Siltumnīcefekta gāzu atmosfēras zinātne

Siltumnīcefekta gāze, jebkura gāze, kurai ir īpašība absorbēt no Zemes virsmas izstaroto infrasarkano starojumu (neto siltumenerģiju) un tas atkal tiek novirzīts uz Zemes virsmu, tādējādi veicinot siltumnīcas efektu. Oglekļa dioksīds, metāns un ūdens tvaiki ir vissvarīgākās siltumnīcefekta gāzes. (Mazākā mērā virszemes līmeņa ozons, slāpekļa oksīdi un fluorētas gāzes ieslodzīt arī infrasarkano starojumu.) Siltumnīcefekta gāzēm ir būtiska ietekme uz Zemes sistēmas enerģijas budžetu, neskatoties uz to, ka tās veido tikai daļu no visām atmosfēras gāzēm. Siltumnīcefekta gāzu koncentrācija Zemes vēsturē ir ievērojami mainījusies, un šīs atšķirības ir izraisījušas būtiskas klimata izmaiņas dažādos laika periodos. Kopumā siltumnīcefekta gāzu koncentrācija ir bijusi īpaši augsta siltos periodos un zema aukstajos periodos.

Pēta

Zemes uzdevumu saraksts

Cilvēka rīcība ir izraisījusi plašu vides problēmu kaskādi, kas tagad apdraud gan dabisko, gan cilvēku sistēmu pastāvīgo spēju uzplaukt. Globālās sasilšanas, ūdens trūkuma, piesārņojuma un bioloģiskās daudzveidības samazināšanās kritisko vides problēmu risināšana, iespējams, ir 21. gadsimta lielākie izaicinājumi. Vai mēs celsimies viņus satikt?

• 

• 

Siltumnīcefekta gāzu koncentrāciju ietekmē vairāki procesi. Daži no tiem, piemēram, tektoniskās aktivitātes, darbojas miljonos gadu, bet citi, piemēram, veģetācija, augsne, mitrājs un okeāna avoti un izlietnes, darbojas no simtiem līdz tūkstošiem gadu. Cilvēku darbības - īpaši fosilā kurināmā sadedzināšana kopš rūpniecības revolūcijas - ir atbildīgas par dažādu siltumnīcefekta gāzu, īpaši oglekļa dioksīda, metāna, ozona un hlorfluorogļūdeņražu (CFC), atmosfēras koncentrācijas pastāvīgu palielināšanos.

Katras siltumnīcefekta gāzes ietekme uz Zemes klimatu ir atkarīga no tās ķīmiskās īpašības un relatīvās koncentrācijas atmosfērā. Dažām gāzēm ir liela spēja absorbēt infrasarkano starojumu vai tās rodas ievērojamā daudzumā, savukārt citām ir ievērojami zemāka absorbcijas spēja vai tās rodas tikai nelielā daudzumā. Radiācijas spiešana, kā noteikusi Klimata pārmaiņu starpvaldību padome (IPCC), ir mēra, kā dotā siltumnīcefekta gāze vai cits klimatiskais faktors (piemēram, saules izstarojums vai albedo) ietekmē izstarojošās enerģijas daudzumu, kas ietekmē Zemes virsmu. Lai saprastu katras siltumnīcefekta gāzes relatīvo ietekmi, zemāk ir dotas tā saucamās piespiešanas vērtības (izteiktas vatos uz kvadrātmetru), kas aprēķinātas laika posmam no 1750. gada līdz mūsdienām.

Galvenās siltumnīcefekta gāzes

Ūdens tvaiki

Ūdens tvaiki ir visspēcīgākā siltumnīcefekta gāze Zemes atmosfērā, taču tā uzvedība būtiski atšķiras no citu siltumnīcefekta gāzu izturēšanās. Ūdens tvaiku galvenā loma nav tieša izstarojoša spēka izraisītāja, bet drīzāk kā atgriezeniskā saikne ar klimatu, tas ir, kā reakcija klimata sistēmā, kas ietekmē sistēmas turpmāko darbību. Šī atšķirība rodas tāpēc, ka ūdens tvaiku daudzumu atmosfērā parasti nevar tieši mainīt cilvēka uzvedība, bet tā vietā to nosaka gaisa temperatūra. Jo siltāka virsma, jo lielāks ūdens iztvaikošanas ātrums no virsmas. Tā rezultātā palielināta iztvaikošana rada lielāku ūdens tvaiku koncentrāciju zemākajā atmosfērā, kas spēj absorbēt infrasarkano starojumu un izstarot to atpakaļ virsmā.