Парниковый газ - Greenhouse gas

Парниковый эффект солнечной радиации на поверхности Земли, вызванный парниковыми газами

Радиационное воздействие различных вкладчиков в изменение климата в 2011 г., как сообщается в пятый отчет об оценке МГЭИК.

А парниковый газ (иногда сокращенно ПГ) это газ который поглощает и испускает энергия излучения в пределах тепловой инфракрасный классифицировать. Парниковые газы вызывают парниковый эффект^[1] на планетах. Основные парниковые газы в Атмосфера Земли находятся водяной пар (ЧАС
2О), углекислый газ (CO
2), метан (CH
4), оксид азота (N
2О), и озон (О₃ ). Без парниковых газов средняя температура поверхность Земли будет около -18 ° C (0 ° F),^[2] а не нынешнее среднее значение 15 ° C (59 ° F).^[3][4][5] Атмосфера Венера, Марс и Титан также содержат парниковые газы.

Человеческая деятельность с начала Индустриальная революция (около 1750 г.) произвели рост на 45% концентрация двуокиси углерода в атмосфере, от 280 промилле с 1750 до 415 промилле в 2019 году.^[6] В последний раз концентрация углекислого газа в атмосфере была такой высокой более 3 миллионов лет назад.^[7] Это увеличение произошло несмотря на поглощение более половины выбросов различными естественными «стоками», вовлеченными в цикл углерода.^[8][9]

Подавляющее большинство антропогенный выбросы углекислого газа происходят из горение из ископаемое топливо, в основном каменный уголь, нефть (включая масло ) и натуральный газ, с дополнительным вкладом в результате обезлесения и других изменений в землепользовании.^[10][11] Ведущий источник антропогенного выбросы метана сельское хозяйство, за которым следует отвод газа и неорганизованные выбросы от ископаемого топлива.^[12][13] Традиционный выращивание риса является вторым по величине источником метана в сельском хозяйстве после домашнего скота, с краткосрочным потеплением, эквивалентным выбросам углекислого газа от всей авиации.^[14]

При нынешних темпах выбросов температура может повыситься на 2 ° C (3,6 ° F), что Объединенные Нации ' межправительственная комиссия по изменению климата (IPCC) обозначена как верхний предел, позволяющий избежать «опасных» уровней к 2036 году.^[15]

Газы в атмосфере Земли

Непарниковые газы

Основные составляющие атмосферы Земли, азот (N
₂)(78%), кислород (О
₂) (21%), и аргон (Ar) (0,9%) не являются парниковыми газами, потому что молекулы, содержащие два атома одного и того же элемента Такие как N
₂ и О
₂ нет чистого изменения в распределение их электрических зарядов когда они вибрируют, и одноатомный такие газы, как Ar, не имеют мод колебаний. Следовательно, они почти полностью не затронут к инфракрасная радиация. Некоторые молекулы, содержащие всего два атома разных элементов, например монооксид углерода (CO) и хлористый водород (HCl) поглощают инфракрасное излучение, но эти молекулы недолговечны в атмосфере из-за их реакционной способности или растворимости. Следовательно, они не вносят значительного вклада в парниковый эффект и часто не учитываются при обсуждении парниковых газов.

Парниковые газы

Атмосферное поглощение и рассеяние при разных длины волн из электромагнитные волны. Наибольшая полоса поглощения углекислый газ не далеко от максимума в тепловое излучение с земли, и частично закрывает окно прозрачности воды; отсюда его главный эффект.

Парниковые газы - это те газы, которые поглощают и выделяют инфракрасное излучение в диапазоне длин волн, излучаемое Землей.^[1] Двуокись углерода (0,04%), закись азота, метан и озон - это следовые газы, которые составляют почти 0,1% атмосферы Земли и обладают заметным парниковым эффектом.

По порядку самые обильные^{[требуется разъяснение ]} парниковые газы в атмосфере Земли:^{[нужна цитата ]}

• Водяной пар (ЧАС
  ₂О)
• Углекислый газ (CO
  ₂)
• Метан (CH
  ₄)
• Оксид азота (N
  ₂О)
• Озон (О
  ₃)
• Хлорфторуглероды (ХФУ)
• Гидрофторуглероды (включает ГХФУ и ГФУ)

Атмосферные концентрации определяются балансом между источниками (выбросы газа в результате деятельности человека и естественными системами) и стоками (удаление газа из атмосферы путем преобразования в другое химическое соединение или поглощения водными объектами).^[16] Доля выбросов, остающихся в атмосфере по прошествии определенного времени, равна "фракция в воздухе "(AF). годовая воздушная фракция это отношение атмосферного увеличения в данном году к общим выбросам в этом году. По состоянию на 2006 год годовая доля взвешенных в воздухе CO
2 было около 0,45. Годовая доля переносимого по воздуху увеличивалась со скоростью 0,25 ± 0,21% в год за период 1959–2006 гг.^[17]

Косвенные радиационные эффекты

Фальшивые цвета на этом изображении представляют концентрацию окиси углерода в нижних слоях атмосферы в диапазоне от примерно 390 частей на миллиард (темно-коричневые пиксели) до 220 частей на миллиард (красные пиксели) и 50 частей на миллиард (синие пиксели).^[18]

Некоторые газы имеют косвенное радиационное воздействие (независимо от того, являются ли они парниковыми газами или нет). Это происходит двумя основными способами. Один из способов заключается в том, что при распаде в атмосфере выделяется еще один парниковый газ. Например, метан и оксид углерода (CO) окисляются с образованием диоксида углерода (при окислении метана также образуется водяной пар). Окисление CO до CO
2 напрямую приводит к однозначному увеличению радиационное воздействие хотя причина тонкая. Пик теплового ИК-излучения с поверхности Земли очень близок к сильной колебательной полосе поглощения CO
2 (длина волны 15 мкм, или волновое число 667 см⁻¹). С другой стороны, одиночная колебательная полоса CO поглощает ИК-излучение только на гораздо более коротких длинах волн (4,7 мкм, или 2145 см⁻¹), где излучение лучистой энергии с поверхности Земли как минимум в десять раз меньше. Окисление метана до CO
2, который требует реакции с радикалом ОН, приводит к мгновенному снижению поглощения и излучения излучения, поскольку CO
2 является более слабым парниковым газом, чем метан. Однако окисление CO и CH
₄ переплетаются, поскольку оба потребляют радикалы ОН. В любом случае расчет общего радиационного воздействия включает как прямое, так и косвенное воздействие.

