Iza borbe za rješavanje problema globalnog zagrijavanja i klimatskih promjena krije se porast stakleničkih plinova u našoj atmosferi. Staklenički plin je bilo koji plinoviti spoj u atmosferi koji može apsorbirati infracrveno zračenje, čime zadržava i zadržava toplinu u atmosferi. Povećavajući toplinu u atmosferi, staklenički plinovi su odgovorni za efekt staklenika, što u konačnici dovodi do globalnog zagrijavanja.
Solarno zračenje i "efekt staklenika"
Globalno zatopljenje nije novi pojam u znanosti. Osnove fenomena Svante Arrhenius prije 18 stoljeća obradio je 1896. Njegov rad, objavljen u časopisu Philosophical Magazine i Journal of Science, bio je prvi koji je kvantificirao doprinos ugljičnog dioksida onome što znanstvenici danas nazivaju „staklenikom utjecaj."
Efekt staklenika nastaje zato što sunce bombardira Zemlju ogromnim količinama zračenja, koje udaraju u Zemljinu atmosferu u obliku vidljive svjetlosti, plus ultraljubičasto (UV), infracrveno (IR) i druge vrste zračenja koje su ljudskom oku nevidljive. Oko 30 posto zračenja koje udara na Zemlju odbija se u svemir s oblacima, ledom i drugim reflektirajućim površinama. Preostalih 70 posto apsorbiraju okeani, zemlja i atmosfera, navodi NASA.
Kako apsorbiraju zračenje i zagrijavaju se, oceani, kopno i atmosfera oslobađaju toplinu u obliku IC toplinskog zračenja, koje iz atmosfere prelazi u svemir. Ravnoteža između dolaznog i odlaznog zračenja održava ukupnu prosječnu temperaturu Zemlje na oko 59 stupnjeva Farenhajta (15 stupnjeva Celzija), prema NASA.
Ova razmjena dolaznog i odlaznog zračenja koja zagrijava Zemlju naziva se efektom staklenika, jer staklenik djeluje na gotovo isti način. Dolazno UV zračenje lako prolazi kroz staklene zidove staklenika i apsorbiraju ih biljke i tvrde površine iznutra. Slabije IR zračenje, međutim, ima poteškoće s prolazom kroz staklene zidove i zarobljeno je unutra, zagrijavajući staklenik.
Kako staklenički plinovi utječu na globalno zagrijavanje
Plinovi u atmosferi koji apsorbiraju zračenje poznati su pod nazivom "staklenički plinovi" (ponekad skraćeno kao GHG) jer su oni uglavnom odgovorni za efekt staklenika. Učinak staklenika, sa svoje strane, jedan je od vodećih uzroka globalnog zagrijavanja. Najznačajniji staklenički plinovi su vodena para (H2O), ugljični dioksid (CO2), metan (CH4) i dušikov oksid (N2O), navodi Agencija za zaštitu okoliša (EPA). "Iako je kisik (O2) drugi najzastupljeniji plin u našoj atmosferi, O2 ne apsorbira toplinsko infracrveno zračenje", rekao je Michael Daley, izvanredni profesor znanosti o okolišu na Lasell Collegeu u Massachusettsu.
Iako neki tvrde da je globalno zagrijavanje prirodni proces i da su uvijek postojali staklenički plinovi, količina plinova u atmosferi je u novijoj povijesti naglo skočila. Prije industrijske revolucije, atmosferski CO2 je varirao između oko 180 dijelova na milijun (ppm) tijekom ledenih doba i 280 ppm tijekom toplih razdoblja. Od industrijske revolucije, međutim, količina CO2 porasla je 100 puta brže od povećanja zadnjeg ledenog doba, prema Nacionalnoj upravi za oceane i atmosferu (NOAA).
Fluorirani plinovi - tj. Plinovi kojima je dodat element fluor - uključujući hidrofluorougljikovodike, perfluorougljike i sumporni heksafluorid, stvaraju se tijekom industrijskih procesa i također se smatraju stakleničkim plinovima. Iako su prisutne u vrlo malim koncentracijama, toplinu hvataju vrlo učinkovito, što ih čini visokim plinovima "globalnog zagrijavanja" (GWP).
Klorofluoro ugljikovodici (CFC), koji se jednom koriste kao rashladna sredstva i aerosolna potisna sredstva dok se međunarodnim sporazumom ne ukinu, također su staklenički plinovi.
Tri su čimbenika koja utječu na stupanj utjecaja bilo kojeg stakleničkog plina na globalno zagrijavanje:
- Njegovo obilje u atmosferi.
- Koliko dugo ostaje u atmosferi.
- Njegov potencijal za globalno zagrijavanje.
Ugljični dioksid ima značajan utjecaj na globalno zagrijavanje, dijelom i zbog obilja u atmosferi. Prema EPA-i, američke emisije stakleničkih plinova u 2016. iznosile su 6.511 milijuna metričkih tona (7.177 milijuna tona) ekvivalenta ugljičnog dioksida, što je bilo 81 posto svih stakleničkih plinova koje je uzrokovao čovjek - manje od 2,5 posto u odnosu na godinu ranije. Uz to, CO2 ostaje u atmosferi tisućama godina.
