Környezetvédelem | Levegőtisztaság » Az üvegházhatásról

Az üvegházhatásról Az üvegházhatás a légkör hő visszatartó képessége. Fokozatosan nő a légkörben azoknak a gázoknak a mennyisége, amelyek az üvegházhatást előidézik. Az 1960-as évekig a levegő vízgőztartalma mellett főleg a szén-dioxid, valamint a metán, az ózon, a dinitrogén-oxid játszott szerepet a légkör hővisszatartó tevékenységében. Ezt követően viszont a freonok szerepe erősen megnövekedett. A közeli jövőben a szén-dioxid és a melléje felsorakozó többi, termelés során keletkező gáz üvegházhatása akár egyforma jelentőségűvé válhat. Milyen veszélyek fenyegetik a Földet az üvegházhatás növekedése miatt? Amennyiben az üvegházhatású gázok kibocsátása az utóbbi évek ütemében folyna tovább, - számítások szerint - 2030-ra a Föld átlaghőmérséklete 3 - 6 °C-kal emelkedne meg. A hőmérséklet növekedése mellett jelentősen (akár 30 %-kal is) csökkenne a csapadék évi mennyisége. 1 - 2

°C-os évi középhőmérséklet-növekedés 100 év alatt 40 cm-rel emelné meg a világtenger szintjét az elolvadó jégtömegek miatt. Az üvegházhatásért felelős legfontosabb gázok átlagos koncentrációja a Föld légkörében (ppm): Széndioxid Nitrogénoxidok Freonok Ózon Metán Iparosítás előtt 290 0,28 0 0,70 1980 339 0,30 0,0015 0,03 1,55 1993 363 0,31 0,0017 0,0030 0,035 1,70 Becslés 2030ra 450 0,50 0,0035 0,0060 0,04 2,4 - 2,9 Gáz Szén-dioxid Nitrogénoxidok Freonok Ózon A felmelegedéshez A felmelegedéshez való hozzájárulása való hozzájárulása 2000-ig 2050-ig Középhőmérsékletet növelő hatása 2050-ig 42 - 46 % 51 - 60 % 1,5 - 6 °C 3-4% 6-9% 0,25 - 1,0 °C 30 - 35 % 20 - 23 % 0,3 - 0,7 °C 14 % . 0,8 °C (a troposzférában) Metán 6 - 12 % 3 - 23 % 0,3 °C Amikor kisüt a nap, az üvegházban rövid idő alatt felforrósodik a levegő. Ha meg akarjuk óvni növényeinket, szellőztetni

kell. Mi okozza a gyors hőmérsékletemelkedést? Az üvegház fala (az üveg) átengedi a napból érkező rövid hullámhosszú sugarakat. Ez a beérkező energia az üvegház talajában elnyelődik és hővé alakul át. Ennek a hőnek egy részét a talajfelszín a levegőnek adja át, és így felmelegíti a vele szomszédos alsó légrétegeket. A hő más része az üvegházban levő víz elpárologtatására fordítódik, a többi pedig kisugárzás útján jut az üvegház levegőjébe, ahonnan azonban sugárzás útján nem tud kijutni. A talajfelszín kisugárzása ugyanis láthatatlan, nagyobb hullámhosszú hősugárzás. Ezt az üveg nem engedi át, hanem elnyeli és javarészt visszasugározza az üvegházba. Az így csapdába ejtett hő forrósítja fel az üvegház levegőjét. A Föld-légkör rendszer hasonlóképpen működik, csak a méretek és bizonyos alkotóelemek különböznek. A Nap szabad szemmel is látható sugárzása csaknem akadálytalanul éri el a