Второй тип косвенного эффекта возникает, когда химические реакции в атмосфере с участием этих газов изменяют концентрацию парниковых газов. Например, уничтожение неметановые летучие органические соединения (НМЛОС) в атмосфере могут выделять озон. Величина косвенного эффекта может сильно зависеть от того, где и когда происходит выброс газа.^[19]

Метан оказывает косвенное воздействие помимо образования CO
2. Основным химическим веществом, которое вступает в реакцию с метаном в атмосфере, является гидроксильный радикал (OH), таким образом, большее количество метана означает, что концентрация OH снижается. По сути, метан увеличивает время жизни в атмосфере и, следовательно, его общий радиационный эффект. Окисление метана может производить как озон, так и воду; и является основным источником водяного пара в обычно сухих стратосфера. CO и НМЛОС производят CO
2 когда они окисляются. Они удаляют ОН из атмосферы, и это приводит к более высокой концентрации метана. Удивительным эффектом этого является то, что потенциал глобального потепления CO в три раза превышает потенциал глобального потепления. CO
2.^[20] Тот же процесс, который преобразует НМЛОС в двуокись углерода, также может привести к образованию тропосферного озона. Галоуглероды имеют косвенный эффект, потому что они разрушают стратосферный озон. Ну наконец то, водород может привести к образованию озона и CH
₄ увеличивается, а также производит стратосферный водяной пар.^[19]

Вклад облаков в парниковый эффект Земли

Основной фактор, не связанный с газом, в парниковом эффекте Земли, облака, также поглощают и испускают инфракрасное излучение и, таким образом, влияют на излучательные свойства парниковых газов. Облака - это капли воды или кристаллы льда подвешен в атмосфере.^[21][22]

Воздействие на общий парниковый эффект

Schmidt et al. (2010)^[23] проанализировали, как отдельные компоненты атмосферы влияют на общий парниковый эффект. Они подсчитали, что на водяной пар приходится около 50% парникового эффекта Земли, с облаками - 25%, углекислым газом - 20%, а также незначительными парниковыми газами и газами. аэрозоли что составляет оставшиеся 5%. В исследовании используется эталонная модель атмосферы для условий 1980 года. Изображение предоставлено: НАСА.^[24]

Вклад каждого газа в парниковый эффект определяется характеристиками этого газа, его распространенностью и любыми косвенными эффектами, которые он может вызвать. Например, прямое радиационное воздействие массы метана примерно в 84 раза сильнее, чем та же масса двуокиси углерода, за 20-летний период времени.^[25] но он присутствует в гораздо меньших концентрациях, так что его общий прямой радиационный эффект до сих пор был меньше, отчасти из-за его более короткого времени жизни в атмосфере при отсутствии дополнительного связывания углерода. С другой стороны, в дополнение к своему прямому радиационному воздействию, метан оказывает большое косвенное радиационное воздействие, потому что он способствует образованию озона. Shindell et al. (2005)^[26] утверждает, что вклад метана в изменение климата как минимум вдвое превышает предыдущие оценки в результате этого эффекта.^[27]

При ранжировании по их прямому вкладу в парниковый эффект наиболее важными являются:^{[21][неудачная проверка ]}

Помимо перечисленных выше основных парниковых газов, к другим парниковым газам относятся: гексафторид серы, гидрофторуглероды и перфторуглероды (видеть Список парниковых газов МГЭИК ). Некоторые парниковые газы не часто упоминаются. Например, трифторид азота имеет высокий потенциал глобального потепления (GWP), но присутствует только в очень малых количествах.^[30]

Доля прямых эффектов в данный момент

Невозможно утверждать, что определенный газ вызывает точный процент парникового эффекта. Это связано с тем, что некоторые газы поглощают и излучают излучение на тех же частотах, что и другие, так что общий парниковый эффект не является просто суммой влияния каждого газа. Верхние пределы указанных диапазонов относятся только к каждому газу; нижние концы учитывают перекрытия с другими газами.^[21][22] Кроме того, известно, что некоторые газы, такие как метан, обладают значительным косвенным воздействием, которое все еще оценивается количественно.^[31]

Время жизни в атмосфере

Помимо водяной пар, который имеет Время жительства около девяти дней,^[32] основные парниковые газы хорошо перемешаны и уходят из атмосферы через много лет.^[33] Хотя трудно точно определить, сколько времени требуется парниковым газам, чтобы покинуть атмосферу, существуют оценки для основных парниковых газов. Джейкоб (1999)^[34] определяет время жизни ${displaystyle au}$ атмосферного разновидность Х в одно-коробчатая модель как среднее время, в течение которого молекула X остается в ящике. Математически ${displaystyle au}$ можно определить как отношение массы ${displaystyle m}$ (в кг) X в коробке до скорости его удаления, которая является суммой расхода X из коробки (${displaystyle F_ {out}}$), химическая потеря X (${displaystyle L}$),и отложение из X (${displaystyle D}$) (все в кг / с):${displaystyle au = {frac {m} {F_ {out} + L + D}}}$.^[34]Если подача этого газа в ящик прекратилась, то по прошествии времени ${displaystyle au}$, его концентрация снизится примерно на 63%.

Таким образом, продолжительность жизни вида в атмосфере измеряет время, необходимое для восстановления равновесия после внезапного увеличения или уменьшения его концентрации в атмосфере. Отдельные атомы или молекулы могут быть потеряны или осаждены в поглотителях, таких как почва, океаны и другие воды, или растительность и другие биологические системы, уменьшая избыток до фоновых концентраций. Среднее время, необходимое для достижения этого, - средняя продолжительность жизни.

Углекислый газ имеет переменное время жизни в атмосфере и не может быть определено точно.^[35][25] Хотя более половины CO
2 выбрасываемый удаляется из атмосферы в течение столетия, некоторая часть (около 20%) выбрасываемого CO
2 остается в атмосфере многие тысячи лет.^[36][37][38] Аналогичные проблемы применимы и к другим парниковым газам, многие из которых имеют более длительный средний срок службы, чем CO
2, например N₂О имеет среднее время жизни в атмосфере 121 год.^[25]

Радиационное воздействие и годовой индекс парниковых газов

Радиационное воздействие (влияние потепления) долгоживущих парниковых газов в атмосфере Земли переживает ускоренный рост. Почти треть прироста индустриальной эры на конец 2019 года была накоплена за последние 30 лет.^[39][40]

Земля поглощает часть лучистой энергии, полученной от Солнца, отражает часть ее в виде света и отражает или излучает остальную часть обратно в космос в виде высокая температура. Температура поверхности Земли зависит от этого баланса между входящей и исходящей энергией. Если это энергетический баланс смещается, поверхность Земли становится теплее или холоднее, что приводит к разнообразным изменениям глобального климата.^[41]

Ряд естественных и искусственных механизмов могут повлиять на глобальный энергетический баланс и вызвать изменения климата Земли. Парниковые газы - один из таких механизмов. Парниковые газы поглощают и испускают часть исходящей энергии, излучаемой с поверхности Земли, в результате чего это тепло сохраняется в нижних слоях атмосферы.^[41] В качестве объяснено выше некоторые парниковые газы остаются в атмосфере в течение десятилетий или даже столетий и, следовательно, могут влиять на энергетический баланс Земли в течение длительного периода. Радиационное воздействие определяет количественно (в ваттах на квадратный метр) влияние факторов, влияющих на энергетический баланс Земли; в том числе изменения концентраций парниковых газов. Положительное радиационное воздействие приводит к потеплению за счет увеличения чистой поступающей энергии, тогда как отрицательное радиационное воздействие приводит к охлаждению.^[42]

Годовой индекс парниковых газов (AGGI) определяется учеными-атмосферниками в NOAA как отношение общего прямого радиационного воздействия за счет долгоживущих и хорошо перемешанных парниковых газов за любой год, для которого существуют адекватные глобальные измерения, к таковому в 1990 году.^[40][43] Эти уровни радиационного воздействия относятся к уровням 1750 года (т.е. до начала индустриальная эпоха ). 1990 выбран, потому что это базовый год для Киотский протокол, и является годом публикации первая научная оценка изменения климата МГЭИК. Таким образом, NOAA заявляет, что AGGI «измеряет приверженность, которую (глобальное) общество уже взяло на себя к жизни в изменяющемся климате. Он основан на наблюдениях за атмосферой высочайшего качества с разных мест по всему миру. Его неопределенность очень мала».^[44]

Потенциал глобального потепления

В потенциал глобального потепления (GWP) зависит как от эффективности молекулы как парникового газа, так и от ее времени жизни в атмосфере. ПГП измеряется относительно того же масса из CO
2 и оценивается в определенный период времени. Таким образом, если газ имеет высокий (положительный) радиационное воздействие но при этом короткое время жизни, у него будет большой ПГП в 20-летнем масштабе и небольшой в 100-летнем масштабе. И наоборот, если молекула имеет более продолжительное время жизни в атмосфере, чем CO
2 его GWP увеличится, если принять во внимание временные рамки. Углекислый газ определяется как имеющий ПГП, равный 1 для всех периодов времени.

