Jaká je síla plynů měnících klima

31. května 2016 | Rubrika: Co bychom měli vědět o vodě , Prevence povodní, voda v krajině

ČIŽP - nadměrný kouř

Pojmem skleníkové plyny označujeme ty plyny, které absorbují a uvolňují tepelné elektromagnetické záření. O míře vlivu nejdůležitějších z nich píše ekologický portál memza.cz.

Třemi nejvýznamnějšími skleníkovými plyny je trojice: oxid uhličitý, metan a oxid dusný. Růst jejich koncentrací v atmosféře je klíčovým spouštěčem globální klimatické změny. Podíl jednotlivých plynů na změnách klimatu ovlivňuje především nárůst jejich atmosférické koncentrace, která od začátku průmyslové éry u všech tří plynů roste.

V roce 2011 byla průměrná koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře 391 částic z milionu (označovaných ppm), což je nárůst o 41 % oproti roku 1750, který je považován za začátek průmyslové éry. Podle měření bublinek vzduchu z ledovcových vrtů byla v té době jeho koncentrace 278 ppm. [1] Průměrný roční přírůstek činil v období od roku 1960 až 2005 1,4 ppm. Hlavními trendy koncentrace oxidu uhličitého jsou 1) dlouhodobý nárůst a 2) sezónní cykly v důsledku fotosyntézy a dýchání organismů. Zdroje zodpovědné za nárůst koncentrací oxidu uhličitého jsou spalování fosilních paliv a odlesňování.

V roce 2011 byla koncentrace metanu v atmosféře 1803 částic z miliardy (označovaných ppb) což je několikanásobný nárůst od začátku průmyslové éry, kdy byla jeho koncentrace pouze 722 ppb. [2]Předpokládá se ale, že lidský vliv na globální koloběh metanu začal ještě o tisíce let dříve. Vývoj koncentrací atmosférického metanu má proměnlivý charakter. Zatímco od začátku osmdesátých let do roku 1998 docházelo ke snižování ročního přírůstku metanu, od roku 1999 do roku 2006 byla průměrná globální atmosférická koncentrace metanu stabilizovaná. Od roku 2007 do roku 2011 obsah metanu v atmosféře opět roste. [3] Zatím nebylo dosaženo vědecké shody na tom, proč tomu tak je. Tým amerických vědců z NOAA tvrdí, že globální emise jsou konstantní a pokles v roční míře přírůstku byl způsoben vyššími ztrátami hydroxidovými radikály, které metan rozkládají. [4] Další vědecké týmy však mají jiné hypotézy. Ze sledování stabilních izotopů uhlíku metanu vyplývá, že k poklesu ročního přírůstku metanu by mohlo docházet vlivem poklesu emisí biogenně produkovaného metanu. [5] Další vysvětlení tvrdí, že pokles míry ročního přírůstku byl způsoben snížením emisí z těžby a distribuce zemního plynu, protože docházelo k simultánnímu poklesu atmosférické koncentrace etanu, jehož jediným významným zdrojem jsou emise zemního plynu. [6] Pokud zvážíme všechny tyto nejistoty a potenciálně zdroje jako těžba nekonvenčních fosilních paliv a metan uvězněný v permafrostu, jsou jakékoliv předpovědi budoucích koncentrací metanu velmi nejisté.

V roce 2011 dosáhla koncentrace oxidu dusného v atmosféře 324 ppb a od začátku průmyslové éry, kdy byla 270 ppb, stoupla o 20 %. Měření izotopického složení oxidu dusného v ledovcových vrtech naznačuje, že koncentrace oxidu dusného roste od 50. let 20. století v důsledku používání syntetických dusičnanových hnojiv. [7] Od začátku systematického měření oxidu dusného v atmosféře roste jeho koncentrace v průměru o 0,75 ppb za rok. Průměrná atmosférická koncentrace oxidu dusného vykazuje vedle dlouhodobého růstu sezónní cykly. Tyto cykly nejsou způsobeny rozdílnými emisemi, ale výměnou vzduchu mezi troposférou a stratosférou.

Schopnost různých skleníkových plynů přispět ke klimatické změně ovlivňuje vedle atmosférických koncentrací také jejich efektivita. Jako metrický nástroj převádění efektu různých skleníkových plynů na společnou stupnici slouží potenciál globálního oteplení (global worming potentials neboli zkráceně GWP). Ten krom efektivity molekul absorbovat infračervené záření započítává dobu setrvání plynu v atmosféře a zpětné vazby emisí plynu na chemismus atmosféry. Potenciál globálního oteplení je definován jako „v daném čase vypočtené radiační působení konkrétního skleníkového plynu v poměru k radiačnímu působení stejné hmotnosti oxidu uhličitého.“

Efekt stejné hmotnostní jednotky metanu i oxidu dusného na oteplení je výrazně vyšší než u oxidu uhličitého. V Páté hodnotící zprávě Mezivládního panelu pro klimatické změny byl přehodnocen potenciál globálního oteplení metanu.[8] Nový potenciál metanu vzrostly ze 72 na 86 ve dvacetileté perspektivě a z 25 na 34 ve stoleté perspektivě. Tudíž metan je považován za ještě významnější skleníkový plyn, než tomu bylo dříve. Efekt oxidu dusného je ještě silnější. Potenciál globálního oteplení oxidu dusného je 268 ve dvacetileté perspektivě a 298 ve stoleté perspektivě.

Zdroje:

[1] Etheridge D.M., Steele L.P., Langenfelds R.L., Francey R.J., Barnola J.M., Morgan V.I. (1996): Natural and anthropogenic changes in atmospheric CO2 over the last 1000 years from air in Antarctic ice and firn. J. Geophys. Res. Atmos. 101: 4115–4128.

[2] Dlugokencky E.J. et al. (2005): Conversion of NOAA atmospheric dry air CH4 mole fractions to a gravimetrically prepared standard scale. J. Geophys. Res. Atmos., 110: D18306.

[3] Dlugokencky E.J. et al. (2009): Observational constraints on recent increases in the atmospheric CH4 burden.Geophys. Res. Lett. 36(18): L18803.

[4] Dlugokencky E.J., Houweling S., Bruhwiler L., Masarie K.A., Lang P.M., Miller J.B., Tans P.P. (2003): Atmospheric methane levels off: Temporary pause or a new steady-state?. Geophys. Res. Lett. 30(19): 1992.

[5] Kai F.M., Tyler S.C., Randerson J.T., Blake D.R. (2011): Reduced methane growth rate explained by decreased Northern Hemisphere microbial sources. Nature 476: 194-197.

[6] Simpson I.J., Andersen M.P.S., Meinardi S., Bruhwiler L., Blake N.J., Helmig D., Rowland F.S., Blake D.R. (2012): Long-term decline of global atmospheric ethane concentrations and implications for methane. Nature 488: 490 – 494.

[7] Ishijima K. et al. (2007): Temporal variations of the atmospheric nitrous oxide concentration and its delta N-15 and delta O-18 for the latter half of the 20th century reconstructed from firn air analyses. J. Geophys. Res. Atmos. 112: D03305.

[8] Myhre G. et al. (2013): Anthropogenic and Natural Radiative Forcing. In: Stocker T.F. et al. (eds.) Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of WGI to the 5AR of the IPCC. Cambridge University Press, pp. 659-740.

Zdroj: www.memza.cz, ilustrační foto archiv Naše voda

Související rubriky: Co bychom měli vědět o vodě, Prevence povodní, voda v krajině, Statistiky a kauzy