Broeikasgassen Oorzaken, bronnen en milieueffecten

  • Cameron Merritt
  • 0
  • 2714
  • 170

Achter de strijd om de opwarming van de aarde en klimaatverandering aan te pakken, schuilt de toename van broeikasgassen in onze atmosfeer. Een broeikasgas is elke gasvormige verbinding in de atmosfeer die in staat is infraroodstraling te absorberen en daardoor warmte in de atmosfeer vast te houden. Door de warmte in de atmosfeer te verhogen, zijn broeikasgassen verantwoordelijk voor het broeikaseffect, wat uiteindelijk leidt tot opwarming van de aarde.

Zonnestraling en het "broeikaseffect"

Opwarming van de aarde is geen nieuw concept in de wetenschap. De basis van het fenomeen werd ruim een ​​eeuw geleden uitgewerkt door Svante Arrhenius in 1896. Zijn paper, gepubliceerd in het Philosophical Magazine en Journal of Science, was de eerste om de bijdrage van kooldioxide te kwantificeren aan wat wetenschappers nu de 'broeikas' noemen effect."

Het broeikaseffect ontstaat doordat de zon de aarde bombardeert met enorme hoeveelheden straling, die de atmosfeer van de aarde treffen in de vorm van zichtbaar licht, plus ultraviolet (UV), infrarood (IR) en andere soorten straling die onzichtbaar zijn voor het menselijk oog. Ongeveer 30 procent van de straling die de aarde treft, wordt teruggekaatst naar de ruimte door wolken, ijs en andere reflecterende oppervlakken. De overige 70 procent wordt volgens NASA opgenomen door de oceanen, het land en de atmosfeer.

Terwijl ze straling absorberen en opwarmen, geven de oceanen, het land en de atmosfeer warmte af in de vorm van IR-warmtestraling, die uit de atmosfeer de ruimte in gaat. Het evenwicht tussen inkomende en uitgaande straling houdt de gemiddelde temperatuur van de aarde volgens NASA op ongeveer 59 graden Fahrenheit (15 graden Celsius)..

Deze uitwisseling van inkomende en uitgaande straling die de aarde verwarmt, wordt het broeikaseffect genoemd omdat een kas op vrijwel dezelfde manier werkt. Inkomende UV-straling gaat gemakkelijk door de glazen wanden van een kas en wordt geabsorbeerd door de planten en harde oppervlakken binnenin. Zwakkere IR-straling komt echter moeilijk door de glazen wanden naar buiten en wordt binnen opgesloten, waardoor de kas wordt verwarmd.

Hoe broeikasgassen de opwarming van de aarde beïnvloeden

De gassen in de atmosfeer die straling absorberen staan ​​bekend als "broeikasgassen" (soms afgekort als GHG) omdat ze grotendeels verantwoordelijk zijn voor het broeikaseffect. Het broeikaseffect is op zijn beurt een van de belangrijkste oorzaken van opwarming van de aarde. De belangrijkste broeikasgassen zijn waterdamp (H2O), kooldioxide (CO2), methaan (CH4) en lachgas (N2O), volgens de Environmental Protection Agency (EPA). "Hoewel zuurstof (O2) het tweede meest voorkomende gas in onze atmosfeer is, absorbeert O2 geen thermische infraroodstraling", zegt Michael Daley, universitair hoofddocent milieukunde aan Lasell College in Massachusetts..

Hoewel sommigen beweren dat de opwarming van de aarde een natuurlijk proces is en dat er altijd broeikasgassen zijn geweest, is de hoeveelheid gassen in de atmosfeer in de recente geschiedenis enorm gestegen. Vóór de industriële revolutie schommelde atmosferische CO2 tussen ongeveer 180 delen per miljoen (ppm) tijdens ijstijden en 280 ppm tijdens interglaciale warme perioden. Sinds de industriële revolutie is de hoeveelheid CO2 echter 100 keer sneller toegenomen dan de toename toen de laatste ijstijd eindigde, volgens de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Gefluoreerde gassen - dat wil zeggen gassen waaraan het element fluor is toegevoegd - inclusief fluorkoolwaterstoffen, perfluorkoolwaterstoffen en zwavelhexafluoride, ontstaan ​​tijdens industriële processen en worden ook als broeikasgassen beschouwd. Hoewel ze in zeer kleine concentraties aanwezig zijn, houden ze warmte zeer effectief vast, waardoor ze gassen met een hoog "global warming potential" (GWP) worden..

Chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's), die ooit werden gebruikt als koelmiddelen en drijfgassen voor spuitbussen totdat ze door internationale overeenkomst werden uitgefaseerd, zijn ook broeikasgassen.

Er zijn drie factoren die van invloed zijn op de mate waarin broeikasgassen de opwarming van de aarde beïnvloeden, namelijk:

  • Zijn overvloed in de atmosfeer.
  • Hoe lang het in de atmosfeer blijft.
  • Zijn aardopwarmingspotentieel.

Koolstofdioxide heeft een aanzienlijke invloed op de opwarming van de aarde, deels vanwege de overvloed in de atmosfeer. Volgens de EPA bedroeg de uitstoot van broeikasgassen in de VS in 2016 6.511 miljoen ton (7.177 miljoen ton) kooldioxide-equivalenten, wat overeenkomt met 81 procent van alle door mensen veroorzaakte broeikasgassen - een daling van 2,5 procent ten opzichte van het jaar ervoor. Bovendien blijft CO2 duizenden jaren in de atmosfeer.

