Siltumnīcefekta gāzes: kas tās ir, galvenie veidi un klimata ietekme

Uzzini, kas ir siltumnīcefekta gāzes, to galvenie veidi (CO2, metāns, N2O, ozons) un kā tās ietekmē klimatu — cēloņi, sekas un risinājumi.

Siltumnīcas efektu izraisošās gāzes atstaro Zemes izstaroto siltuma starojumu un neļauj tam pazust kosmosā. Tādējādi Zeme kļūst karstāka, nekā tā būtu bez siltumnīcefekta gāzēm. To sauc par "siltumnīcas efektu".

Lielākā daļa siltumnīcefekta gāzu ir dabiskas - ūdens tvaiki ir visizplatītākā gāze, kas izraisa lielāko daļu siltumnīcas efekta uz Zemes. Citas siltumnīcefekta gāzes ir oglekļa dioksīds, metāns, slāpekļa oksīds, hlorfluorogļūdeņradis un ozons.

Ja nebūtu siltumnīcefekta gāzu, Zeme būtu vidēji par 33 grādiem pēc Celsija aukstāka. Dzīvība, kādu mēs to pazīstam, uz Zemes, iespējams, nebūtu iespējama, jo dzīvībai ir svarīgs siltums. Siltumnīcefekta gāzu dabiskās emisijas ir dažādas. Piemēram, lielie vulkānu izvirdumi, kas pirms ceturtdaļmiljarda gadu radīja Sibīrijas slazdus, iespējams, izdalīja pietiekami daudz gāzu, lai daļēji izraisītu perma un triasa izmiršanu, kas iznīcināja lielāko daļu dzīvības uz Zemes.

Tomēr cilvēki atmosfērā pievieno siltumnīcefekta gāzes. Tādējādi planētas vidējā temperatūra paaugstinās, palielinot siltumnīcas efektu. Svarīgākā siltumnīcefekta gāze, ko cilvēki pievieno atmosfērai, ir oglekļa dioksīds, kas pašlaik veido aptuveni 0,04 % atmosfēras. Oglekļa dioksīds izdalās, kad cilvēki sadedzina fosilo kurināmo, piemēram, naftu, ogles un dabasgāzi. Oglekļa dioksīda emisijas galvenokārt rodas transporta, enerģētikas un rūpniecības nozarē. Vislielākās emisijas rada fosilā kurināmā sadedzināšana, lai ražotu siltumu un elektroenerģiju, bet, ja aplūkojam, kur tiek izmantota elektroenerģija, tad lielākās emisijas rada rūpniecība. Pārtikas un lauksaimniecības organizācija norādīja, ka ar lopkopību saistītās emisijas veido 7,1 gigatonnu (GT) oglekļa dioksīda ekvivalenta (_{CO2 ekv.) gadā jeb} 14,5 % no visām cilvēka radītajām siltumnīcefekta emisijām. Tas ir vairāk nekā 13 %, ko katru gadu rada globālais transports (ieskaitot visas automašīnas un lidmašīnas).

Ūdens tvaiks ir visizplatītākā no šīm gāzēm, un tā reaģē uz klimata pārmaiņām. Citiem vārdiem sakot, kad atmosfēra ir silta, ūdens tvaiku ir vairāk. Tādējādi palielinās mākoņu un nokrišņu veidošanās iespēja.

Papildus fosilā kurināmā sadedzināšanai cilvēki, izcērtot kokus, samazina oglekļa dioksīda absorbciju no atmosfēras. Mēs arī pievienojam atmosfērā metānu, audzējot liellopus un citus lauksaimniecības dzīvniekus, piemēram, zosis, tītarus, cūkas, vistas un aitas. Zinātnieki ir pierādījuši, ka, saražojot 1 kg liellopu gaļas, rodas vairāk _CO2 emisiju nekā trīs stundu brauciena laikā, mājās atstājot ieslēgtu visu apgaismojumu. Turklāt cilvēka darbība palielina ūdens tvaiku daudzumu atmosfērā, palielinot iztvaikošanu, izmantojot dzesēšanas torņus termoelektrostacijās vai veidojot mākslīgus ezerus. Šīs darbības veicina globālo sasilšanu.

Galvenās siltumnīcefekta gāzes — īss pārskats

• Ūdens tvaiki (H2O) — visizplatītākā siltumnīcefekta gāze. Tā galvenokārt ir klimata atgriezeniskā saite: siltāka atmosfēra satur vairāk ūdens tvaiku, kas pastiprina sasilšanu. Ūdens tvaiku koncentrāciju nosaka temperatūra un lokālās hidrometeoroloģiskās apstākļi.
• Oglekļa dioksīds (CO2) — ilgstoši ietekmē klimatu, jo daļa CO2 atmērā saglabājas desmitiem līdz simtiem gadu. Cilvēka darbību rezultātā tā koncentrācija ir strauji pieaugusi kopš industrālās revolūcijas. CO2 ir galvenā cilvēku radīto siltumnīcefekta gāzu daļa pēc kopējā radiatīvā piesārņojuma.
• Metāns (CH4) — daudz efektīvāks siltumnīcas gāzes ziņā uz īsākiem laika nogriežņiem (desmitgadēs) nekā CO2; IPCC vērtējumos tā globālā sasilšanas potenciāla (GWP) attiecība pret CO2 100 gadu periodā ir daudzkārtīga (apmēram 25–34 reizes, atkarībā no aprēķina). Avoti: lauksaimniecība (piem., liellopi), zemes izgāztuves, enerģētikas noplūdes.
• Slāpekļa oksīds (N2O) — ar ilgu dzīves ilgumu atmosfērā (vairākas desmitgades līdz gadsimtu), spēcīgs siltumnīcas efekts un veicina ozona samazināšanos stratosfērā. Avoti: lauksaimniecības mēslojumi, rūpniecība un degšana.
• Fluorētas gāzes (piem., HFC, PFC, SF6) — cilvēka radītas, nereti ļoti ilgmūžīgas un ar ļoti augstu GWP. Tās izmanto dzesēšanas, izolācijas un rūpniecības procesos. Dažas sintētiskās halogēngļūdeņražu atvasinājumu grupas tiek sauktas arī par hlorfluorogļūdeņradiem atkarībā no ķīmiskā sastāva.
• Ozons — stratosfērā ozons aizsargā dzīvību no ultravioletā starojuma, bet troposfēras ozons (zemākajos atmosfēras slāņos) darbojas kā siltumnīcas gāze un gaisa piesārņojuma komponents.