Метан имеет время жизни в атмосфере 12 ± 3 года. В Отчет МГЭИК 2007 г. перечисляет GWP как 72 в временной шкале 20 лет, 25 за 100 лет и 7,6 за 500 лет.^[45] Однако анализ 2014 года показывает, что, хотя первоначальное воздействие метана примерно в 100 раз сильнее, чем у CO
2, из-за более короткого времени жизни в атмосфере, через шесть или семь десятилетий влияние двух газов примерно одинаково, и с тех пор относительная роль метана продолжает снижаться.^[46] Уменьшение GWP в более длительные периоды времени связано с тем, что метан разлагается до воды и CO
2 через химические реакции в атмосфере.

Примеры атмосферного времени жизни и GWP относительно CO
2 для нескольких парниковых газов приведены в следующей таблице:

Использование ХФУ-12 (за исключением некоторых основных видов использования) был прекращен из-за его озоноразрушающий характеристики.^[47] Поэтапный отказ от менее активных ГХФУ-соединения будет завершено в 2030 году.^[48]

Углекислый газ в земной шар с атмосфера если половина из выбросы, вызывающие глобальное потепление^[49][50] находятся нет впитывается.
(НАСА симуляция; 9 ноября 2015 г.)

Природные и антропогенные источники

Вверху: возрастающая атмосферность углекислый газ уровни, измеренные в атмосфере и отраженные в ледяные керны. Внизу: количество чистого увеличения углерода в атмосфере по сравнению с выбросами углерода от сжигания. ископаемое топливо.

Помимо синтетических галоидоуглеродов, производимых исключительно человеком, большинство парниковых газов имеет как естественные, так и антропогенные источники. В доиндустриальный Голоцен, концентрации существующих газов были примерно постоянными, потому что крупные природные источники и поглотители примерно сбалансированы. В индустриальную эпоху деятельность человека привела к увеличению выбросов парниковых газов в атмосферу, в основном за счет сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов.^[51][52]

2007 год Четвертый оценочный отчет составлено МГЭИК (ДО4), отмечалось, что «изменения атмосферных концентраций парниковых газов и аэрозолей, земного покрова и солнечной радиации изменяют энергетический баланс климатической системы», и был сделан вывод о том, что «увеличение антропогенных концентраций парниковых газов с большой вероятностью приведет к вызвала наибольшее повышение средних мировых температур с середины 20 века ".^[53] В AR4 «большая часть» определяется как более 50%.

Сокращения, используемые в двух таблицах ниже: ppm = частей на миллион; ppb = частей на миллиард; ppt = частей на триллион; Вт / м² = Вт на квадратный метр

400000 лет данных ледяных кернов

Ледяные керны предоставить доказательства изменений концентрации парниковых газов за последние 800000 лет (см. следующий раздел ). Обе CO
2 и CH
₄ варьируются между ледниковой и межледниковой фазами, и концентрации этих газов сильно коррелируют с температурой. Прямых данных за периоды раньше, чем те, которые представлены в записи керна льда, не существует, что указывает на CO
2 мольные доли оставалась в диапазоне от 180 до 280 частей на миллион в течение последних 800 000 лет, вплоть до увеличения за последние 250 лет. Однако различные прокси и моделирование предполагают большие вариации в прошлые эпохи; 500 миллионов лет назад CO
2 уровни, вероятно, были в 10 раз выше, чем сейчас.^[66] Действительно, выше CO
2 считается, что концентрации преобладали на протяжении большей части Фанерозой эона, с концентрациями в четыре-шесть раз превышающими текущие концентрации в течение мезозойской эры, и в десять-пятнадцать раз превышающие текущие концентрации в течение раннего палеозоя до середины XIX века. Девонский период, около 400 Ма.^[67][68][69] Считается, что распространение наземных растений уменьшило CO
2 концентрации в течение позднего девона, а деятельность растений как источники, так и поглотители CO
2 с тех пор сыграли важную роль в обеспечении стабилизирующей обратной связи.^[70]Еще раньше, 200-миллионный период прерывистого, широко распространенного оледенения, простирающегося близко к экватору (Снежок Земля ), по-видимому, прекратилось внезапно, около 550 млн лет назад, в результате колоссального выделения газа из вулкана, которое подняло CO
2 концентрация атмосферы резко до 12%, что примерно в 350 раз выше современного уровня, вызывая экстремальные парниковые условия и отложения карбонатов, как известняк из расчета около 1 мм в сутки.^[71] Этот эпизод ознаменовал завершение докембрийского эона, за ним последовали в целом более теплые условия фанерозоя, в течение которых развивались многоклеточные животные и растения. С тех пор не произошло никаких выбросов вулканического углекислого газа сопоставимого масштаба. В современную эпоху выбросы вулканов в атмосферу составляют примерно 0,645 миллиарда тонн. CO
2 в год, тогда как люди вносят 29 миллиардов тонн CO
2 каждый год.^{[72][71][73][74]}

Ледяные керны

Измерения по кернам антарктического льда показывают, что до начала промышленных выбросов в атмосферу CO
2 мольные доли составляли около 280 частей на миллион (ppm) и оставался между 260 и 280 в течение предшествующих десяти тысяч лет.^[75] Мольные доли углекислого газа в атмосфере выросли примерно на 35 процентов с 1900-х годов, увеличившись с 280 частей на миллион по объему до 387 частей на миллион в 2009 году. Одно исследование с использованием данных устьица окаменелых листьев предполагает большую изменчивость, с мольными долями углекислого газа выше 300 ppm в период от семи до десяти тысяч лет назад,^[76] хотя другие утверждали, что эти результаты скорее отражают проблемы калибровки или загрязнения, чем реальные CO
2 изменчивость.^[77][78] Из-за того, как воздух задерживается во льду (поры во льду медленно закрываются, образуя пузырьки глубоко внутри фирна) и периода времени, представленного в каждом проанализированном образце льда, эти цифры представляют собой средние атмосферные концентрации до нескольких столетий. чем годовой или декадный уровень.

Изменения со времен промышленной революции

Недавнее межгодовое увеличение атмосферного CO
2.

Основные тенденции в области парниковых газов.