Föld felszínét. A felmelegedő felszín a Naptól kapott energiát az emberi szem számára már láthatatlan, infravörös sugárzás formájában bocsátja vissza a világűr felé. A Földnek ez a hőmérsékleti kisugárzása abba a hullámhossztartományba esik, amelyben egyes légköri nyomgázok, például a vízgőz (H2O), a szén-dioxid (CO2), a metán (CH4), a dinitrogén-oxid (N2O), a halogénezett szénhidrogének (CFC), vagy az ózon (03) jelentős sugárzáselnyelő képességgel rendelkeznek. Az üvegházhatást úgy mérhetjük meg, ha a bolygón megfigyelt felszíni hőmérsékletet összehasonlítjuk azzal a hőmérséklettel, amelyen a bolygó a napsugárzásból elnyelt energiát kisugározza. A Föld effektív sugárzási hőmérséklete mínusz 18 Celsius-fok, globális felszíni középhőmérséklete pedig 15 fok. Így a légköri üvegházhatás 33 fokkal melegíti fel a felszínt. A légköri üvegházhatás kialakításában az üvegházhatású gázok

eltérő mértékben vesznek részt. Legnagyobb szerepe a vízgőznek van, elsősorban a felhőzet révén A vízgőz 13 billió tonnára becsülhető légköri mennyiségét az ember csak más folyamatokon keresztül (párolgás, csapadékképződés), közvetve befolyásolhatja. A többi üvegházhatású gáz mennyisége jóval kisebb - összesen is csak 360-370 milliomod térfogatrészt (ppmv) képez. Ezért mennyiségüket az ember számottevően módosíthatja, befolyásolva így a Föld éghajlatát 2 Üvegházhatású gázok 1750-es koncentráció 1992-es koncentráció Radiative forcing (W/m ) Szén-dioxid 280 ppmv 355 ppmv 1.56 Metán 0.8 ppmv 1.72 ppmv 0.5 Dinitrogén-oxid 275 ppbv 310 ppbv 0.1 CFC-11 0 280 pptv 0.3 (az összes CFC) CFC-12 0 484 pptv 0.3 (az összes CFC) HCFCs/HFCs 0 n/a 0.05 Troposzférikus ózon n/a változó 0.2 - 06 Sztratoszférikus ózon n/a 300 Dobson egység -0.1 A szén-dioxid a Föld és atmoszférája sugárzási

mérlegében jelentős szerepet betöltő gáz. A viszonylag rövid hullámhosszú (látható és UV) napsugárzást szinte elnyelés nélkül átengedi a felszínre, ám a felszín felmelegedéséből származó hosszú hullámú (IR) sugárzást jelentős mértékben elnyeli, visszatartja, ezáltal az atmoszférát és a felszínt lassan, fokozatosan felmelegíti. A CO2 légköri mennyiségének csökkenése tehát lehűléshez, növekedése pedig felmelegedéshez vezet. Különböző modellek alapján vizsgálhatjuk a globális felmelegedés hatását, az eredmények a folyamat összetett volta miatt jelentős szórást mutatnak, érdekességképpen azért lássunk néhány adatot. Ha a szén-dioxid mennyisége 550 mg/kg-ra emelkedne, az 4 °C fokos átlagos felmelegedést eredményezne, a sarkok felett 13-14°C-kal, a trópusokon 1-2°C-kal nőne a hőmérséklet. A sarkok jégtakarójának olvadása, valamint az óceánok hőtágulása következtében az óceánok vízszintje

legalább 60 cm-rel (más modellek szerint több méterrel) emelkedne, ami a termékeny és sűrűn lakott parti sávok és folyótorkolatok környékének elöntését eredményezné, leszűkülne az emberiség élőhelye, számos emberi alkotás elpusztulna, sőt a folyamatok láncreakció-szerű működése előre nem látható problémákat is okozhatna. Ha nem tekintjük az óceánok szintjének megemelkedését, csak 1°C hőmérséklet-növekedést veszünk figyelembe, akkor is megváltozna a kultúrnövények termeszthetősége, az egyenlőtlen hőmérsékletemelkedés gyengítené a földi cirkulációt, ami a mérsékelt égöv szárazabbá válásához vezetne. Ezek az előrejelzések felhívják a figyelmet az antropogén éghajlatváltozás által okozható problémák súlyosságára, a folyamatok megismerésének és a beavatkozások elengedhetetlen mivoltára. A jelenség alapvető oka kettős: részben a tüzelésből származó CO2 egyre növekvő mennyiségű

