Welke gassen veroorzaken de oververhitting van de atmosfeer?

De gassen die de oververhitting van de atmosfeer veroorzaken, zijn die die infraroodstraling absorberen en uitzenden. Evenzo dragen gassen die de ozonlaag beschadigen bij aan oververhitting, omdat ze een grotere penetratie van ultraviolette straling vergemakkelijken.

De opwarming van de aarde is de toename van de gemiddelde temperatuur in de biosfeer van de aarde die optreedt als gevolg van het broeikaseffect. Dit effect is een natuurlijk fenomeen dat bestaat uit het blokkeren van de uitgang van terrestrische warmte (infraroodstraling) naar de ruimte.

Gassen die oververhitting produceren. Bron: een losse stropdas [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)]

Deze blokkade wordt uitgeoefend door een van de gassen die van nature de atmosfeer van de aarde vormen, zoals waterdamp en CO2. Dit is een fenomeen dat op natuurlijke wijze voorkomt en de planeet in staat stelt een biologisch adequate temperatuur te hebben.

[TOC]

Hoe verwarmen gassen de aarde?

De fundamentele energiebron die de aarde verwarmt, is zonnestraling, met name ultraviolette straling. Het wordt gedeeltelijk gefilterd door de ozonlaag (O3) in de stratosfeer.

Ultraviolette straling (korte golf) die erin slaagt het aardoppervlak door te dringen en de warmte ervan wordt uitgestoten in de richting van de ruimte als infraroodstraling (lange golf). Er is echter een menselijke invloed op het proces vanwege de kunstmatige emissie van broeikasgassen.

Deze gassen absorberen en stoten warmte uit of vernietigen de ozon die de binnenkomst van ultraviolette straling reguleert. Gassen die bijdragen aan het broeikaseffect, natuurlijk of door antropische invloed, worden kasgassen (BKG) genoemd.

Wereldwijd speciale aandacht voor de opwarming van de aarde en de vernietiging van de ozonlaag. Het Montreal -protocol op stoffen die de ozonlaag uitputten, is een internationaal verdrag dat in 1989 van kracht is en het gebruik van deze gassen regelt.

Dit protocol werd geratificeerd door 65 landen met het Kigali -amendement van 1 januari 2019. Van zijn kant gaat het Kyoto -protocol op wat betreft de opwarming van de aarde.

In het Kyoto -protocol worden zes broeikasgassen overwogen die koolstofdioxide, methaan, stikstofoxide, hydrofluorocarbon, geparfumeerde koolwaterstof en hexafluoruro van zwavel zijn.

Om een ​​gas te evalueren dat oververhitting produceert, wordt beschouwd als zijn nuttige levensduur en het wereldwijde verwarmingspotentieel (GWP). De GWP vergelijkt de hoeveelheid warmte die wordt gevangen door een gas met de warmte die is gevangen door CO2, waarvan de GWP is gestandaardiseerd op 1.

Het kan u van dienst zijn: natuurkundebijdragen

Hoofdgassen veroorzaken oververhitting van atmosfeer

Waterstoom

Waterdamp is een natuurlijke en vitale component van de atmosfeer van de aarde en een zeer belangrijke rol in het broeikaseffect vanwege het vermogen om warmte te absorberen. Bovendien weerspiegelt water in vloeibare en vaste toestand de zonne -energie, waardoor de aarde wordt gekoeld.

Koolstofdioxide (CO2)

Koolstofdioxide is het belangrijkste broeikasgas, dat verantwoordelijk is voor meer dan 80% van de toename van dit fenomeen. CO2 -niveaus zijn alarmerend toegenomen vanwege industriële en transportactiviteiten.

Volgens sommige schattingen bereikte de CO2 -atmosferische concentratie vóór de industriële revolutie ongeveer 280 ppm (delen per miljoen) en bereikte in 1998 365 ppm. Dit vertegenwoordigt een toename van 1,5 ppm per jaar en een toename van 31 % vergeleken met 1750 niveaus.