С начала Индустриальная революция, концентрации многих парниковых газов увеличились. Например, мольная доля диоксида углерода увеличилась с 280 до 415 частей на миллион, или на 120 частей на миллион по сравнению с современными доиндустриальными уровнями. Первое увеличение на 30 ppm произошло примерно за 200 лет, с начала промышленной революции до 1958 года; однако следующее увеличение на 90 ppm произошло в течение 56 лет, с 1958 по 2014 год.^[79][80]

Последние данные также показывают, что концентрация увеличивается более высокими темпами. В 1960-е годы средний годовой прирост составлял всего 37% от уровня с 2000 по 2007 год.^[81]

Общие совокупные выбросы с 1870 по 2017 год составили 425 ± 20 ГтС (1539 ГтCO₂) из ископаемое топливо и промышленность, и 180 ± 60 ГтС (660 ГтCO₂) из изменение землепользования. Изменение землепользования, например, вырубка лесов, вызвали около 31% совокупных выбросов за 1870–2017 гг., каменный уголь 32%, нефть 25% и газ 10%.^[82]

Сегодня,^{[когда? ]} запас углерода в атмосфере увеличивается более чем на 3 миллиона тонн в год (0,04%) по сравнению с существующим запасом.^{[требуется разъяснение ]} Это увеличение является результатом деятельности человека по сжиганию ископаемых видов топлива, обезлесения и деградации лесов в тропических и бореальных регионах.^[83]

Другие парниковые газы, образующиеся в результате деятельности человека, демонстрируют аналогичное увеличение как по количеству, так и по темпам роста. Многие наблюдения доступны в Интернете в различных Базы данных наблюдений за химией атмосферы.

Роль водяного пара

Увеличение водяного пара в стратосфере в Боулдере, Колорадо

Водяной пар на него приходится самый большой процент парникового эффекта: от 36% до 66% для условий ясного неба и от 66% до 85%, включая облака.^[22] Концентрации водяного пара колеблются в зависимости от региона, но деятельность человека не влияет напрямую на концентрацию водяного пара, за исключением локальных масштабов, например, вблизи орошаемых полей. Косвенно, человеческая деятельность, которая увеличивает глобальную температуру, приведет к увеличению концентрации водяного пара - процесс, известный как обратная связь водяного пара.^[84] Концентрация пара в атмосфере сильно варьируется и в значительной степени зависит от температуры: от менее 0,01% в очень холодных регионах до 3% по массе в насыщенном воздухе при температуре около 32 ° C.^[85] (Видеть Относительная влажность # другие важные факты.)

Среднее время пребывания молекулы воды в атмосфере составляет всего около девяти дней по сравнению с годами или столетиями для других парниковых газов, таких как CH
₄ и CO
2.^[86] Водяной пар реагирует на другие парниковые газы и усиливает их воздействие. В Соотношение Клаузиуса – Клапейрона устанавливает, что больше водяного пара будет присутствовать на единицу объема при повышенных температурах. Этот и другие базовые принципы показывают, что потепление, связанное с повышением концентрации других парниковых газов, также приведет к увеличению концентрации водяного пара (при условии, что относительная влажность остается примерно постоянным; моделирование и наблюдения показывают, что это действительно так). Поскольку водяной пар является парниковым газом, это приводит к дальнейшему потеплению, и поэтому "положительный отзыв "что усиливает первоначальное потепление. В конце концов, другие земные процессы^{[который? ]} компенсировать эти положительные обратные связи, стабилизируя глобальную температуру на новом уровне равновесия и предотвращая потерю воды на Земле через Венеру. убегающий парниковый эффект.^[84]

Антропогенные парниковые газы

На этом графике показаны изменения годового индекса парниковых газов (AGGI) с 1979 по 2011 год.^[87] AGGI измеряет уровни парниковых газов в атмосфере на основе их способности вызывать изменения климата Земли.^[87]

На этой гистограмме показаны глобальные выбросы парниковых газов по секторам с 1990 по 2005 гг., Измеренные за 100-летний период. эквиваленты углекислого газа.^[88]

Современная глобальная СО₂ выбросы от сжигания ископаемого топлива.

Примерно с 1750 года деятельность человека увеличила концентрацию углекислого газа и других парниковых газов. Измеренные концентрации углекислого газа в атмосфере в настоящее время на 100 частей на миллион выше, чем доиндустриальные уровни.^[89] Природные источники углекислого газа более чем в 20 раз больше, чем источники, связанные с деятельностью человека,^[90] но в течение периодов, превышающих несколько лет, естественные источники тесно уравновешиваются естественными стоками, в основном фотосинтезом соединений углерода растениями и морским планктоном. В результате этого баланса мольная доля двуокиси углерода в атмосфере оставалась между 260 и 280 частями на миллион в течение 10 000 лет между концом последнего ледникового максимума и началом индустриальной эры.^[91]

Похоже, что антропогенный (то есть вызванное деятельностью человека) потепление, например, из-за повышенных уровней парниковых газов, оказало заметное влияние на многие физические и биологические системы.^[92] Прогнозируется, что в будущем потепление будет иметь ряд удары, включая повышение уровня моря,^[93] повышенная частота и тяжесть некоторых экстремальные погодные условия События,^[93] потеря биоразнообразия,^[94] и региональные изменения в продуктивность сельского хозяйства.^[94]

Основными источниками парниковых газов в результате деятельности человека являются:

• сжигание ископаемое топливо и вырубка леса что приводит к повышению концентрации углекислого газа в воздухе. На изменения в землепользовании (в основном вырубка лесов в тропиках) приходится до одной трети всех антропогенных CO
  2 выбросы.^[91]
• домашний скот кишечная ферментация и управление навозом,^[95] Пэдди рис сельское хозяйство, землепользование и изменения водно-болотных угодий, искусственные озера,^[96] потери в трубопроводах и закрытые вентилируемые выбросы со свалок, приводящие к более высоким концентрациям метана в атмосфере. Многие из полностью вентилируемых септических систем нового типа, которые улучшают и нацеливают процесс ферментации, также являются источниками атмосферный метан.
• использование хлорфторуглероды (ХФУ) в охлаждение систем, а также использование ХФУ и галоны в пожаротушение системы и производственные процессы.
• сельскохозяйственная деятельность, включая использование удобрений, приводящая к повышению содержания закиси азота (N
  ₂О) концентрации.

Семь источников CO
2 от сжигания ископаемого топлива (с процентным вкладом за 2000–2004 гг.):^[98]

Этот список нуждается в обновлении, так как он использует устаревший источник.^{[нуждается в обновлении ]}

• Жидкое топливо (например, бензин, мазут): 36%
• Твердое топливо (например, уголь): 35%
• Газообразное топливо (например, природный газ): 20%
• Производство цемента: 3%
• Сжигание газа в промышленных условиях и на скважинах: 1%
• Нетопливные углеводороды: 1%
• «Международное бункерное топливо» транспорта, не включенное в национальные запасы: 4%

Углекислый газ, метан, оксид азота (N
₂О) и три группы фторированные газы (гексафторид серы (SF
₆), гидрофторуглероды (ГФУ) и перфторуглероды (ПФУ)) являются основными антропогенными парниковыми газами,^{[99]:147[100]} и регулируются Киотский протокол Международный договор, который вступил в силу в 2005 году.^[101] Ограничения на выбросы, указанные в Киотском протоколе, истекли в 2012 году.^[101] В Канкунское соглашение, согласованный в 2010 году, включает добровольные обязательства 76 стран по ограничению выбросов.^[102] На момент заключения соглашения эти 76 стран несли коллективную ответственность за 85% годовых глобальных выбросов.^[102]

Несмотря на то что ХФУ являются парниковыми газами, они регулируются Монреальский протокол, что было мотивировано вкладом ХФУ в истощение озонового слоя а не их вкладом в глобальное потепление. Обратите внимание, что истощение озонового слоя играет лишь незначительную роль в потеплении парниковых газов, хотя эти два процесса часто путают в средствах массовой информации. 15 октября 2016 г. переговорщики из более чем 170 стран встретились на саммите Программа ООН по окружающей среде достигли юридически обязательного соглашения о поэтапном отказе от гидрофторуглероды (ГФУ) в поправке к Монреальский протокол.^{[103][104][105]}

Выбросы парниковых газов по секторам

Диаграмма, показывающая глобальные выбросы парниковых газов в 2016 году по секторам.^[106] Проценты рассчитываются на основе оценочных глобальных выбросов всех парниковых газов Киотского протокола, пересчитанных в CO.₂ эквивалентные количества (ГтCO₂д).