kibocsátására, részben a CO2-t a légkörből megkötő növényzet (döntően a trópusi esőerdők) pusztítására vezethető vissza. A városok éghajlat-módosító hatásának, a városon belüli különbségek feltárásának óriási gyakorlati haszna a várostervezőkkel, a városgazdálkodással való potenciális együttműködésben nyilvánul meg, hiszen minden városátalakító tevékenységnél elsődleges cél a városlakók számára minél kellemesebb környezetet teremteni. A város ökológiai, környezeti vizsgálatai nem képzelhetők el a különböző beépítettségű, parkosított, ipari létesítményekkel rendelkező városrészek klimatikus viszonyainak ismerete nélkül. A jövőbeni tervezés számára is nélkülözhetetlen az éghajlati paraméterek figyelembe vétele. • Az üvegházhatás mechanizmusa Az üvegházhatás elnevezés arra a jelenségre utal, amellyel a Föld légköre csapdába ejti a Napból érkező elektromágneses

sugárzás egy részét. Az üvegházhatást okozó gázok nagyrészt természetes összetevőkből állnak, mint a vízgőz, a szén-dioxid, a metán, a nitrogén-oxidok, amelyek a földi élet kialakulásához és fennmaradásához is nagymértékben hozzájárulnak. A tudósok az utóbbi időben rájöttek, hogy az üvegházhatású gázok az elégetett fosszilis anyagokból, a felégetett területekről és a különböző mezőgazdasági tevékenységekből is származnak, amelyek elősegíthetik a légkör felmelegedését. Sok klímaszakértő hisz abban, hogy a globális felmelegedés mértéke 10 évenként 0,3 °C lehet, ha a jelenlegi kibocsátás folytatódik. Ebben az ütemben a hőmérséklet +1°C-kal emelkedne 2025-re, a XXI. század végére pedig elérné a +3°C-os emelkedést Nehéz megjósolni a felmelegedés pontos mértékét, mert az üvegházhatást sokféle természeti jelenség befolyásolja, így az óceánok áramlásai, a felhőképződés, amelyeket még

nem ismerünk igazán. A jelenlegi kutatások megerősítik a klíma komplexitását. A legújabb felfedezések a helyi levegőszennyeződés és az ózonréteg elvékonyodására mutatnak, a számítógépes modellek alacsonyabb szintű felmelegedést jósolnak (1). • Az üvegházhatású gázok mennyiségi megoszlása a légkörben Jól látható, hogy az üvegházhatás kialakításáért a legnagyobb mértékben a szén-dioxid tehető felelőssé. Sok a bizonytalanság az éghajlatváltozás kutatásában, mégis egyértelmű, hogy a széndioxid koncentrációja látványosan emelkedett az ipari forradalom óta Az itt megbecsült üvegházhatású gázkibocsátás antropogén (emberi) szén-dioxidforrásokon alapul (pl. belső égésű motorok, erdőirtások, cementipar). A metán a mocsarak feltöltődéséből, a szénbányászatból, kőolaj és földgáz előállításból, a rizsföldekről és az állattenyésztésből, a CFC-k (klórozott-fluorozott szénhidrogének)

pedig a vegyiparból származnak. A műtrágyák használatának elterjedésével egyenes arányosan nő a nitrogén-oxidok mennyisége a légkörben. Ha a világon a fosszilis tüzelőanyagok felhasználása a jelenlegi mértékben növekszik, a légkör szén-dioxid koncentrációja az előrejelzés szerint már 2050-re eléri az ipari forradalom előtti szint kétszeresét (1,9)