CO2 -concentratie. Bron: Hannes Grobe 21:17, 5 november 2006 (UTC) [CC BY-SA 2.5 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/2.5)]

Wanneer de isotopische samenstelling van de huidige atmosferische CO2 wordt bepaald, is aangetoond dat de toename voortkomt uit brandende fossiele brandstoffen en ontbossing. CO2 werkt op het absorberen en uitstoten van infraroodstraling en heeft een nuttige levensduur van 5 tot 200 jaar.

Methaan (ch4))

Methaan is het tweede broeikasgas dat ongeveer 17 % van de verwarming bijdraagt, door warmteabsorptie en bestraling. Hoewel veel van dit gas op natuurlijke wijze fundamenteel in moerassen optreedt, is er een belangrijke menselijke bijdrage (ongeveer 50%).

Methaanconcentratie. Bron: methaan-global-aege-2006.JPG: Noaaderivative Work: Ortisa [Public Domain]

Ongeveer 60% van het methaan dat momenteel in de atmosfeer bestaat, is een product van menselijke activiteiten (antropisch). Een van de belangrijkste antropische bronnen zijn het vee van herkauwers, rijstteelt, uitbuiting van fossiele brandstoffen en biomassa -verbranding.

De geschatte niveaus van dit gas vóór het industriële tijdperk zijn 700 ppb (delen per miljard) en tegen 1998 bereikte het 1.745 ppb, wat een toename van 149% vertegenwoordigt. Methaan presenteert echter een nuttige levensduur in de lage atmosfeer, en bereikt slechts 12 jaar.

Stikstofoxiden (NOx)

Nox, met name stikstofoxide, dragen bij aan de vernietiging van stratosferische ozon door de hoeveelheid ultraviolette straling te vergroten die de aarde doordringt. Deze gassen zijn afkomstig van de industriële productie van salpeterzuur, adipinezuur en het gebruik van meststoffen.

Stikstofoxide (N2O) had een atmosferische concentratie van 270 ppb vóór het industriële tijdperk, om in 1998 later 314 ppb te bereiken. Dit vertegenwoordigt een toename van 16% in zijn concentratie en heeft een nuttige levensduur van 114 jaar waardoor het erg problematisch wordt.

Kan u van dienst zijn: archeologie

Hydrofluorocarbones (HFC)

Het zijn gassen die worden gebruikt in verschillende industriële toepassingen, ter vervanging van de CFC die beperkt is door de Montreal -overeenkomst. HFC's beïnvloeden echter ook de ozonlaag en hebben een hoge actieve duurzaamheid in de atmosfeer (tot 260 jaar).

Deze gassen bestonden niet in de atmosfeer, werden geïntroduceerd door de mens en in het geval van HFC-23 bereikt een concentratie van 14 ppt (delen per biljoen).

Geperfliceerde koolwaterstof (PFC)

PFC's komen voor in verbrandfaciliteiten voor het aluminium fusieproces. Zoals HFC's hebben een hoge duurzaamheid in de atmosfeer en beïnvloeden de integriteit van de stratosferische ozonlaag.

Zwavel hexafluoruro (SF6)

Dit is een ander gas waarvan het oververhittend effect door de vernietiging van de ozonlaag gaat. Het wordt gebruikt in hoogspanningsapparatuur en bij de productie van magnesium en heeft een hoge duurzaamheid in de atmosfeer.

Chlorofluorocarbonados (CFC)

De CFC is een krachtig broeikasgas dat de stratosferische ozon beschadigt en wordt gereguleerd in het kader van het Montreal -protocol.  In sommige landen wordt het echter nog steeds gebruikt, dit is het geval van China.

De schade aan de ozonlaag wordt veroorzaakt door de chlooratomen die dissociëren wanneer ze worden verslagen door ultraviolette straling.

De belangrijkste chlorofluorocarbonos zijn CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-13, CFC-114 en CFC-115. Deze gassen bestonden niet in de atmosfeer, maar in 1998 bereikte de CFC-11 al 268 PPT, met een nuttige levensduur van 45 jaar.

Methylcloroform of tricylean (CH3CCL3)

Het is een bepaald type CFC, gebruikt als een oplosmiddel en metaalreiniging. Bij het ontbinden stoot het uit chloridegassen, wiens chlooratomen bijdragen aan de vernietiging van de ozonlaag.