Эта секция нуждается в расширении с: Информация о выбросах из других секторов. Вы можете помочь добавляя к этому. (Июль 2013)

Глобальные выбросы парниковых газов можно отнести к разным секторам экономики. Это дает представление о различном вкладе различных видов экономической деятельности в глобальное потепление и помогает понять изменения, необходимые для смягчения последствий изменения климата.

Искусственные выбросы парниковых газов можно разделить на выбросы, возникающие при сжигании топлива для производства энергии, и выбросы, возникающие в результате других процессов. Около двух третей выбросов парниковых газов связано с сжиганием топлива.^[107]

Энергия может производиться в точке потребления или генератором для потребления другими. Таким образом, выбросы, возникающие в результате производства энергии, можно разделить на категории в зависимости от того, где они выбрасываются или где потребляется полученная энергия. Если выбросы относить на место производства, то на долю производителей электроэнергии приходится около 25% мировых выбросов парниковых газов.^[108] Если эти выбросы относятся к конечному потребителю, то 24% от общего объема выбросов приходится на производство и строительство, 17% от транспорта, 11% от бытовых потребителей и 7% от коммерческих потребителей.^[109] Около 4% выбросов приходится на энергию, потребляемую самой энергетической и топливной отраслями.

Оставшаяся треть выбросов связана с другими процессами, помимо производства энергии. 12% общих выбросов приходится на сельское хозяйство, 7% - на изменение землепользования и лесное хозяйство, 6% - на промышленные процессы и 3% - на отходы.^[107] Около 6% выбросов - это неорганизованные выбросы, которые представляют собой отработанные газы, образующиеся при добыче ископаемого топлива.

Производство электроэнергии

Производство электроэнергии выбрасывает более четверти мировых парниковых газов.^[110] Угольные электростанции являются крупнейшим эмитентом с более чем 10 Гт CO
2 в 2018 году.^[111] Хотя загрязнение окружающей среды намного меньше, чем у угольных электростанций, газовые электростанции также являются основными источниками выбросов.^[112]

Туризм

В соответствии с ЮНЕП, Глобальный туризм тесно связан с изменение климата. Туризм вносит значительный вклад в увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере. На туризм приходится около 50% транспортных потоков. Быстро расширяющиеся воздушные перевозки обеспечивают около 2,5% производства CO
2. Ожидается, что число международных путешественников увеличится с 594 миллионов в 1996 году до 1,6 миллиарда к 2020 году, что значительно усугубит проблему, если не будут предприняты шаги по сокращению выбросов.^[113]

Автоперевозки и перевозки

Этот раздел должен быть обновлено. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. (Сентябрь 2019)

В автотранспорт и транспортная промышленность играет роль в производстве CO
2, на долю которой приходится около 20% общих выбросов углерода в Великобритании в год, и только энергетическая отрасль оказывает большее влияние - около 39%.^[114]Средние выбросы углерода в транспортной отрасли снижаются - за тридцатилетний период с 1977 по 2007 год выбросы углерода, связанные с поездкой на 200 миль, снизились на 21 процент; Выбросы NOx также сократились на 87 процентов, а время в пути сократилось примерно на треть.^[115]

Пластик

Пластик производится в основном из ископаемое топливо. По оценкам, на производство пластика приходится 8 процентов годовой мировой добычи нефти. По оценкам EPA^{[нужна цитата ]} до пяти единиц массы двуокиси углерода выделяется на каждую единицу массы полиэтилентерефталат (ПЭТ) - тип пластика, который чаще всего используется для изготовления бутылок для напитков,^[116] транспорт также производит парниковые газы.^[117] Пластиковые отходы при разложении выделяют углекислый газ. В исследовании 2018 года утверждалось, что некоторые из наиболее распространенных в окружающей среде пластиков выделяют парниковые газы. метан и этилен при воздействии солнечного света в количестве, которое может повлиять на климат Земли.^[118][119]

С другой стороны, если его поместить на свалку, он станет стоком углерода.^[120] хотя биоразлагаемые пластмассы вызывают выбросы метана.^[121] Из-за того, что пластик легче, чем стекло или металл, пластик может снизить потребление энергии. Например, упаковка напитков из ПЭТ-пластика, а не из стекла или металла, по оценкам, сэкономит 52% энергии при транспортировке, если стеклянная или металлическая упаковка одноразового использования, конечно.

В 2019 году вышел новый отчет «Пластик и климат». Согласно отчету, пластик будет способствовать выбросу парниковых газов в эквиваленте 850 миллионов тонн. углекислый газ (CO₂) в атмосферу в 2019 году. При нынешней тенденции ежегодные выбросы вырастут до 1,34 миллиарда тонн к 2030 году. К 2050 году пластик может выбросить 56 миллиардов тонн парниковых газов, что составляет целых 14 процентов оставшихся на Земле углеродный бюджет.^[122] В отчете говорится, что только решения, которые включают снижение потребления могут решить проблему, в то время как другие, такие как биоразлагаемый пластик, очистка океана, использование возобновляемых источников энергии в пластмассовой промышленности, мало что могут сделать, а в некоторых случаях могут даже усугубить ее.^[123]

Фармацевтическая индустрия

В 2015 году фармацевтическая промышленность выбросила в атмосферу 52 мегатонны углекислого газа. Это больше, чем в автомобильном секторе. Однако в этом анализе использовались комбинированные выбросы конгломератов, производящих фармацевтические препараты, а также другие продукты.^[124]

Авиация

Примерно 3,5% общего антропогенного воздействия на климат приходится на авиационный сектор. Влияние сектора на климат за последние 20 лет увеличилось вдвое, но часть вклада сектора по сравнению с другими секторами не изменилась, поскольку другие секторы также выросли.^[125]

Цифровой сектор

В 2017 г. цифровой сектор производит 3,3% мировых выбросов парниковых газов, больше гражданской авиации (2%). Ожидается, что в 2020 году этот показатель достигнет 4%, что эквивалентно выбросам Индии в 2015 году.^[126][127]

Сектор санитарии

Известно, что сточные воды, а также системы канализации вносят свой вклад в выбросы парниковых газов (ПГ), главным образом за счет разложения фекалий в процессе очистки. Это приводит к образованию метана, который затем выбрасывается в окружающую среду. Выбросы из сектора канализации и очистки сточных вод были сосредоточены в основном на системах очистки, особенно на очистных сооружениях, и на них приходится основная часть углеродного следа в секторе.^[128]

Поскольку воздействие систем сточных вод и канализации на климат представляет собой глобальный риск, страны с низкими доходами во многих случаях подвергаются более серьезным рискам. В последние годы внимание к потребностям адаптации в секторе санитарии только начинает набирать силу.^[129]

Распределение выбросов по регионам и странам

По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), Выбросы парниковых газов в США можно проследить из разных секторов.

