Πίσω από τον αγώνα για την αντιμετώπιση της υπερθέρμανσης του πλανήτη και της κλιματικής αλλαγής βρίσκεται η αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα μας. Ένα αέριο θερμοκηπίου είναι οποιαδήποτε αέρια ένωση στην ατμόσφαιρα που είναι ικανή να απορροφά την υπέρυθρη ακτινοβολία, παγιδεύοντας και συγκρατώντας έτσι θερμότητα στην ατμόσφαιρα. Με την αύξηση της θερμότητας στην ατμόσφαιρα, τα αέρια του θερμοκηπίου ευθύνονται για το φαινόμενο του θερμοκηπίου, το οποίο τελικά οδηγεί στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
Η ηλιακή ακτινοβολία και το "φαινόμενο του θερμοκηπίου"
Η υπερθέρμανση του πλανήτη δεν είναι μια νέα αντίληψη στην επιστήμη. Τα βασικά του φαινομένου επεξεργάστηκαν καλά πριν από έναν αιώνα από τον Svante Arrhenius το 1896. Το έγγραφό του, που δημοσιεύτηκε στο Philosophical Magazine και Journal of Science, ήταν το πρώτο που ποσοτικοποίησε τη συμβολή του διοξειδίου του άνθρακα σε αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν τώρα το "θερμοκήπιο αποτέλεσμα."
Το φαινόμενο του θερμοκηπίου συμβαίνει επειδή ο ήλιος βομβαρδίζει τη Γη με τεράστιες ποσότητες ακτινοβολίας, οι οποίες πλήττουν την ατμόσφαιρα της Γης με τη μορφή ορατού φωτός, καθώς και υπεριώδη ακτινοβολία (IR) και άλλες μορφές ακτινοβολίας που είναι αόρατες στο ανθρώπινο μάτι. Περίπου το 30% της ακτινοβολίας που χτυπά τη Γη αντανακλάται στο διάστημα από σύννεφα, πάγο και άλλες ανακλαστικές επιφάνειες. Το υπόλοιπο 70% απορροφάται από τους ωκεανούς, τη γη και την ατμόσφαιρα, σύμφωνα με τη NASA.
Καθώς απορροφούν την ακτινοβολία και θερμαίνονται, οι ωκεανοί, η ξηρά και η ατμόσφαιρα απελευθερώνουν θερμότητα με τη μορφή θερμικής ακτινοβολίας IR, η οποία περνάει έξω από την ατμόσφαιρα στο διάστημα. Η ισορροπία μεταξύ εισερχόμενης και εξερχόμενης ακτινοβολίας διατηρεί τη συνολική μέση θερμοκρασία της Γης σε περίπου 59 βαθμούς Κελσίου (15 βαθμούς Κελσίου), σύμφωνα με τη NASA.
Αυτή η ανταλλαγή εισερχόμενης και εξερχόμενης ακτινοβολίας που θερμαίνει τη Γη αναφέρεται ως φαινόμενο θερμοκηπίου επειδή ένα θερμοκήπιο λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο. Η εισερχόμενη ακτινοβολία UV περνά εύκολα μέσα από τους τοίχους ενός θερμοκηπίου και απορροφάται από τα φυτά και τις σκληρές επιφάνειες μέσα. Ωστόσο, η ασθενέστερη ακτινοβολία IR έχει δυσκολία να διαπεράσει τους τοίχους από γυαλί και να παγιδευτεί στο εσωτερικό, θερμαίνοντας το θερμοκήπιο.
Πώς τα αέρια θερμοκηπίου επηρεάζουν την υπερθέρμανση του πλανήτη
Τα αέρια στην ατμόσφαιρα που απορροφούν την ακτινοβολία είναι γνωστά ως "αέρια θερμοκηπίου" (μερικές φορές συντομογραφούνται ως GHG), επειδή είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνα για το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου, με τη σειρά του, είναι μία από τις κύριες αιτίες της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Τα πιο σημαντικά αέρια θερμοκηπίου είναι ο υδρατμός (H2O), το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), το μεθάνιο (CH4) και το οξείδιο του αζώτου (N2O), σύμφωνα με την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA). "Ενώ το οξυγόνο (O2) είναι το δεύτερο πιο άφθονο αέριο στην ατμόσφαιρά μας, το O2 δεν απορροφά θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία", δήλωσε ο Michael Daley, αναπληρωτής καθηγητής περιβαλλοντικής επιστήμης στο Lasell College στη Μασαχουσέτη.