Međutim, metan je oko 21 puta učinkovitiji u apsorpciji zračenja od CO2, što mu daje veću ocjenu GWP, iako ostaje u atmosferi samo oko 10 godina, navodi EPA.
Izvori stakleničkih plinova
Neki staklenički plinovi, poput metana, proizvode se poljoprivrednim postupcima, uključujući i stočni gnoj. Drugi, poput CO2, uglavnom su posljedica prirodnih procesa poput disanja i izgaranja fosilnih goriva poput ugljena, nafte i plina.
Drugi uzrok ispuštanja CO2 je krčenje šuma, prema istraživanju koje je objavilo Sveučilište Duke. Kad se stabla usmrti za proizvodnju robe ili topline, oni oslobađaju ugljik koji se obično skladišti za fotosintezu. Ovaj proces godišnje u atmosferu ispušta gotovo milijardu tona ugljika, prema Globalnoj procjeni šumskih resursa iz 2010. godine.
Šumarstvo i druge prakse korištenja zemljišta mogu nadoknaditi neke od ovih emisija stakleničkih plinova, prema EPA.
"Replantacija pomaže smanjiti nakupljanje ugljičnog dioksida u atmosferi jer rastuća stabla sekvenciraju ugljični dioksid fotosintezom", rekao je Daley za Live Science. "Međutim, šume ne mogu slijediti sav ugljični dioksid koji emitiramo u atmosferu sagorijevanjem fosilnih goriva, a smanjenje emisije fosilnih goriva još uvijek je potrebno kako bi se izbjeglo stvaranje u atmosferi."
Proizvodnja stakleničkih plinova u svijetu izaziva veliku zabrinutost. Od trenutka kada je započela industrijska revolucija do 2009. godine, atmosferske razine CO2 porasle su gotovo 38 posto, a razine metana porasle su vrtoglavih 148 posto, navodi NASA, a najveći dio tog porasta dogodio se u posljednjih 50 godina. Zbog globalnog zagrijavanja, 2016. je bila najtoplija godina u zabilježenju, a s 2018. na putu kao četvrta najtoplija, 20 najtoplijih godina zabilježeno je nakon 1998. godine, prema Svjetskoj meteorološkoj organizaciji.
"Zagrijavanje koje opažamo utječe na atmosfersku cirkulaciju, što globalno utječe na obrasce oborina", rekao je Josef Werne, izvanredni profesor na Odjelu za geologiju i planetarne znanosti na Sveučilištu Pittsburgh. "To će dovesti do velikih promjena u okolišu i izazova za ljude diljem svijeta."
Budućnost našeg planeta
Ako se trenutni trendovi nastave, znanstvenici, vladini dužnosnici i sve veći broj građana strahuju da će biti najgori učinci globalnog zagrijavanja - ekstremno vrijeme, porast razine mora, istrebljenje biljaka i životinja, zakiseljavanje oceana, velike promjene klime i neviđeni društveni potresi neizbježan.
Kao odgovor na probleme uzrokovane globalnim zagrijavanjem stakleničkim plinovima, američka vlada je kreirala klimatski akcijski plan u 2013. A u travnju 2016. predstavnici 73 zemlje potpisali su Pariški sporazum, međunarodni pakt za borbu protiv klimatskih promjena ulaganjem u održivi budućnost s niskim udjelom ugljika, prema Okvirnoj konvenciji Ujedinjenih naroda o klimatskim promjenama (UNFCCC). Amerika je uvrštena među zemlje koje su pristale na sporazum 2016., ali su u lipnju 2017. započele postupke povlačenja iz Pariškog sporazuma.
Prema EPA-i emisija stakleničkih plinova u 2016. bila je 12 posto manja nego 2005., dijelom zbog velikog smanjenja izgaranja fosilnih goriva uslijed prelaska na prirodni plin iz ugljena. Topliji zimski uvjeti tijekom tih godina također su smanjili potrebu mnogih domova i tvrtki da pojačaju vrućinu.
Istraživači širom svijeta nastavljaju raditi na pronalaženju načina za smanjenje emisija stakleničkih plinova i ublažavanje njihovih učinaka. Jedno potencijalno rješenje koje znanstvenici ispituju jest usisavanje ugljičnog dioksida iz atmosfere i sahranjeno u podzemlju u nedogled, rekla je Dina Leech, izvanredna profesorica bioloških i okolišnih znanosti na Sveučilištu Longwood u Virginiji.
"Ono što možemo učiniti je minimizirati koliko ugljika stavljamo tamo, i kao rezultat, minimiziramo promjenu temperature", rekao je Leech. "Međutim, prozor radnje brzo se zatvara."
Dodatna sredstva:
- EPA - Klimatske promjene: Osnovni podaci
- NASA: Globalne klimatske promjene
- Nacionalni geografski - klimatski događaj: Zemljina razina CO2 prelazi 400 ppm
Ovaj je članak ažurirao 3. siječnja 2019. godine suradnica Rachel Ross u znanosti uživo.