Troopospheric Ozone (O3)

De troposferische O3 is de ozon die wordt gevormd op grondniveau, tussen het oppervlak en 18 km hoog. Hoewel stratosferische ozon helpt om wereldwijd oververhitting te verminderen door ultraviolette straling te verminderen, genereert troposferische straling verwarming.

Smog in Harbin (China). Bron: Fredrik Rubenson [CC BY-SA 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/2.0)]

Er is voorgesteld dat het effect van troposferische ozon tegenstrijdig is. Aan de ene kant genereert het een oppervlakkige verwarming van de aarde, maar elimineert het tegelijkertijd andere broeikasgassen.

Het kan je van dienst zijn: het belangrijkste aspect van kleine wetenschap, grote wetenschap en technowetenschap

In elk geval is O3 een giftig gas dat longschade produceert, naast het verslechteren van verschillende materialen.

Chlorodifluoromethaan (HCFC-22)

Dit is de zogenaamde R-22, een kleurloos gas en tot voor kort het meest gebruikt in koelapparatuur. Tegenwoordig is het echter in een groot deel van de wereld verboden vanwege zijn negatieve effect op de ozonlaag.

Koolstofchloride of koolstoftetrachloride (CCL4)

Het is een georganiseerd vandaag verboden in veel delen vanwege zijn toxiciteit, maar die op grote schaal werd gebruikt als een koelmiddel, blus-, degreaser- en pesticidenmiddel. Wanneer deze verbinding wordt afgebroken, genereert deze afgeleide stoffen die de ozonlaag beïnvloeden.

Tetrluoromethaan of perfluoromethaan (CF4)

Het is een gas dat bekend staat als R-14 en gebruikt als een koelmiddel, maar het heeft een hoge capaciteit voor absorptie en emissie van ultraviolette energie. Je hebt de woontijd in de sfeer van meer dan 50.000 jaar en een 6 6 6 -opwarmingspotentieel.500.

Volgens Guinness World Records is het tetrluoromethaan het meest aanhoudende broeikasgas, hoewel het lage aandeel in de atmosfeer zijn effect beperkt.

Hexafluoroetan (C2F6)

Het wordt gebruikt in koelmiddelen en bij de productie van aluminium, omdat dankzij de hoge energie van zijn koolstof-fstluster bindingen zeer stabiel is. Dit wijst een lange houdbaarheid toe, minstens 500 jaar.

Evenzo heeft het een hoog infraroodstralingsabsorptiepotentieel, het maakt een probleem voor de globale temperatuur. Hexafluoroetan maakt deel uit van de lijst met broeikasgassen van de intergouvernementele expertgroep over klimaatverandering (IPCC).

Zwavel hexafluoruro (SF6)

Het is een niet -toxisch gas, vijf keer zwaarder dan lucht, met een 176 (20 GWP -index (20.000 keer meer dan CO2). Aan de andere kant heeft het een nuttig leven van 3.200 jaar, hoewel omdat het zo dicht is, komt het niet toe tot de hoge lagen van de atmosfeer.

Bibliografische referenties

1. Bolin, B. en doos, b.R. Broeikaseffect.
2. Ridder, m., Lozano, s. en Ortega, B. (2007). Broeikaseffect, opwarming van de aarde en klimaatverandering: een perspectief van aardwetenschappen. University Digital Magazine.
3. Elsom, D.M. (1992). Atmosferische vervuiling: een wereldwijd probleem.
4. IPCC (2001). Derde beoordelingsrapport Klimaatverandering 2001: de wetenschappelijke basis.
5. IPCC (2018). Global Warming of 1.5 ºC.
6. Mitchell, J.F.B., Johns, t.C., Gregory, j.M. en Tett, s.F.B. (negentienvijfennegentig). Klimaatrespons op het verhogen van niveaus van broeikasgassen en sulfaataerosolen. Natuur.
7. Myhre, g., Highwood, E.J., Glans, k.P. en Stordal, f. (1998). Nieuwe schattingen van stralings forceren als gevolg van goed gemengd broeikasgas. Geofysische onderzoeksbrieven.
8. Rodhe, h. (1990). In vergelijking met de bijdrage van varyusgassen aan het broeikaseffect. Wetenschap.
9. Schneider, s.H. (1989). The Greenhouse Effect: Science and Policy. Wetenschap.