TÉMA OVZDUŠIE - Globálne otepľovanie - úsilie o pomenovanie problému
Globálne otepľovanie - úsilie o pomenovanie problému
Vedci sú presvedčení, že zvyšovanie koncentrácie určitých plynov v atmosfére spôsobuje klimatické zmeny. Tieto takzvané skleníkové plyny tvoria: vodná para, oxid uhličitý (CO2), metán (CH4), oxid dusný (N2O) a ozón (O3). Hoci tieto plyny sa prirodzene vyskytujú, zvlášť ľudské aktivity (antropogénne zdroje) taktiež produkujú určité skleníkové plyny a tým významne prispievajú ku klimatickej zmene. V dôsledku vzrastajúceho záujmu o globálne otepľovanie, experti a zainteresovaní z mnohých krajín sveta zamerali svoju pozornosť na túto problematiku.
V roku 1988 Organizácia spojených národov zriadila Medzinárodný vládny panel o Klimatickej zmene (IPCC), ktorý pozostával zo 170 vedcov a 200 pozorovateľov z medzinárodnej komunity, aby analyzovali klímu, zhodnotili dopady klimatickej zmeny a formulovali stratégie, ktoré by sa mohli implementovať za účelom zastavenia globálneho otepľovania.
V júni 1992 sa svetoví lídri a zainteresovaná verejnosť zo 176 krajín stretli v Rio de Janeiro, aby určili kooperatívne prístupy na stanovenie globálnych environmentálnych priorít ako je globálne otepľovanie. Na tomto Summite Zeme sa Spojené štáty pripojili ku prevládajúcej väčšine účastníckych krajín pri podpisovaní Rámcovej konvencie Spojených národov o Klimatickej zmene (FCCC). Konečným cieľom tejto medzinárodnej dohody je „dosiahnuť .... stabilizáciu koncentrácií skleníkových plynov v atmosfére na úroveň, ktorá by neumožňovala nebezpečné antropogénne interferencie s klimatickým systémom“.
Metán a Klimatická zmena
Metán (CH4) je uhľovodík a základný komponent zemného plynu. Metán je tiež „skleníkový plyn“, čo znamená, že jeho prítomnosť v atmosfére ovplyvňuje teplotu Zeme a klimatického systému. Podobne ako oxid uhličitý (CO2) a oxid dusný (N2O), metán je radiačný a chemicky reaktívny stopový plyn. Metán sa považuje za stopový plyn, pretože sa v atmosfére vyskytuje v nízkych koncentráciách (1,72 ppm – čo je 0,000172 obj. % v roku 1990) v porovnaní s ostatnými plynmi ako dusíka a kyslík (78 a 21 objemových %). Radiačná aktivita metánu sa vzťahuje ku vlastnostiam, ktoré spôsobujú zadržiavanie infračerveného žiarenia alebo tepla, čo spôsobuje skleníkový efekt.
Chemicky aktívne vlastnosti metánu majú nepriame dopady na globálne otepľovanie. To znamená, že jeho význam vo vzťahu ku problému nie je len po dobu kedy vstupuje do chemických reakcií v atmosfére počas doby svojej životnosti. Dôležitú úlohu tiež hrá pri vytváraní atmosferických koncentrácií troposférického ozónu a stratosférickej vodnej pary. Obidva tieto plyny spôsobujú taktiež skleníkový efekt. Tieto priame a nepriame vplyvy radia metán na druhé miesto medzi hlavné plyny (za CO2) prispievajúce ku potencionálnemu budúcemu otepľovaniu zeme. Tzv. potenciály globálneho oteplenia poskytujú mieru relatívnych dopadov emisií každého skleníkového plynu.
Potenciály globálneho otepľovania
Koncept potenciálu globálneho otepľovania (Global Warming Potencial – GWP)) bol vyvinutý na porovnanie schopnosti každého skleníkového plynu zadržať teplo v atmosfére vo vzťahu ku inému plynu. Takéto meranie potenciálu sa vzťahuje ku oxidu uhličitého ako referenčnému plynu. Takže GWP skleníkového plynu je pomer globálneho oteplenia (priameho aj nepriameho) jednej hmotnostnej jednotky skleníkového plynu ku jednej hmotnostnej jednotke oxidu uhličitého počas časovej periódy.
Metán, ktorý má hodnotu GWP 21, vzbudzuje pozornosť v súvislosti globálnym otepľovaním, pretože počas 100-ročnej periódy má 21 krát vyššiu účinnosť pri zadržiavaní tepla v atmosfére než CO2. Aj keď metán má vyšší potenciál GWP počas kratšej periódy, Medzivládny panel Spojených národov o klimatickej zmene používa 100-ročné GWP za účelom porovnávania potencionálnych vplyvov rôznych skleníkových plynov. U.S. EPA taktiež používa 100-ročný GWP na tvorbu environmentálnej politiky a uvádzanie dát.