Avoti, mērvienības un CO2 ekvivalents

• Emisijas tiek vērtētas gan pēc absolūtām tonnām, gan pēc CO2 ekvivalenta (CO2 ekv.), kur citām gāzēm tiek piešķirta CO2 ekvivalenta ietekme, ņemot vērā to globālo sasilšanas potenciālu (GWP).
• Galvenie emisiju sektori: enerģētika (elektroenerģija, siltumapgāde), transports, rūpniecība, lauksaimniecība (metāns, slāpekļa oksīds), un zemes izmantošana — izciršana/atjaunošana ietekmē oglekļa krājumu.
• Apgrūtinošs faktors — gāzu dzīves ilgums atmosfērā atšķiras: metāns ir relatīvi īslaicīgs (~12 gadi), bet CO2 un daži fluorēti savienojumi var ietekmēt klimatu gadsimtiem.

Klimata pārmaiņu ietekme

Siltumnīcefekta gāzu palielināšanās izraisa plašu seku loku, tostarp:

• globālā vidējā temperatūras celšanās, kas maina klimata zonas un sezonalitāti;
• jūras līmeņa celšanās — termiskā izplešanās un paliekošu ledāju/leduslāču kušana;
• biežāki un intensīvāki ekstremāli laikapstākļi: karstuma viļņi, intensīvi nokrišņi, sausumi, tropisko ciklonu intensifikācija;
• ekosistēmu un biodaudzveidības izmaiņas — sugu piespiedu migrācija, izmiršana un lauksaimniecības ražības svārstības;
• okeānu siltuma uzkrāšanās un skābēšanās (no CO2 absorbēšanas), kas ietekmē jūras organismu veselību un zveju;
• veselības riski cilvēkiem — slimību izplatība, karstuma izraisīti nāves gadījumi, pārtikas un ūdens drošības jautājumi.

Atgriezeniskās saites un riski

Pastiprinātas sasilšanas rezultātā var sākt darboties ļoti spēcīgas atgriezeniskās saites — piemēram, ledus atkausēšana samazina atstarojošo virsmu (albedo), tādējādi vēl vairāk palielinot uzsildošo starojumu; permafrosts izkūst un atbrīvo CO2 un CH4; siltākas jūras maina oglekļa uzsūkšanos.

Kā samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas

• enerģētikas pāreja uz atjaunojamiem energoresursiem (vējš, saule, hidro);
• energoefektivitātes paaugstināšana ēkās, rūpniecībā un transportā;
• transporta dekarbonizācija — elektrifikācija, sabiedriskais transports, ilgtspējīgas mobilitātes risinājumi;
• laikmetīgs lauksaimniecības prakses uzlabošana: optimizēta mēslošana, metāna emisiju samazināšana fermās, ilgtspējīga lopkopība, pārtikas atkritumu samazināšana;
• mežu aizsardzība, atjaunošana un ilgtspējīga zemes apsaimniekošana kā dabiskie oglekļa krātuves;
• tehnoloģiskie risinājumi: oglekļa uztveršana un uzglabāšana (CCS/CCUS), metāna noplūžu novēršana, fluorētu gāzu nomaiņa ar mazāk kaitīgām alternatīvām;
• starptautiskā sadarbība un politikas — emisiju samazināšanas mērķi, tirgi ar oglekļa cenām un regulācijas.

Ko var darīt indivīds

Indivīdi var ietekmēt emisijas ar izvēlēm ikdienā: samazināt enerģijas patēriņu, izvēlēties sabiedrisko vai zemu oglekļa transportu, samazināt pārtikas izšķērdēšanu, izvēlēties sezonālu un vietējo pārtiku, samazināt sarkanās gaļas patēriņu un atbalstīt mežu saglabāšanu un atjaunošanu.

Nobeigums

Siltumnīcefekta gāzes ir gan dabiskas, gan cilvēka radītas, un to līdzsvars nosaka Zemes siltumu. Kopējā mērķa sasniegšanai — klimata sasilšanas ierobežošanai — nepieciešamas gan globālas politikas, gan vietējas un individuālas darbības, kas samazina emisijas, palielina oglekļa krātuvju kapacitāti un pielāgo sabiedrību jau notiekošajām izmaiņām. Zināšanas par gāzu īpašībām, avotiem un ietekmi palīdz izvēlēties efektīvākos risinājumus gan valstu, gan cilvēku līmenī.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir siltumnīcefekta gāze?

J: Kādi ir daži dabisko siltumnīcefekta gāzu piemēri?

J: Kāpēc siltumnīcefekta gāzes ir svarīgas dzīvībai uz Zemes?

J: Kā cilvēki veicina siltumnīcefekta gāzu pieaugumu atmosfērā?

J: Kas vēl papildus fosilā kurināmā dedzināšanai veicina globālo sasilšanu?

J: Cik lielu daļu no visām cilvēka radītajām emisijām rada mājlopi?

Meklēt pēc burta