Ενώ ορισμένοι υποστηρίζουν ότι η υπερθέρμανση του πλανήτη είναι μια φυσική διαδικασία και ότι υπήρξαν πάντοτε αέρια θερμοκηπίου, η ποσότητα των αερίων στην ατμόσφαιρα έχει εκτοξευθεί στα ύψη στην πρόσφατη ιστορία. Πριν από τη Βιομηχανική Επανάσταση, το ατμοσφαιρικό CO2 κυμάνθηκε γύρω στα 180 μέρη ανά εκατομμύριο (ppm) κατά τη διάρκεια των παγετών και των 280 ppm κατά τη διάρκεια των διακλαδικών θερμών περιόδων. Από τη Βιομηχανική Επανάσταση, όμως, η ποσότητα του CO2 έχει αυξηθεί 100 φορές ταχύτερα από την αύξηση όταν τελείωσε η τελευταία εποχή των παγετώνων, σύμφωνα με την Εθνική Ωκεανική και Ατμοσφαιρική Διοίκηση (NOAA).
Τα φθοριούχα αέρια - δηλαδή τα αέρια στα οποία προστέθηκε το στοιχείο φθορίου - συμπεριλαμβανομένων των υδροφθορανθράκων, των υπερφθορανθράκων και του εξαφθοριούχου θείου, δημιουργούνται κατά τη διάρκεια βιομηχανικών διεργασιών και θεωρούνται επίσης αέρια θερμοκηπίου. Αν και είναι παρούσες σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις, παγιδεύουν πολύ θερμότητα, καθιστώντας τα υψηλά αέρια "δυναμικού θέρμανσης του πλανήτη" (GWP).
Οι χλωροφθοράνθρακες (CFC), που χρησιμοποιούνται ως ψυκτικά μέσα και προωθητικά αεροζόλ έως ότου καταργηθούν σταδιακά με διεθνή συμφωνία, είναι επίσης αέρια θερμοκηπίου.
Υπάρχουν τρεις παράγοντες που επηρεάζουν το βαθμό στον οποίο οποιοδήποτε αέριο θερμοκηπίου θα επηρεάσει την υπερθέρμανση του πλανήτη, ως εξής:
- Η αφθονία της στην ατμόσφαιρα.
- Πόσο παραμένει στην ατμόσφαιρα.
- Το δυναμικό της για την υπερθέρμανση του πλανήτη.
Το διοξείδιο του άνθρακα έχει σημαντική επίδραση στην υπερθέρμανση του πλανήτη εν μέρει λόγω της αφθονίας του στην ατμόσφαιρα. Σύμφωνα με την EPA, το 2016, οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου στις ΗΠΑ ανήλθαν σε 6.511 εκατομμύρια τόνους ισοδύναμου διοξειδίου του άνθρακα (7,177 εκατομμύρια τόνους), που αντιστοιχούσαν στο 81% του συνόλου των αερίων θερμοκηπίου που προκάλεσαν οι άνθρωποι - 2,5% από το προηγούμενο έτος. Επιπλέον, το CO2 παραμένει στην ατμόσφαιρα για χιλιάδες χρόνια.
Ωστόσο, το μεθάνιο είναι περίπου 21 φορές πιο αποτελεσματικό στην απορρόφηση ακτινοβολίας από το CO2, δίνοντάς του υψηλότερη βαθμολογία GWP, παρότι παραμένει στην ατμόσφαιρα μόνο περίπου 10 χρόνια, σύμφωνα με την EPA.
Πηγές αερίων του θερμοκηπίου
Ορισμένα αέρια του θερμοκηπίου, όπως το μεθάνιο, παράγονται μέσω γεωργικών πρακτικών, συμπεριλαμβανομένης της ζωικής κοπριάς. Άλλοι, όπως το CO2, προέρχονται σε μεγάλο βαθμό από φυσικές διαδικασίες όπως η αναπνοή και η καύση ορυκτών καυσίμων όπως ο άνθρακας, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο.
Η δεύτερη αιτία απελευθέρωσης CO2 είναι η αποψίλωση των δασών, σύμφωνα με έρευνα του πανεπιστημίου Duke. Όταν τα δέντρα σκοτώνονται για να παράγουν αγαθά ή θερμότητα, απελευθερώνουν τον άνθρακα που κανονικά αποθηκεύεται για φωτοσύνθεση. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει σχεδόν ένα δισεκατομμύριο τόνους άνθρακα στην ατμόσφαιρα ετησίως, σύμφωνα με την Παγκόσμια Αξιολόγηση Δασικών Πόρων του 2010.
Η δασοκομία και άλλες πρακτικές χρήσης γης μπορούν να αντισταθμίσουν ορισμένες από αυτές τις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου, σύμφωνα με την ΣΟΕΣ.
«Η ανασύσταση βοηθά στη μείωση της συσσώρευσης διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, καθώς τα αναπτυσσόμενα δέντρα καταστέλλουν το διοξείδιο του άνθρακα μέσω της φωτοσύνθεσης», δήλωσε ο Daley Live Science. "Ωστόσο, τα δάση δεν μπορούν να απομονώσουν όλο το διοξείδιο του άνθρακα που εκπέμπουμε στην ατμόσφαιρα μέσω της καύσης ορυκτών καυσίμων και η μείωση των εκπομπών ορυκτών καυσίμων εξακολουθεί να είναι απαραίτητη για να αποφευχθεί η συγκέντρωση τους στην ατμόσφαιρα".