Есть несколько способов измерения выбросов парниковых газов, например, см. World Bank (2010).^[130]:362 для таблиц национальных данных о выбросах. Некоторые переменные, о которых сообщалось^[131] включают:

• Определение границ измерения: Выбросы могут быть отнесены географически к области, где они были выброшены (принцип территории), или по принципу деятельности к территории, на которой произошли выбросы. Эти два принципа приводят к разным результатам при измерении, например, импорта электроэнергии из одной страны в другую или выбросов в международном аэропорту.
• Временной горизонт различных газов: вклад данного парникового газа указывается как CO
  2 эквивалент. Расчет для определения этого учитывает, как долго этот газ остается в атмосфере. Это не всегда известно точно, и расчеты необходимо регулярно обновлять, чтобы отражать новую информацию.
• Какие секторы включены в расчет (например, энергетика, промышленные процессы, сельское хозяйство и т. Д.): Часто возникает конфликт между прозрачностью и доступностью данных.
• Сам протокол измерения: это может быть прямое измерение или оценка. Четыре основных метода - это метод, основанный на коэффициентах выбросов, метод баланса масс, системы прогнозирующего мониторинга выбросов и системы непрерывного мониторинга выбросов. Эти методы отличаются точностью, стоимостью и удобством использования.

Эти меры иногда используются странами для утверждения различных политических / этических позиций в отношении изменения климата (Banuri et al., 1996, p. 94).^[132]Использование разных показателей приводит к недостаточной сопоставимости, что проблематично при мониторинге прогресса в достижении целей. Есть аргументы в пользу принятия общего инструмента измерения или, по крайней мере, развития связи между различными инструментами.^[131]

Выбросы можно измерять за длительные периоды времени. Этот тип измерения называется историческими или кумулятивными выбросами. Совокупные выбросы дают некоторое представление о том, кто несет ответственность за увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере (IEA, 2007, стр. 199).^[133]

Баланс национальных счетов будет положительно связан с выбросами углерода. Баланс национальных счетов показывает разницу между экспортом и импортом. Для многих более богатых стран, таких как Соединенные Штаты, баланс счетов отрицательный, потому что товаров импортируется больше, чем экспортируется. В основном это связано с тем, что дешевле производить товары за пределами развитых стран, в результате чего экономики развитых стран становятся все более зависимыми от услуг, а не товаров. Мы полагали, что положительное сальдо счета будет означать, что в стране происходит больше производства, поэтому большее количество работающих фабрик увеличит уровень выбросов углерода.^[134]

Выбросы также можно измерять за более короткие периоды времени. Изменения выбросов можно, например, измерить по сравнению с базовым 1990 годом. 1990 год использовался в Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН) в качестве базового года для выбросов, а также используется в Киотский протокол (некоторые газы также измеряются с 1995 года).^{[99]:146, 149} Выбросы страны также могут быть представлены как доля глобальных выбросов за конкретный год.

Еще одно измерение - выбросы на душу населения. Это делит общие годовые выбросы страны на ее среднегодовое население.^[130]:370 Выбросы на душу населения могут быть основаны на исторических или годовых выбросах (Banuri et al., 1996, стр. 106–07).^[132]

Хотя иногда считается, что города вносят непропорциональный вклад в выбросы, выбросы на душу населения в городах, как правило, ниже, чем в среднем по их странам.^[135]

От изменения землепользования

Выбросы парниковых газов от сельского, лесного и другого землепользования, 1970–2010 гг.

Изменения в землепользовании, например, вырубка лесов для сельскохозяйственных нужд, могут повлиять на концентрацию парниковых газов в атмосфере, изменяя количество углерода, уносимого из атмосферы в поглотители углерода.^[136] Учет изменений в землепользовании можно понимать как попытку измерить «чистые» выбросы, т. Е. Валовые выбросы из всех источников за вычетом удаления выбросов из атмосферы поглотителями углерода (Banuri et al., 1996, стр. 92–93). ).^[132]

Существуют значительные неточности в измерении чистых выбросов углерода.^[137] Кроме того, существуют разногласия по поводу того, как поглотители углерода должны распределяться между различными регионами и во времени (Banuri et al., 1996, p. 93).^[132] Например, сосредоточение внимания на недавних изменениях в поглотителях углерода, вероятно, будет благоприятствовать тем регионам, в которых ранее были вырублены леса, например Европе.

Интенсивность парниковых газов

Углеродоемкость ВВП (по ППС) по регионам, 1982–2011 гг.

Интенсивность парниковых газов - это соотношение между выбросами парниковых газов и другим показателем, например валовым внутренним продуктом (ВВП) или использованием энергии. Термины «углеродоемкость» и «интенсивность выбросов "также иногда используются.^[138] Интенсивность излучения можно рассчитать, используя рыночные обменные курсы (MER) или паритет покупательной способности (PPP) (Banuri et al., 1996, p. 96).^[132] Расчеты, основанные на MER, показывают большие различия в интенсивности между развитыми и развивающимися странами, тогда как расчеты, основанные на ППС, показывают меньшие различия.

Накопленные и исторические выбросы

Накопленная энергия, связанная с CO
2 выбросы в период с 1850 по 2005 год сгруппированы в группы с низким, средним и высоким доходом, ЕС-15, а ОЭСР страны.

Накопленная энергия, связанная с CO
2 выбросы в период 1850–2005 гг. для отдельных стран.

Карта совокупного антропогенного атмосферного воздействия на душу населения. CO
2 выбросы по странам. Кумулятивные выбросы включают изменения в землепользовании и измеряются между 1950 и 2000 годами.

Региональные тенденции в годовом CO
2 выбросы от сжигания топлива в период с 1971 по 2009 год.

Региональные тенденции в годовом исчислении на душу населения CO
2 выбросы от сжигания топлива в период с 1971 по 2009 год.

Кумулятивные антропогенные (т.е. антропогенные) выбросы CO
2 от использования ископаемого топлива являются основной причиной глобальное потепление,^[139] и дать некоторое представление о том, какие страны больше всего внесли вклад в изменение климата, вызванное деятельностью человека.^[140]:15 В целом на развитые страны приходилось 83,8% промышленных CO
2 выбросов за этот период и 67,8% от общего CO
2 выбросы. На развивающиеся страны приходятся промышленные CO
2 выбросы 16,2% за этот период времени и 32,2% от общего CO
2 выбросы. Оценка общей CO
2 выбросы включают биотический выбросы углерода, в основном от обезлесения. Banuri et al. (1996, стр.94)^[132] рассчитанные совокупные выбросы на душу населения на основе текущего населения. Соотношение выбросов на душу населения между промышленно развитыми странами и развивающимися странами оценивается более чем в 10: 1.

Включение биотических выбросов вызывает те же противоречия, о которых говорилось ранее в отношении поглотителей углерода и изменений в землепользовании (Banuri et al., 1996, стр. 93–94).^[132] Фактический расчет чистых выбросов очень сложен и зависит от того, как поглотители углерода распределяются между регионами, а также от динамики выбросов. климатическая система.