Tabuľka GWP rôznych skleníkových plynov podľa U.S. EPA.
| Plyn | GWP | Plyn | GWP |
| Carbon dioxide (CO2) | 1 | HFC-227ea | 2,900 |
| Methane (CH4) | 21 | HFC-236fa | 6,300 |
| Nitrous oxide (N2O) | 310 | HFC-245ea | 560 |
| Hydrofluorocarbon (HFC)-23 | 11,700 | Perfluoromethane (CF4) | 6,500 |
| HFC-32 | 650 | Perfluoroethane (C2F6) | 9,200 |
| HFC-41 | 150 | Perfluoropropane (C3F8) | 7,000 |
| HFC-43-10mee | 1,300 | Perfluoropentane (C5F12) | 7,500 |
| HFC-125 | 2,800 | Perfluorohexane (C6F14) | 7,400 |
| HFC-134 | 1,000 | Sulfur hexafluoride (SF6 ) | 23,900 |
| HFC-134a | 1,300 | Perfluorobutane (C4F10) | 7000 |
| HFC-143 | 300 | Perfluorocyclobutane (c-C4F8) | 8700 |
| HFC-143a | 3,800 | ||
| HFC-152a | 140 |
Odburávanie metánu
Medzivládny panel o Klimatickej zmene (IPCC) rozoznáva tri spôsoby odbúravania metánu z atmosféry: oxidáciou prostredníctvom chemickej reakcie s troposférickým hydroxylom (OH), stratosférickou oxidáciou a pôdnym mikrobiologickým pohlcovaním. Produkcia hydroxylu závisí na fotolýze ozónu prostredníctvom slnečného ultrafialového žiarenia.
Sila a efektívnosť tohoto odbúravania metánu určuje jeho atmosférickú životnosť. Klimatické podmienky, ktoré sa vzťahujú ku globálnemu otepľovaniu a neschopnosť stratégií znižovania emisií metánu môžu znížiť účinnosť uvedených spôsobov odbúravania a zároveň zvýšiť jeho životnosť. Ako uvádza panel „Zvýšenie koncentrácie metánu, aj keď malé, zníži troposférické koncentrácie hydroxylového radikálu, ktorý naopak zvýši životnosť metánu v atmosfére“. Napríklad, reaktivita hydroxylu a jeho množstvo v troposfére určuje dobu pretrvania metánu. V budúcnosti by mohla nastať neúmerná prevaha metánu nad limitovaným množstvom hydroxylu v troposfére.
Hoci pôdne pohlcovanie má minoritný význam pri odbúravaní, niektorí experti tvrdia, že zvyšovanie atmosférického metánu môže iniciovať pohlcovanie metánu v pôde „prostredníctvom procesu, ktorý zlúči pôdny metán a amoniak“.
Životnosť metánu
Chemická životnosť metánu je približne 12 rokov. Táto relatívne krátka životnosť robí z metánu výborného kandidáta na rozšírenie dopadov globálneho otepľovania, pretože súčasné znižovanie emisií povedie ku stabilizácií alebo zníženiu koncentrácií metánu najskôr o 10 až 20 rokov.
Atmosférické koncentrácie
Atmosférické koncentrácie metánu sú priamo spojené s emisiami metánu a mierou jeho odbúravania. Od roku 1750 sa atmosférická koncentrácia metánu zvýšila o 150 % z hodnoty približne 700 ppb na 1745 ppb v roku 1998. Tieto ľudské aktivity pravdepodobne spôsobia zvýšenie emisií z prírodných zdrojov ako dôsledok zvýšenej mikrobiálnej aktivity spojenej s globálnym otepľovaním. Zvýšenie koncentrácie metánu zníži ochladzovaciu účinnosť zeme pôsobenú odrazenou radiáciou z povrchu (zemskej masy), ktorá je absorbovaná atmosférou a emitovaná pri vyššej vlnovej dĺžke a nižšej teplote.
Nasledujúci graf zobrazuje paralelu medzi zvyšovaním počtu obyvateľstva na Zemi a koncentráciou metánu v atmosfére. Za posledné dve storočia (od priemyselnej revolúcie) sa koncentrácia metánu v atmosfére viac než zdvojnásobila.
Odhadované antropogénne príspevky globálneho otepľovania.
Source: Environment and Human Settlements Division, United Nations Economic Commision for Europe (UNECE), press release ECE/ENV/03/P02, Geneva, 31 January 2003.