Σε παγκόσμιο επίπεδο, η παραγωγή αερίων θερμοκηπίου αποτελεί πηγή σοβαρής ανησυχίας. Από την εποχή που ξεκίνησε η Βιομηχανική Επανάσταση μέχρι το 2009, τα επίπεδα του CO2 στην ατμόσφαιρα έχουν αυξηθεί σχεδόν κατά 38% και τα επίπεδα μεθανίου έχουν αυξηθεί κατά 148%, σύμφωνα με τη NASA, και η μεγαλύτερη αύξηση έχει σημειωθεί τα τελευταία 50 χρόνια. Λόγω της υπερθέρμανσης του πλανήτη, το 2016 ήταν το θερμότερο χρονικό διάστημα και με το 2018 να είναι το τέταρτο θερμότερο, 20 από τα πιο καυτά χρόνια που έχουν καταγραφεί όλα έρχονται μετά το 1998, σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Μετεωρολογικό Οργανισμό.
"Η θέρμανση που παρατηρούμε επηρεάζει την ατμοσφαιρική κυκλοφορία, η οποία επηρεάζει τα πρότυπα των βροχοπτώσεων παγκοσμίως", δήλωσε ο Josef Werne, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Γεωλογίας και Πλανητικής Επιστήμης του Πανεπιστημίου του Pittsburgh. "Αυτό θα οδηγήσει σε μεγάλες περιβαλλοντικές αλλαγές και προκλήσεις, για τους ανθρώπους σε όλο τον κόσμο."
Το μέλλον του πλανήτη μας
Αν συνεχιστούν οι τρέχουσες τάσεις, οι επιστήμονες, κυβερνητικοί αξιωματούχοι και ένας αυξανόμενος αριθμός πολιτών φοβούνται ότι οι χειρότερες επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη - οι ακραίες καιρικές συνθήκες, η αύξηση της στάθμης της θάλασσας, η εξαφάνιση των φυτών και των ζώων, η οξίνιση των ωκεανών, οι σημαντικές μεταβολές του κλίματος και οι πρωτοφανείς κοινωνικές αναταραχές αναπόφευκτος.
Απαντώντας στα προβλήματα που προκαλεί η υπερθέρμανση του πλανήτη από τα αέρια του θερμοκηπίου, η κυβέρνηση των ΗΠΑ δημιούργησε ένα σχέδιο δράσης για το κλίμα το 2013. Και τον Απρίλιο του 2016, εκπρόσωποι από 73 χώρες υπέγραψαν τη συμφωνία των Παρισίων, ένα διεθνές σύμφωνο για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής επενδύοντας σε μια βιώσιμη , χαμηλού άνθρακα μέλλον, σύμφωνα με τη Σύμβαση Πλαίσιο των Ηνωμένων Εθνών για την Αλλαγή του Κλίματος (UNFCCC). Οι ΗΠΑ συμπεριλήφθηκαν μεταξύ των χωρών που συμφώνησαν με τη συμφωνία το 2016, αλλά άρχισαν τη διαδικασία απόσυρσης από τη συμφωνία του Παρισιού τον Ιούνιο του 2017.
Σύμφωνα με την EPA, οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου ήταν κατά 12% χαμηλότερες το 2016 από ό, τι το 2005, εν μέρει λόγω της μεγάλης μείωσης της καύσης ορυκτών καυσίμων λόγω της μετάβασης στο φυσικό αέριο από τον άνθρακα. Οι θερμότερες συνθήκες χειμώνα κατά τη διάρκεια αυτών των ετών επίσης μείωσαν την ανάγκη για πολλά σπίτια και επιχειρήσεις να αυξήσουν τη θερμότητα.
Οι ερευνητές σε όλο τον κόσμο συνεχίζουν να εργάζονται για την εξεύρεση τρόπων μείωσης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και μετριασμού των επιπτώσεών τους. Μια πιθανή λύση που οι επιστήμονες εξετάζουν είναι να πιπιλίζουν το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και να το θάψουν υπόγεια απεριόριστα, δήλωσε η Dina Leech, αναπληρωτής καθηγητής βιολογικών και περιβαλλοντικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο Longwood της Βιρτζίνια.
"Αυτό που μπορούμε να κάνουμε είναι να ελαχιστοποιήσουμε πόσο άνθρακα τοποθετούμε εκεί και ως εκ τούτου ελαχιστοποιούμε την αλλαγή θερμοκρασίας", λέει ο Leech. "Ωστόσο, το παράθυρο δράσης κλείνει γρήγορα."
Επιπρόσθετοι πόροι:
- EPA - Κλιματική Αλλαγή: Βασικές πληροφορίες
- NASA: Παγκόσμια Αλλαγή του Κλίματος
- National Geographic - Ορόσημο για το κλίμα: Το επίπεδο CO2 της Γης υπερβαίνει τα 400 ppm
Αυτό το άρθρο ενημερώθηκε στις 3 Ιανουαρίου 2019 από τον συνθέτη της Live Science Rachel Ross.
