Lastnosti toplogrednih plinov

Globalno segrevanje, ki trenutno povzroča veliko socialnih in znanstvenih skrbi, v glavnem povzročajo toplogredni plini v ozračju. Dobro upravljanje njihovih fizikalnih lastnosti je ključnega pomena za upravljanje in zmanjšanje globalnega segrevanja. Znanstveniki so ugotovili in analizirali, kako nastajajo in vplivajo ti plini, ter merili njihov relativni prispevek k globalnemu segrevanju.

Čeprav manj kot en odstotek ozračja sestavljajo toplogredni plini, je njihov vpliv na globalno okolje velik. Učinek tople grede povzročajo plini v zemeljski atmosferi. Prihajajoča sončna energija prehaja skozi ozračje, ki zadržuje nastalo toploto in segreje Zemljino prizemno temperaturo. Ta učinek povzročajo toplogredni plini, ki zajemajo in zadržujejo toploto. Posledično je energija, ki vstopa v ozračje, večja od tiste, ki jo zapusti, kar postopoma dviguje splošno globalno temperaturo.

Toplogredni plini, ki so najbolj povezani z globalnim segrevanjem, vključujejo ogljikov dioksid, metan, dušikov oksid in fluoroogljike. Od začetka industrijske dobe so človeške dejavnosti v ozračje dodale znatne količine. Vodna para je tudi toplogredni plin, ki ga je v ozračju precej veliko. Vloga človekove dejavnosti pri ustvarjanju vodne pare pa je manj jasna. Poleg tega, da so fluoroogljiki toplogredni plini, imajo še eno škodljivo lastnost. Običajno uničujejo ozonski plašč zgornjih slojev atmosfere, ki nas ščiti pred škodljivim ultravijoličnim sevanjem. Ozon pa je tudi sam toplogredni plin.

Tri pomembne lastnosti toplogrednega plina so valovna dolžina energije, ki jo plin absorbira, koliko energije absorbira in kako dolgo ostane plin v ozračju.

Molekule toplogrednih plinov absorbirajo energijo v infrardečem območju spektra, kar običajno povezujemo s toploto. Toplogredni plini absorbirajo več kot 90 odstotkov atmosferske energije v zelo ozkem delu energijskega spektra. Vendar pa so absorpcijske energije različne za vsak toplogredni plin; skupaj absorbirajo energijo v velikem delu infrardečega spektra. Toplogredni plini ostanejo v ozračju od 12 let za metan do 270 let za fluoroogljik. Približno polovica atmosferskega ogljikovega dioksida bo izginila v prvem stoletju po izpustu, majhen del pa bo obstajal tisoče let.

Potencial toplogrednih plinov za globalno segrevanje meri njegov prispevek k globalnemu segrevanju. Njegova vrednost temelji na treh ključnih lastnostih, opisanih prej. Učinek segrevanja toplogrednih plinov, deljen z učinkom segrevanja enake količine ogljikovega dioksida, je enak njegovemu segrevalnemu potencialu.

Na primer, metan ima 20-letni potencial segrevanja 72. Z drugimi besedami, ena tona metana bi imela enak učinek kot 72 ton ogljikovega dioksida v 20 letih po izpustu v ozračje. Metan, dušikovi oksidi in fluoroogljikovodi imajo potencial segrevanja veliko višji od ogljika dioksida, vendar slednji še vedno ostaja najpomembnejši toplogredni plin, ker ga je toliko to.