Bag kampen for at tackle den globale opvarmning og klimaændringer ligger stigningen i drivhusgasser i vores atmosfære. En drivhusgas er en hvilken som helst gasformig forbindelse i atmosfæren, der er i stand til at absorbere infrarød stråling og derved fange og holde varme i atmosfæren. Ved at øge varmen i atmosfæren er drivhusgasser ansvarlige for drivhuseffekten, hvilket i sidste ende fører til global opvarmning.
Solstråling og "drivhuseffekten"
Global opvarmning er ikke et nyt koncept inden for videnskab. Grundlæggende om fænomenet blev udarbejdet for godt over et århundrede siden af Svante Arrhenius i 1896. Hans papir, der blev offentliggjort i Philosophical Magazine og Journal of Science, var den første til at kvantificere bidraget af kuldioxid til det, som forskere nu kalder "drivhuset" effekt."
Drivhuseffekten opstår, fordi solen bombarderer Jorden med enorme mængder af stråling, der rammer Jordens atmosfære i form af synligt lys, plus ultraviolet (UV), infrarød (IR) og andre typer stråling, der er usynlige for det menneskelige øje. Cirka 30 procent af den stråling, der rammer Jorden, reflekteres tilbage til rummet ved skyer, is og andre reflekterende overflader. De resterende 70 procent absorberes af verdenshavene, landet og atmosfæren, ifølge NASA.
Når de absorberer stråling og varme op, frigiver oceanerne, land og atmosfære varme i form af IR termisk stråling, der passerer ud af atmosfæren i rummet. Balancen mellem indkommende og udgående stråling holder Jordens samlede gennemsnitstemperatur på ca. 59 grader Fahrenheit (15 grader Celsius) ifølge NASA.
Denne udveksling af indkommende og udgående stråling, der varmer Jorden, kaldes drivhuseffekten, fordi et drivhus fungerer på omtrent samme måde. Indkommende UV-stråling passerer let gennem glassvæggene i et drivhus og absorberes af planterne og hårde overflader inde. Svagere IR-stråling har imidlertid svært ved at passere gennem glasvæggene og er fanget inde og varmer drivhuset.
Hvordan drivhusgasser påvirker den globale opvarmning
Gasserne i atmosfæren, der optager stråling, er kendt som "drivhusgasser" (undertiden forkortet GHG), fordi de stort set er ansvarlige for drivhuseffekten. Drivhuseffekten er til gengæld en af de førende årsager til den globale opvarmning. De mest markante drivhusgasser er vanddamp (H2O), kuldioxid (CO2), methan (CH4) og nitrogenoxid (N2O) ifølge Miljøstyrelsen (EPA). "Mens ilt (O2) er den næst mest rigelige gas i vores atmosfære, absorberer O2 ikke termisk infrarød stråling," sagde Michael Daley, en lektor i miljøvidenskab ved Lasell College i Massachusetts.
Mens nogle hævder, at global opvarmning er en naturlig proces, og at der altid har været drivhusgasser, er mængden af gasser i atmosfæren skyrocket i nyere historie. Før den industrielle revolution svingede atmosfærisk CO2 mellem ca. 180 dele pr. Million (ppm) i istiden og 280 ppm i interglacial varme perioder. Siden den industrielle revolution er mængden af CO2 imidlertid steget 100 gange hurtigere end stigningen, da den sidste istid sluttede, ifølge National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
Fluorholdige gasser - det vil sige gasser, hvortil elementet fluor blev tilsat - inklusive hydrofluorcarbons, perfluorcarbons og svovlhexafluorid, dannes under industrielle processer og betragtes også som drivhusgasser. Selvom de er til stede i meget små koncentrationer, indfanger de varmen meget effektivt, hvilket gør dem til et højt "globalt opvarmningspotentiale" (GWP) -gasser.
Chlorofluorcarbons (CFC'er), engang brugt som kølemidler og aerosoldrivmidler, indtil de blev udfaset ved international aftale, er også drivhusgasser.
Der er tre faktorer, der påvirker den grad, i hvilken enhver drivhusgas påvirker den globale opvarmning, som følger:
- Dens overflod i atmosfæren.
- Hvor længe det forbliver i atmosfæren.
- Dets globale opvarmningspotentiale.
Kuldioxid har en betydelig indvirkning på den globale opvarmning delvis på grund af dens overflod i atmosfæren. I henhold til EPA udgjorde de amerikanske drivhusgasemissioner i 2016 6.511 millioner metriske ton (7.177 millioner tons) kuldioxidækvivalenter, hvilket svarede til 81 procent af alle menneskeskabte drivhusgasser - et fald på 2,5 procent fra året før. Derudover forbliver CO2 i atmosfæren i tusinder af år.