Не-ОЭСР на страны приходилось 42% совокупных энергетических CO
2 выбросы с 1890 по 2007 гг.^{[141]:179–80} За этот период на США пришлось 28% выбросов; ЕС - 23%; Россия, 11%; Китай - 9%; другие страны ОЭСР - 5%; Япония - 4%; Индия - 3%; и остальной мир - 18%.^{[141]:179–80}

Изменения с определенного базового года

С 1970 по 2004 год мировой рост в годовом исчислении CO
2 выбросы были вызваны Северной Америкой, Азией и Ближним Востоком.^[142] Резкое ускорение в CO
2 выбросы с 2000 года до увеличения более чем на 3% в год (более 2 частей на миллион в год) с 1,1% в год в 1990-х годах объясняются исчезновением ранее существовавших тенденций к снижению углеродная интенсивность как развивающихся, так и развитых стран. На долю Китая в этот период приходится большая часть глобального роста выбросов. За локальным резким сокращением выбросов, связанным с распадом Советского Союза, последовал медленный рост выбросов в этом регионе из-за большего эффективное использование энергии, что стало необходимым из-за растущей доли экспортируемой продукции.^[98] Для сравнения, метан заметно не увеличился, а N
₂О на 0,25% г⁻¹.

Использование разных базовых лет для измерения выбросов влияет на оценки национального вклада в глобальное потепление.^{[140]:17–18[143]} Это можно рассчитать путем деления наибольшего вклада страны в глобальное потепление, начиная с определенного базового года, на минимальный вклад этой страны в глобальное потепление, начиная с определенного базового года. Выбор между базовыми годами 1750, 1900, 1950 и 1990 имеет большое значение для большинства стран.^{[140]:17–18} В рамках G8 группа стран, наиболее значима для Великобритании, Франции и Германии. Эти страны имеют долгую историю CO
2 выбросы (см. Накопленные и исторические выбросы ).

Годовые выбросы

Антропогенные выбросы парниковых газов на душу населения по странам в 2000 г., включая изменения в землепользовании.

Ежегодные выбросы на душу населения в промышленно развитых странах обычно в десять раз превышают средний уровень выбросов в развивающихся странах.^[99]:144 Благодаря быстрому экономическому развитию Китая его годовые выбросы на душу населения быстро приближаются к уровням Приложение I группа Киотского протокола (т. е. развитые страны за исключением США).^[144] Другие страны с быстрорастущими выбросами: Южная Корея, Иран и Австралия (которые, помимо богатых нефтью стран Персидского залива, в настоящее время имеют самый высокий уровень выбросов на душу населения в мире). С другой стороны, годовые выбросы на душу населения в странах ЕС-15 и США постепенно снижаются.^[144] Выбросы в России и Украина снизились быстрее всего с 1990 года из-за экономической реструктуризации в этих странах.^[145]

Статистика энергетики для быстрорастущих экономик менее точна, чем для промышленно развитых стран. Для годовых выбросов Китая в 2008 г. Нидерландское агентство по оценке окружающей среды оценил диапазон неопределенности около 10%.^[144]

В след парниковых газов относится к выбросам в результате создания продуктов или услуг. Он более всеобъемлющий, чем обычно используемый углеродный след, который измеряет только углекислый газ, один из многих парниковых газов.

2015 год стал первым годом, когда наблюдался как общий рост мировой экономики, так и сокращение выбросов углерода.^[146]

Страны-эмитенты

Глобальный выбросы углекислого газа по странам в 2015 г.

40 стран с наибольшим уровнем выбросов парниковых газов, включая выбросы из всех источников, включая расчистку земель и лесное хозяйство, а также CO₂ компонент, за исключением этих источников. Включены показатели на душу населения. «Данные Института мировых ресурсов».. Обратите внимание, что показатели Индонезии и Бразилии намного выше, чем на графиках, просто показывающих использование ископаемого топлива.

Ежегодный

В 2009 году на долю десяти ведущих стран-эмитентов приходилось около двух третей мирового годового объема выбросов, связанных с энергетикой. CO
2 выбросы.^[147]

Топ-10 годовых CO
2 эмитентов на 2017 год^[148]

Страна	% от общемирового годовые выбросы	Всего в 2017 году выбросы CO2 (килотонны)[149]	Тонны парниковых газов на душу населения[150]
Китай	29.3	10,877,217	7.7
Соединенные Штаты	13.8	5,107,393	15.7
Индия	6.6	2,454,773	1.8
Россия	4.8	1,764,865	12.2
Япония	3.6	1,320,776	10.4
Германия	2.1	796,528	9.7
Южная Корея	1.8	673,323	13.2
Иран	1.8	671,450	8.2
Саудовская Аравия	1.7	638,761	19.3
Канада	1.7	617,300	16.9

Воспроизвести медиа

История человеческой цивилизации. Автор ПИК

Встроенные выбросы

Этот раздел должен быть обновлено. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. (Декабрь 2019 г.)

Один из способов объяснить выбросы парниковых газов - это измерить встроенные выбросы (также называемые «воплощенные выбросы») потребляемых товаров. Выбросы обычно измеряются по производству, а не по потреблению.^[151] Например, в основных международных договор по изменению климата ( РКИК ООН ), страны сообщают о выбросах, произведенных на их территории, например о выбросах от сжигания ископаемого топлива.^{[141]:179[152]:1} При производственном учете выбросов встроенные выбросы от импортируемых товаров относятся на страну-экспортер, а не на страну-импортер. При учете выбросов на основе потребления встроенные выбросы от импортируемых товаров относятся к стране-импортеру, а не к стране-экспортеру.

Дэвис и Калдейра (2010)^[152]:4 обнаружили, что значительная часть CO
2 выбросы продаются на международном уровне. Чистый эффект торговли заключался в экспорте выбросов из Китая и других развивающихся рынков потребителям в США, Японии и Западной Европе. Основываясь на данных о годовых выбросах за 2004 год и на основе потребления на душу населения, было установлено, что в топ-5 стран-источников выбросов (в тCO
2 на человека в год): Люксембург (34,7), США (22,0), Сингапур (20,2), Австралия (16,7) и Канада (16,6).^[152]:5 Исследование Carbon Trust показало, что примерно 25% всех CO
2 выбросы в результате деятельности человека «перетекают» (т.е. импортируются или экспортируются) из одной страны в другую. Было обнаружено, что основные развитые страны обычно являются чистыми импортерами воплощенных выбросов углерода - при этом выбросы потребления в Великобритании на 34% превышают производственные выбросы, а Германия (29%), Япония (19%) и США (13%) также являются значительными нетто-импортерами выбросов углерода. воплощенные выбросы.^[153]

Эффект политики

Этот раздел должен быть обновлено. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. (Декабрь 2019 г.)

Правительства приняли меры по сокращению выбросов парниковых газов до смягчить изменение климата. Оценка эффективности политики включала работу межправительственная комиссия по изменению климата,^[154] Международное энергетическое агентство,^[155][156] и Программа ООН по окружающей среде.^[157] Политика, осуществляемая правительствами, включала^{[158][159][160]} национальные и региональные цели по сокращению выбросов, продвижение энергоэффективность, и поддержка Возобновляемая энергия переход например, солнечная энергия как эффективное использование возобновляемой энергии, потому что солнечная энергия использует энергию солнца и не выделяет загрязняющие вещества в воздух.