Methaan is echter ongeveer 21 keer efficiënter in het absorberen van straling dan CO2, waardoor het een hogere GWP-waarde heeft, ook al blijft het volgens de EPA slechts ongeveer 10 jaar in de atmosfeer..

Bronnen van broeikasgassen

Sommige broeikasgassen, zoals methaan, worden geproduceerd door landbouwpraktijken, waaronder dierlijke mest. Andere, zoals CO2, zijn grotendeels het gevolg van natuurlijke processen zoals ademhaling en het verbranden van fossiele brandstoffen zoals steenkool, olie en gas.

De tweede oorzaak van CO2-uitstoot is ontbossing, blijkt uit onderzoek gepubliceerd door Duke University. Wanneer bomen worden gedood om goederen of warmte te produceren, geven ze de koolstof vrij die normaal wordt opgeslagen voor fotosynthese. Bij dit proces komt volgens de Global Forest Resources Assessment van 2010 bijna een miljard ton koolstof per jaar vrij in de atmosfeer.

Volgens de EPA kunnen bosbouw en andere landgebruikspraktijken een deel van deze broeikasgasemissies compenseren.

"Herbeplanting helpt de opbouw van kooldioxide in de atmosfeer te verminderen, aangezien groeiende bomen kooldioxide vastleggen door middel van fotosynthese," vertelde Daley. "Bossen kunnen echter niet alle kooldioxide die we in de atmosfeer uitstoten vastleggen door de verbranding van fossiele brandstoffen, en een vermindering van de uitstoot van fossiele brandstoffen is nog steeds nodig om ophoping in de atmosfeer te voorkomen."

Wereldwijd baart de uitstoot van broeikasgassen grote zorgen. Vanaf het moment dat de Industriële Revolutie begon tot het jaar 2009, zijn de atmosferische CO2-niveaus met bijna 38 procent gestegen en zijn de methaangehaltes maar liefst 148 procent gestegen, volgens NASA, en het grootste deel van die toename is in de afgelopen 50 jaar. Vanwege de opwarming van de aarde was 2016 het warmste jaar ooit, en met 2018 op schema om het vierde warmste jaar te worden, zijn 20 van de warmste jaren ooit na 1998 gekomen, volgens de Wereld Meteorologische Organisatie..

"De opwarming die we waarnemen heeft invloed op de atmosferische circulatie, die wereldwijd de neerslagpatronen beïnvloedt", zegt Josef Werne, universitair hoofddocent bij de afdeling Geologie en Planetaire Wetenschappen aan de Universiteit van Pittsburgh. "Dit zal leiden tot grote veranderingen in het milieu en uitdagingen voor mensen over de hele wereld."

De toekomst van onze planeet

Als de huidige trends zich voortzetten, vrezen wetenschappers, regeringsfunctionarissen en een groeiend aantal burgers dat de ergste effecten van de opwarming van de aarde - extreem weer, stijgende zeespiegel, het uitsterven van planten en dieren, verzuring van de oceaan, grote klimaatveranderingen en ongekende sociale onrust - zullen zijn. onvermijdelijk.

Als antwoord op de problemen veroorzaakt door de opwarming van de aarde door broeikasgassen, heeft de Amerikaanse regering in 2013 een klimaatactieplan opgesteld. En in april 2016 ondertekenden vertegenwoordigers uit 73 landen de Overeenkomst van Parijs, een internationaal pact om klimaatverandering tegen te gaan door te investeren in een duurzaam klimaat. koolstofarme toekomst, volgens het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering (UNFCCC). De VS behoorden tot de landen die in 2016 met het akkoord instemden, maar begonnen in juni 2017 een procedure om zich terug te trekken uit de Overeenkomst van Parijs.

Volgens de EPA was de uitstoot van broeikasgassen in 2016 12 procent lager dan in 2005, mede door de grote afname van de verbranding van fossiele brandstoffen als gevolg van de overschakeling op aardgas uit steenkool. De warmere winterse omstandigheden in die jaren verminderden ook de behoefte aan veel huizen en bedrijven om de verwarming hoger te zetten.

Onderzoekers over de hele wereld blijven zoeken naar manieren om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en de effecten ervan te verzachten. Een mogelijke oplossing die wetenschappers onderzoeken, is om de kooldioxide uit de atmosfeer te zuigen en het voor onbepaalde tijd ondergronds te begraven, zegt Dina Leech, universitair hoofddocent biologische en milieuwetenschappen aan de Longwood University in Virginia..

"Wat we kunnen doen, is de hoeveelheid koolstof die we daar plaatsen, minimaliseren en als gevolg daarvan de temperatuurverandering minimaliseren", zei Leech. "Het venster van actie wordt echter snel gesloten."

Aanvullende bronnen:

  • EPA - Klimaatverandering: basisinformatie
  • NASA: wereldwijde klimaatverandering
  • National Geographic - Klimaatmijlpaal: het CO2-niveau van de aarde overschrijdt 400 ppm

Dit artikel is bijgewerkt op 3 januari 2019 door inzender Rachel Ross.




Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt