Toplogredni plin

Toplogredni pliniso plini, ki v Zemljini skorji delujejo kot zaščita. Ko sončni žarki posijejo na Zemljo, vsrkajo nekaj UV žarkov. Povzročajo višjo temperaturo na Zemlji.Najpomembnejši toplogredni plini vZemljini atmosferisovodna para(H₂O),ogljikov dioksid(CO₂),metan(CH₄),didušikov oksid(N₂O), inozon(O₃). Ti plini večinoma dobro prepuščajo sončno sevanje (ki je pretežno vultravijoličnem,vidnemin bližnjeminfrardečemdeluspektra), hkrati pa vsaj delno absorbirajo sevanje, ki izhaja iz Zemljinegapovršja(ki je pretežno v daljneminfrardečemdelu spektra).

Učinek tople grede

Glavni članek:Učinek tople grede.

Delinfrardečega sevanja,ki izhaja izpovršja,in ki bi drugače lahko šlo neovirano skoziozračjevvesolje(če zanemarimo vplivoblakov,ki prav tako dobro absorbirajo infrardeče sevanje), se absorbira v toplogrednih plinih. Zaradi te absorpcije ima ozračje višjotemperaturo,kot bi jo imelo sicer. Ti plini tudi sami oddajajo infrardeče sevanje, nekaj v vesolje, nekaj pa proti površju, v katerem se to sevanje absorbira, in ki ima zato višjo temperaturo, kot bi jo imelo sicer. Ta pojav se imenujeučinek tople grede.Učinek tople grede je zelo pomemben, saj bi bila brez njega povprečna temperatura zraka blizu površja za približno 30 °C nižja, kot je v resnici. Problem je, da se zaradi človeških dejavnosti količine nekaterih toplogrednih plinov v ozračju večajo in učinek tople grede postaja vse močnejši, kar povzročapodnebne spremembe.

Seznam najpomembnejših toplogrednih plinov

Vodna para(H₂O) je najpomembnejši toplogredni plin, ki od vseh plinov vozračjuabsorbira in oddaja največinfrardečega sevanja,saj ima številne široke in močne absorpcijske pasove v celotnem infrardečem delu spektra.Masni deležvodne pare glede na celotno masoozračjaje približno 0,3 %, se pa delež krajevno in časovno zelo spreminja. Na primer, nadtropskim oceanomje lahko tudi več kot 3 %, medtem ko je je v hladnih polarnih predelih lahko le 0,0006 %. Praviloma je vodne pare največ v plasteh zraka blizu tal, ker je tam temperatura navadno višja kot v višjih plasteh ozračja (pri višji temperaturi lahko zrak vsebuje več vlage kot pri nižji). Vodne pare je v celotnem ozračju mnogo več kot ostalih toplogrednih plinov, zato največ prispeva k celotnemu toplogrednemu učinku. Ker pa človek nima neposrednega vpliva na njeno količino in povprečno koncentracijo v ozračju, ni vključena med toplogredne pline, ki povzročajo antropogene podnebne spremembe.
Ogljikov dioksid(CO₂) je toplogredni plin, katerega koncentracija se nekoliko spreminja glede na letni čas in lokacijo. Ima nekatere pomembne absorpcijske pasove v infrardečem delu spektra. Njegov masni delež v ozračju je približno 0,05 %. Ogljikov dioksid zdihanjemproizvajajo vsa živa bitja, odljudi,do živali inrastlin,pri procesufotosintezepa garastlineporabljajo. Zaradi kurjenja ogromnih količin fosilnih goriv ogljikov dioksid izmed vseh toplogrednih plinov največ prispeva k antropogenimpodnebnim spremembam.
Metan(CH₄) je prav tako toplogredni plin, ki ima nekaj manj izrazitih a vseeno pomembnih absorpcijskih pasov v infrardečem delu spektra. Njegov masni delež v ozračju je približno 0,0001 %. Toplogredni potencial metana je približno 30, kar pomeni, da ima 1 kg metana približno tak toplogredni učinek kot 30 kg ogljikovega dioksida (toplogredni potencial ogljikovega dioksida je po dogovoru 1). Najmočnejši toplogredni plin ježveplov heksafluorid (SF₆);njegov toplogredni potencial je 23.500, vendar je njegov prispevek h globalnemu segrevanju majhen, ker ga je v ozračju zelo malo.
Didušikov oksid(N₂O) je toplogredni plin, ki ima prav tako nekaj manj izrazitih a vseeno pomembnih absorpcijskih pasov v infrardečem delu spektra. Njegov masni delež v ozračju je približno 0,00005 %. Toplogredni potencial didušikovega oksida je približno 260.
Ozon(O₃) je plin, ki zelo dobro absorbira sevanje vultravijoličnemdelu spektra. Njegov masni delež glede na celotno masoozračjaje približno 0,00006 %. Največ ga je vozonski plasti,ki se nahaja visoko nad površjem, vstratosferi,v kateri se absorbira večina škodljivegaultravijoličnega sevanja,ki prihaja odsonca.Nekaj ozona pa se nahaja tudi blizu tal, vtroposferi,kjer nastaja kot posledica fotokemičnih reakcij povezanih zonesnaženjemizprometain industrije. Poleg absorpcije vultravijoličnemdelu spektra pa je ozon tudi toplogredni plin, saj ima en srednje izrazit absorpcijski pas tudi v infrardečem delu spektra. Povečevanje koncentracije troposferskega ozona prispeva hglobalnemu segrevanju,tanjšanje ozonskega plašča v stratosferi pa ima nasproten (hladilen) učinek.

Povečanje koncentracij toplogrednih plinov v ozračju

Od začetkaindustrijske revolucijedo sedaj so se količine nekaterih toplogrednih plinov vozračjuzaradi človeških dejavnosti precej povečale. Posledičnoučinek tople gredepostaja vse močnejši, kar povzročapodnebne spremembe.Najbolj problematičen jeogljikov dioksid,ki nastaja ob zgorevanjufosilnih goriv.Pred industrijsko revolucijo je bila njegovakoncentracijav ozračju približno 280ppm(parts per million - delcev na milijon) medtem ko je današnja koncentracija približno 410ppm,kar je povečanje za skoraj 50 %. Predvsem zaradipoljedelstva,živinorejeinrudarstvase je močno povečala tudi koncentracijametana.Pred industrijsko revolucijo je bila približno 700ppb(parts per billion - delcev na milijardo) medtem ko je sedaj približno 1800ppb,kar je povečanje za približno 160 %. S približno 270ppbna približno 320ppbse je povečala koncentracijadidušikovega oksida,predvsem zaradipoljedelstvainživinoreje.S približno 240ppbna približno 340ppbse je povečala koncentracija ozona v troposferi. Zaradi vsesplošnega dviga temperature se je povečalo tudiizhlapevanje vodeizoceanovinkopnega;posledično je v ozračju večvodne pare,kar še dodatno povečuje učinek tople grede.

Viri

Gregor Skok (2020).Uvod v meteorologijo.Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani.ISBN 978-961-6619-30-1.
GORE Al. Neprijetna resnica. Ljubljana: Založba Mladinska knjiga, 2007.

Zunanje povezave

"Uvod v meteorologijo",Gregor Skok (2020)