Den globala uppvärmningen, som för närvarande är källa till mycket sociala och vetenskapliga problem, orsakas främst av växthusgaser i atmosfären. En god förståelse för deras fysiska egenskaper är avgörande för att hantera och minska den globala uppvärmningen. Forskare har identifierat och analyserat hur dessa gaser bildas och interagerar och mäter deras relativa bidrag till den globala uppvärmningen.
Växthuseffekten
Även om mindre än en procent av atmosfären består av växthusgaser, påverkan på den globala miljön är stor. Växthuseffekten är orsakad av gaser i jordens atmosfär. Inkommande solenergi passerar genom atmosfären, vilket bibehåller den resulterande värmen och värmer jordens närliggande temperatur. Denna effekt drivs av växthusgaserna, som upptar och behåller värme. Energin som kommer in i atmosfären är därför större än den som lämnar den, vilket gradvis ökar den totala globala temperaturen.
Växthusgaser
Växthusgaser som är närmast kopplade till global uppvärmning inkluderar koldioxid, metan , kväveoxid och fluorkolväten. Sedan början av industriåldern har betydande mängder av varje tillkommit till atmosfären av mänskliga aktiviteter. Vattendamp är också en växthusgas som är ganska riklig i atmosfären. Den mänskliga aktiviteten för att skapa vattenånga är dock mindre tydlig. Förutom att vara växthusgaser, har fluorkolväten en annan skadlig egenskap. De tenderar att förstöra ozonlagrets övre atmosfär, vilket skyddar oss mot skadlig ultraviolett strålning. Ozon är dock också en växthusgas.
Huvudegenskaper
De tre viktiga egenskaperna hos en växthusgas är våglängden av den energi som gasen absorberar, hur mycket energi det absorberar och hur länge kvarstår gasen i atmosfären.
Växthusgasmolekyler absorberar energi i det infraröda området i spektret, vilket vi i allmänhet associerar med värme. Växthusgaser absorberar mer än 90 procent av atmosfärenergin i en mycket smal del energispektret. Emellertid är absorptionsenergierna olika för varje växthusgas; tillsammans absorberar de energi över en stor del av det infraröda spektret. Växthusgaser förblir i atmosfären från 12 år för metan till 270 år för en fluorkolväte. Omkring hälften av atmosfärisk koldioxid kommer att försvinna under det första århundradet efter det att den släpptes, men en liten del kommer att bestå i tusentals år.
Global uppvärmningspotential
Växthusgaspotentialen för en växthusgas mäter sitt bidrag till den globala uppvärmningen. Dess värde baseras på de tre nyckelegenskaperna som beskrivits tidigare. Uppvärmningseffekten av en växthusgas, dividerad med uppvärmningseffekten av samma mängd koldioxid, motsvarar dess uppvärmningspotential.
Metan har till exempel en uppvärmningspotential på 72 för en 20-årig tidsram. Med andra ord skulle ett ton metan ha samma effekt som 72 ton koldioxid under de 20 år som följer efter utsläppet i atmosfären. Metan, kväveoxider och fluorkolväten har alla värmepotentialer mycket högre än koldioxid, men den senare är fortfarande den viktigaste växthusgasen eftersom det finns så mycket av det.
