Toplogredni plin je mešanica več prozornih atmosferskih plinov, ki praktično ne dopuščajo toplotnega sevanja Zemlje skozi. Povečanje njihove koncentracije vodi do globalnih in nepopravljivih podnebnih sprememb. Obstaja več vrst velikih toplogrednih plinov. Koncentracija v ozračju vsakega od njih na svoj način vpliva na toplotni učinek.
Glavne vrste
Obstaja več vrst plinastih snovi, povezanih z najpomembnejšimi toplogrednimi plini:
- vodna para;
- ogljikov dioksid;
- dušikov oksid;
- metan;
- freoni;
- PFC (perfluoroogljikovodiki);
- HFC (hidrofluoroogljikovodiki);
- SF6 (žveplov heksafluorid).
Ugotovljenih je bilo približno 30 vrst plinov, kar vodi do toplogrednega učinka. Vpliv na zemeljske toplotne procese ima vpliv na količino in moč delovanja ene molekule. Po naravi pojava v atmosferi so toplogredni plini razdeljeni na naravne in umetne.
Vodna para
Pogost toplogredni plin je vodna para. Njegova količina v Zemljini atmosferi presega koncentracijo ogljikovega dioksida. Vodna para ima naravni izvor: zunanji dejavniki ne morejo vplivati na njeno povečanje okolja. Uravnava število molekul temperature vodne pare oceanov in zraka.
Pomembna lastnost vodne pare je obratno pozitivno razmerje z ogljikovim dioksidom. Ugotovljeno je bilo, da se učinek tople grede, ki ga povzroča sproščanje ogljikovega dioksida, približno podvoji zaradi učinkov molekul vodne pare.
Tako je vodna para kot toplogredni plin močan katalizator antropogenega klimatskega segrevanja. Vredno je razmisliti o njegovem vplivu na toplogredne procese le v povezavi z lastnostmi pozitivne vezi z ogljikovim dioksidom. Samo vodna para ne vodi do takšnih globalnih sprememb.
Ogljikov dioksid
Zaseda vodilno mesto med toplogrednimi plini antropogenega izvora. Ugotovljeno je bilo, da je približno 65% globalnega segrevanja povezano s povečanimi emisijami ogljikovega dioksida v Zemljino atmosfero. Glavni dejavnik povečanja koncentracije plina je seveda industrijska in tehnična dejavnost človeka.
Izgorevanje goriva zaseda prvo mesto (86% vseh emisij ogljikovega dioksida) med viri izpustov ogljikovega dioksida v ozračje. Drugi razlogi vključujejo kurjenje biološke mase - predvsem gozdov - in industrijske emisije.
Ogljikov toplogredni plin je najučinkovitejši dejavnik globalnega segrevanja. Po vstopu v ozračje ogljikov dioksid skozi vse svoje plasti naredi dolgo pot. Čas, potreben za odstranitev 65% ogljikovega dioksida iz zračne lupine, se imenuje učinkovito obdobje bivanja. Toplogredni plini v ozračju v obliki ogljikovega dioksida obstajajo 50–200 let. Visoko trajanje prisotnosti ogljikovega dioksida v okolju igra pomembno vlogo pri procesih toplogrednega učinka.
Metan
V ozračje vstopa na naraven in ustvarjen človek način. Kljub dejstvu, da je njegova koncentracija veliko nižja od količine ogljikovega dioksida, metan deluje kot pomembnejši toplogredni plin. 1 molekula metana je v mehanizmu toplogrednega učinka ocenjena 25-krat močneje od molekule ogljikovega dioksida.
Trenutno ozračje vsebuje približno 20% metana (od 100% toplogrednih plinov). Umetni metan vstopa v zrak zaradi industrijskih emisij. Prekomerno razpadanje organskih snovi in prekomerno izgorevanje gozdne biomase velja za naravni mehanizem tvorbe plinov.
Dušikov oksid (I)
Dušikov oksid velja za tretji najpomembnejši toplogredni plin. Ta snov negativno vpliva na ozonsko plast. Ugotovljeno je bilo, da približno 6% toplogrednega učinka nastane zaradi monovalentnega dušikovega oksida. Spojina deluje 250-krat močneje od ogljikovega dioksida.
Diazot monoksid se v naravni atmosferi pojavi v Zemljini atmosferi. Ima pozitiven odnos do ozonske plasti: večja je koncentracija oksida, višja je stopnja uničenja. Po eni strani zmanjšanje ozona zmanjšuje procese toplogrednih učinkov. Obenem je radioaktivno sevanje veliko bolj nevarno za planet. Vloga ozona pri globalnem segrevanju se preučuje, mnenja strokovnjakov o tej temi pa so deljena.
PFU in HFC
Ogljikovodiki z delno substitucijo fluora v strukturi molekule so toplogredni plini antropogenega izvora. Vpliv takih snovi na procese globalnega segrevanja v agregatu je približno 6%.
PFC v ozračje vstopajo kot posledica proizvodnje aluminija, električne opreme in topil različnih snovi. HFC so spojine, v katerih je vodik delno substituiran s halogeni. Uporabljajo se v proizvodnji in v aerosolih za nadomestitev snovi, ki tanjšajo ozonsko plast. Imajo velik potencial za globalno segrevanje, vendar so varnejši za Zemljino atmosfero.
Žveplov heksafluorid
Uporablja se kot izolacijska snov v elektroenergetski industriji. Spojine ponavadi dolgo obstajajo v plasteh atmosfere, kar vodi do dolge in obsežne absorpcije infrardečih žarkov. Tudi majhna količina žveplovega heksafluorida bo v prihodnosti pomembno vplivala na podnebje.
Učinek tople grede
Proces lahko opazimo ne samo na Zemlji, temveč tudi na sosednji Veneri. Trenutno njeno ozračje v celoti sestoji iz ogljikovega dioksida, kar je povzročilo zvišanje površinske temperature na 475 stopinj. Strokovnjaki so prepričani, da so se oceani pomagali izogniti isti usodi Zemlje: delno absorbirajo ogljikov dioksid, pomagajo ga odstraniti iz okoliškega zraka.
Emisije toplogrednih plinov v ozračje blokirajo dostop do toplotnih žarkov, kar vodi do zvišanja temperature na Zemlji. Globalno segrevanje je polno resnih posledic v obliki povečanja območja svetovnega oceana, povečanja naravnih nesreč in padavin. Obstoj vrst v obalnih območjih in na otokih postaja ogrožen.
OZN je leta 1997 sprejel Kjotski protokol, ki je bil ustvarjen z namenom nadzora količine emisij na ozemlju vsake države. Okoljevarstveniki so prepričani, da problema globalnega segrevanja v celoti ne bo mogoče rešiti, vendar je še vedno mogoče znatno omiliti tekoče procese.
