Парниковые газы – глобальная проблема, ставящая под угрозу благополучие всей планеты. Каких видов они бывают и каким образом с ними можно бороться?
Удерживая тепло от солнца, парниковые газы поддерживают на Земле климат, пригодный для жизни людей и миллионов других видов живых существ. Но в настоящее время количество этих газов стало слишком велико, и это может радикально повлиять на то, какие организмы и в каких регионах смогут выживать на нашей планете.
Атмосферные уровни парниковых газов в настоящее время выше, чем когда-либо за последние 800 000 лет, и произошло это главным образом потому, что люди производят их в огромном количестве путем сжигания ископаемого топлива. Газы поглощают солнечную энергию и удерживают тепло близко к поверхности Земли, не позволяя ему уйти в космос. Эта задержка тепла называется парниковым эффектом.
Теория парникового эффекта стала формироваться еще в 19 веке. В 1824 году французский математик Жозеф Фурье рассчитал, что Земля была бы намного холоднее, если бы у нее не было атмосферы. В 1896 году шведский ученый Сванте Аррениус впервые установил связь между увеличением выбросов углекислого газа от сжигания ископаемого топлива и эффектом потепления. Спустя почти столетие американский климатолог Джеймс Э. Хансен заявил Конгрессу, что «парниковый эффект обнаружен и уже меняет наш климат».
Сегодня «изменение климата» – это термин, который ученые используют для описания сложных изменений, вызванных концентрациями парниковых газов, которые оказывают влияние на погодные и климатические системы нашей планеты. Изменение климата включает в себя не только повышение средних температур, которое мы называем глобальным потеплением, но также экстремальные погодные явления, изменение популяций и мест обитания диких животных, повышение уровня моря и ряд других явлений.
По всему миру правительства и организации, такие как Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) – орган Организации Объединенных Наций, который отслеживает последние научные данные по вопросу изменения климата, – измеряют уровень выбросов парниковых газов, оценивают их воздействие на планету и предлагают решения сложившейся ситуации.
Основные виды парниковых газов и их источники
Углекислый газ (CO2). Углекислый газ является основным видом парниковых газов – он составляет около 3/4 всех выбросов. Углекислый газ может задерживаться в атмосфере на тысячи лет. В 2018 году в погодной обсерватории на вершине вулкана Мауна-Лоа на острове Гавайи было зафиксировано самое высокое среднемесячное значение уровня углекислого газа – 411 частиц на миллион. Выбросы углекислого газа в основном происходят из-за сжигания органических материалов: угля, нефти, газа, древесины и твердых отходов.
Метан (CH4). Метан является основным компонентом природного газа и выделяется на свалках, в газовой и нефтяной промышленности, а также в сельском хозяйстве (особенно из пищеварительных систем травоядных животных). По сравнению с углекислым газом, молекулы метана задерживаются в атмосфере ненадолго – примерно на 12 лет, – но они по меньшей мере в 84 раза более активны. На долю метана приходится около 16% всех выбросов парниковых газов.
Оксид азота (N2O). Оксид азота составляет относительно небольшую долю от глобальных выбросов парниковых газов – около 6%, – но он в 264 раз мощнее, чем углекислый газ. По данным МГЭИК, он может задерживаться в атмосфере на сотню лет. Сельское хозяйство и животноводство, включая удобрения, навоз, сжигание сельскохозяйственных отходов, а также сжигание топлива являются крупнейшими источниками выбросов оксида азота.
Промышленные газы. Группа промышленных, или фторированных газов включает в себя такие составляющие, как гидрофторуглероды, перфторуглероды, хлорфторуглероды, гексафторид серы (SF6) и трифторид азота (NF3). Эти газы составляют всего 2% от всех выбросов, но они имеют потенциал улавливания тепла в тысячи раз больше, чем углекислый газ, и остаются в атмосфере в течение сотен и тысяч лет. Фторированные газы используются в качестве охладителей, растворителей и иногда встречаются в качестве побочных продуктов производства.
Другие парниковые газы включают водяной пар и озон (O3). Водяной пар на самом деле является самым распространенным парниковым газом, но он не отслеживается так же, как остальные виды парниковых газов, потому что он не выделяется как результат непосредственно человеческой деятельности и его влияние не вполне изучено. Аналогичным образом, приземный (он же – тропосферный) озон не выделяется напрямую, а возникает в результате сложных реакций среди загрязняющих веществ в воздухе.
Эффекты парниковых газов
Скопление парниковых газов имеет долгосрочные последствия для окружающей среды и здоровья человека. Помимо того, что парниковые газы вызывают изменение климата, они также провоцируют распространение респираторных заболеваний, вызванных смогом и загрязнением воздуха.
Экстремальные погодные условия, перебои с поставками продовольствия и увеличение количества пожаров – это тоже последствия изменения климата, вызванного парниковыми газами.
В будущем из-за парниковых газов привычные для нас погодные условия изменятся; некоторые виды живых существ исчезнут; другие будут мигрировать или расти в численности.
Как уменьшить выбросы парниковых газов
Практически каждый сектор мировой экономики – от производства различной продукции до сельского хозяйства, от транспорта до электроэнергетики – выделяет в атмосферу парниковые газы. Если мы хотим избежать худших последствий изменения климата, все они должны перейти с ископаемого топлива на более безопасные источники энергии. Страны всего мира признали эту реальность в Парижском климатическом соглашении 2015 года.
20 стран мира во главе с Китаем, США и Индией производят по меньшей мере три четверти мировых выбросов парниковых газов. Ведение эффективной политики по сокращению выбросов парниковых газов в этих странах особенно необходимо.
По сути, технологии снижения выбросов парниковых газов уже существуют. Они включают в себя использование возобновляемых источников энергии вместо ископаемых видов топлива, повышение эффективности энергопотребления и снижение выбросов углекислого газа путем введения за них платы.
Фактически, сейчас у нашей планеты осталась только 1/5 часть от ее «углеродного бюджета» (составляющего 2,8 триллионов метрических тонн) – максимально допустимого количества углекислого газа, которое может попасть в атмосферу, не вызывая при этом повышение температуры более чем на два градуса.
Чтобы остановить прогрессирующее глобальное потепление, потребуется нечто большее, чем просто отказ от ископаемого топлива. По мнению МГЭИК, в основе должно лежать применение методов всасывания углекислого газа из атмосферы. Так, необходима посадка новых деревьев, сохранение существующих лесов и лугов, а также улавливание углекислого газа с электростанций и заводов.
Вероника Кузьмина
Источник: National Geographic