmi v atmosfére. Dobré pochopenie ich fyzikálnych vlastností je rozhodujúce pre riadenie a znižovanie globálneho otepľovania. Vedci identifikovali a analyzovali, ako sa tieto plyny tvoria, interagujú a merali ich relatívny príspevok ku globálnemu otepľovaniu.

Aj keď menej ako jedno percento atmosféry tvoria skleníkové plyny, ich vplyv na globálne prostredie je veľký. Skleníkový efekt spôsobujú plyny v zemskej atmosfére. Prichádzajúca slnečná energia prechádza atmosférou, ktorá udržuje výsledné teplo a ohrieva teplotu blízku povrchu Zeme. Tento efekt je riadený skleníkovými plynmi, ktoré zachytávajú a zadržiavajú teplo. V dôsledku toho je energia vstupujúca do atmosféry väčšia ako energia opúšťajúca túto atmosféru, a to postupne zvyšuje celkovú globálnu teplotu.

Medzi skleníkové plyny, ktoré sú najviac spojené s globálnym otepľovaním, patrí oxid uhličitý, metán, oxid dusný a fluórované uhľovodíky. Od začiatku priemyselného veku boli značné množstvá každého z nich pridané do atmosféry ľudskou činnosťou. Vodná para je tiež skleníkový plyn, ktorý je v atmosfére pomerne hojný. Úloha ľudskej činnosti pri vytváraní vodných pár je však menej jasná. Okrem toho, že sú fluórované uhľovodíky skleníkové plyny, majú ešte jednu škodlivú vlastnosť. Majú tendenciu ničiť ozónovú vrstvu hornej atmosféry, ktorá nás chráni pred škodlivým ultrafialovým žiarením. Samotný ozón je však tiež skleníkovým plynom.

Tri dôležité vlastnosti skleníkového plynu sú vlnová dĺžka energie, ktorú plyn absorbuje, koľko energie absorbuje a ako dlho plyn zostáva v atmosfére.

Molekuly skleníkových plynov absorbujú energiu v infračervenej oblasti spektra, ktorú si všeobecne spájame s teplom. Skleníkové plyny absorbujú viac ako 90 percent atmosférickej energie vo veľmi úzkej časti energetického spektra. Absorpčné energie sú však pre každý skleníkový plyn odlišné; spoločne absorbujú energiu cez veľkú časť infračerveného spektra. Skleníkové plyny zostávajú v atmosfére od 12 rokov pre metán do 270 rokov pre fluórovaný uhľovodík. Asi polovica atmosférického oxidu uhličitého zmizne v prvom storočí po jeho uvoľnení, ale malá časť bude pretrvávať tisíce rokov.

Potenciál globálneho otepľovania skleníkových plynov meria jeho príspevok k globálnemu otepľovaniu. Jeho hodnota je založená na troch kľúčových vlastnostiach, ktoré sme už opísali. Otepľovací efekt skleníkového plynu vydelený otepľovacím účinkom rovnakého množstva oxidu uhličitého sa rovná jeho otepľovaciemu potenciálu.

Napríklad metán má na 20-ročný časový rámec potenciál otepľovania 72. Inými slovami, jedna tona metánu by mala rovnaký účinok ako 72 ton oxidu uhličitého za 20 rokov po ich uvoľnení do atmosféry. Metán, oxidy dusíka a fluórované uhľovodíky majú potenciál otepľovania oveľa vyšší ako uhlík oxidu uhličitého, ten však stále zostáva najdôležitejším skleníkovým plynom, pretože ich je toľko to.