Страны и регионы, перечисленные в Приложении I к Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН) (т.е. ОЭСР и страны с бывшей плановой экономикой Советского Союза) обязаны представлять в РКИК ООН периодические оценки действий, которые они предпринимают для решения проблемы изменения климата.^[160]:3 Анализ РКИК ООН (2011 г.)^[160]:8 предположил, что политика и меры, предпринятые Сторонами, включенными в приложение I, могли дать сокращение выбросов в размере 1,5 тыс. Tg CO
2-eq в 2010 году, при этом наибольшая экономия была получена в энергетический сектор. Прогнозируемая экономия выбросов 1,5 тыс. Тг. CO
2-eq сравнивается с гипотетическим "исходный уровень выбросов в соответствии с Приложением I, т.е. прогнозируемые выбросы в соответствии с Приложением I при отсутствии политики и мер. Общая прогнозируемая экономия по Приложению I составляет 1,5 тыс. CO
2-экв не включает сокращение выбросов в семи Сторонах, включенных в приложение I.^[160]:8

Прогнозы

Этот раздел должен быть обновлено. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. (Декабрь 2019 г.)

Был составлен широкий спектр прогнозов будущих выбросов.^[161] Rogner et al. (2007)^[162] оценил научную литературу по прогнозам парниковых газов. Rogner et al. (2007)^[163] пришел к выводу, что, если энергетическая политика не изменится существенно, мир будет продолжать зависеть от ископаемого топлива до 2025–2030 годов. Согласно прогнозам, более 80% мировой энергии будет поступать из ископаемого топлива. Этот вывод был основан на «большом количестве доказательств» и «высоком согласии» в литературе.^[163] Прогнозируемая годовая энергетическая CO
2 выбросы в 2030 г. были на 40–110% выше, чем в 2000 г., причем две трети прироста приходятся на развивающиеся страны.^[163] Прогнозируемые годовые выбросы на душу населения в регионах развитых стран оставались существенно ниже (2,8–5,1 тонны CO
2), чем в регионах развитых стран (9,6–15,1 т CO
2).^[164] Прогнозы неизменно показывают увеличение ежегодных мировых выбросов "Киото" газы,^[165] измеряется в CO
2-эквивалент ) к 2030 г. на 25–90% по сравнению с 2000 г.^[163]

Относительный CO
2 выбросы от различных видов топлива

Один литр бензина при использовании в качестве топлива дает 2.32 кг (около 1300 литров или 1,3 кубических метра) углекислого газа, парникового газа. Один галлон США дает 19,4 фунта (1291,5 галлона или 172,65 кубических футов).^{[166][167][168]}

Выбросы парниковых газов из источников энергии в течение жизненного цикла

2011 год IPCC отчет включал обзор литературы по полному жизненному циклу многочисленных источников энергии CO
2 выбросы. Ниже приведены CO
2 значения выбросов, упавшие на 50-е процентиль всех обследованных исследований.^[170]

Удаление из атмосферы

Естественные процессы

Парниковые газы могут быть удален из атмосферы различными процессами, как следствие:

• физическое изменение (конденсация и осадки удаляют водяной пар из атмосферы).
• химическая реакция в атмосфере. Например, метан - это окисленный путем реакции с встречающимися в природе гидроксильный радикал, ОЙ· и деградировал до CO
  2 и водяной пар (CO
  2 от окисления метана не входит в состав метана Потенциал глобального потепления ). Другие химические реакции включают химию раствора и твердой фазы, происходящую в атмосферных аэрозолях.
• физический обмен между атмосферой и другими компонентами планеты. Примером может служить смешивание атмосферных газов с океанами.
• химическое изменение на границе между атмосферой и другими компонентами планеты. Это случай для CO
  2, который уменьшается на фотосинтез растений, который после растворения в океанах реагирует с образованием угольная кислота и бикарбонат и карбонат ионы (см. закисление океана ).
• а фотохимическое изменение. Галоуглероды диссоциированы УФ свет высвобождает Cl· и F· в качестве свободные радикалы в стратосфера с вредным воздействием на озон (галоидоуглероды обычно слишком стабильны, чтобы исчезнуть в результате химической реакции в атмосфере).

Отрицательные выбросы

Ряд технологий удаляют выбросы парниковых газов из атмосферы. Наиболее широко анализируются те, которые удаляют углекислый газ из атмосферы либо в геологические образования, такие как биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода и улавливание двуокиси углерода в воздухе,^[171] или в почву, как в случае с biochar.^[171] МГЭИК указала, что многие модели долгосрочных климатических сценариев требуют крупномасштабных антропогенных отрицательных выбросов, чтобы избежать серьезных изменений климата.^[172]

История научных исследований

В конце 19 века ученые экспериментально обнаружили, что N
₂ и О
₂ не поглощают инфракрасное излучение (называемое в то время «темным излучением»), а вода (как настоящий пар, так и конденсированная в виде микроскопических капель, взвешенных в облаках) и CO
2 и другие многоатомные газовые молекулы действительно поглощают инфракрасное излучение.^{[нужна цитата ]} В начале 20 века исследователи поняли, что парниковые газы в атмосфере делают общую температуру Земли выше, чем она была бы без них. В конце 20 века научный консенсус Выяснилось, что увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере вызывает существенное повышение глобальной температуры и изменения других частей климатической системы,^[173] с последствия для среда и для человеческое здоровье.

Смотрите также

Рекомендации

Библиография

• Blasing, T.J. (Февраль 2013), Текущая концентрация парниковых газов, Дои:10.3334 / CDIAC / atg.032
• РГ1 ТДО МГЭИК (2001), Houghton, J.T .; Ding, Y .; Григгс, Д.Дж .; Noguer, M .; van der Linden, P.J .; Дай, X .; Maskell, K .; Джонсон, К.А. (ред.), Изменение климата 2001: научная основа, Вклад Рабочей группы I (WG1) в Третий оценочный отчет (TAR) Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), Cambridge University Press, ISBN  978-0521807678, заархивировано из оригинал 15 декабря 2019 г., получено 18 декабря 2019 (pb: ISBN  0521014956)
• AR4 WG1 МГЭИК (2007), Соломон, С .; Qin, D .; Manning, M .; Chen, Z .; Marquis, M .; Аверит, К.Б .; Тиньор, М .; Миллер, Х.Л. (ред.), Изменение климата 2007: основы физических наук - вклад Рабочей группы I (WG1) в Четвертый оценочный отчет (AR4) Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), Издательство Кембриджского университета, ISBN  978-0521880091 (pb: ISBN  978-0521705967)
• Rogner, H.-H .; Чжоу, Д .; Bradley, R .; Crabbé, P .; Edenhofer, O .; Заяц, Б .; Kuijpers, L .; Ямагути, М. (2007), Б. Мец; ИЛИ ЖЕ. Дэвидсон; П. Р. Бош; Р. Дэйв; Л.А. Мейер (ред.), Изменение климата 2007: Смягчение. Вклад Рабочей группы III в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата, Издательство Кембриджского университета, ISBN  978-0521880114, заархивировано из оригинал 21 января 2012 г., получено 14 января 2012

внешняя ссылка

• Информационно-аналитический центр по двуокиси углерода (CDIAC), Министерство энергетики США, получено 26 июля 2020
• Официальные данные о выбросах парниковых газов в развитых странах от РКИК ООН
• Парниковый газ в Керли
• Годовой индекс парниковых газов (AGGI) из NOAA
• Атмосферные спектры парниковых газов и других газовых примесей

Выбросы углекислого газа

• NOAA CMDL CCGG - Интерактивная визуализация атмосферных данных NOAA CO
  2 данные
• Информационно-аналитический центр по двуокиси углерода (CDIAC)
• Орбитальная углеродная обсерватория НАСА