Metan er imidlertid ca. 21 gange mere effektiv til at absorbere stråling end CO2, hvilket giver den en højere GWP-vurdering, selvom den forbliver i atmosfæren kun ca. 10 år, ifølge EPA.
Kilder til drivhusgasser
Nogle drivhusgasser, som metan, produceres gennem landbrugspraksis, herunder husdyrgødning. Andre, som CO2, skyldes stort set naturlige processer som åndedræt og fra forbrænding af fossile brændstoffer som kul, olie og gas.
Den anden årsag til CO2-frigivelse er skovrydning, ifølge forskning offentliggjort af Duke University. Når træer dræbes for at producere varer eller varme, frigiver de det kulstof, der normalt opbevares til fotosyntesen. Denne proces frigiver næsten en milliard ton kulstof i atmosfæren pr. År ifølge Global Forest Resources Assessment fra 2010.
Skovbrug og anden jordbrugspraksis kan opveje nogle af disse drivhusgasemissioner, ifølge EPA.
"Genplantning hjælper med at reducere opbygningen af kuldioxid i atmosfæren, når træer, der vokser træ, binder kuldioxid gennem fotosyntesen," fortalte Daley til Live Science. "Skove kan imidlertid ikke binde alle kuldioxid, som vi udsender til atmosfæren, gennem forbrænding af fossile brændstoffer, og en reduktion i emissionerne af fossile brændstoffer er stadig nødvendig for at undgå opbygning i atmosfæren."
På verdensplan er produktionen af drivhusgasser en kilde til alvorlig bekymring. Fra det tidspunkt, hvor den industrielle revolution begyndte til året 2009, er CO2-niveauerne i atmosfæren steget næsten 38 procent, og metaniveauet er steget med 148 procent ifølge NASA, og det meste af denne stigning har været i de sidste 50 år. På grund af den globale opvarmning var 2016 det varmeste år på rekorden, og med 2018 på banen for at være det fjerde varmeste, er 20 af de hotteste år på rekord alle kommet efter 1998, ifølge Verdens Meteorologiske Organisation.
"Den opvarmning, vi observerer, påvirker den atmosfæriske cirkulation, som påvirker regnmønster globalt," sagde Josef Werne, lektor ved Institut for Geologi og planetarisk videnskab ved University of Pittsburgh. "Dette vil føre til store miljøændringer og udfordringer for mennesker over hele kloden."
Vores planet fremtid
Hvis de nuværende tendenser fortsætter, frygter forskere, embedsmænd og et stigende antal borgere, at de værste virkninger af global opvarmning - ekstrem vejr, stigende havstand, udryddelse af planter og dyr, forsuring af havet, store skift i klima og hidtil uset social omvæltning - vil være uundgåelige.
Som svar på problemerne forårsaget af global opvarmning af drivhusgasser oprettede den amerikanske regering en klimahandlingsplan i 2013. Og i april 2016 underskrev repræsentanter fra 73 lande Parisaftalen, en international pagt til bekæmpelse af klimaændringer ved at investere i en bæredygtig , fremtid med lavt kulstofindhold i henhold til De Forenede Nationers rammekonvention om klimaændringer (UNFCCC). USA blev inkluderet blandt de lande, der blev enige om aftalen i 2016, men indledte proceduren for at trække sig ud af Parisaftalen i juni 2017.
I henhold til EPA var drivhusgasemissionerne 12 procent lavere i 2016 end i 2005, delvis på grund af det store fald i forbrænding af fossilt brændstof som følge af overgangen til naturgas fra kul. De varmere vinterforhold i disse år reducerede også behovet for mange hjem og virksomheder for at skrue op for varmen.
Forskere over hele verden arbejder fortsat på at finde måder at sænke drivhusgasemissionerne og mindske deres virkning. En potentiel løsning, som videnskabsmænd undersøger, er at suge kuldioxid ud af atmosfæren og begrave det under jorden på ubestemt tid, sagde Dina Leech, lektor i biologisk og miljøvidenskab ved Longwood University i Virginia.
"Hvad vi kan gøre, er at minimere, hvor meget kulstof vi lægger derop, og som et resultat minimere temperaturændringen," sagde Leech. "Handlingsvinduet lukkes imidlertid hurtigt."
Yderligere ressourcer:
- EPA - Klimaændringer: Grundlæggende oplysninger
- NASA: Globale klimaændringer
- National Geographic - Klima Milepæl: Jordens CO2-niveau passerer 400 ppm
Denne artikel blev opdateret 3. januar 2019 af Live Science-bidragyder Rachel Ross.
