Gaz cieplarniany

Gaz cieplarniany (szklarniowy, z ang. GHG – greenhouse gas) – gazowy składnik atmosfery będący przyczyną efektu cieplarnianego. Gazy cieplarniane zapobiegają wydostawaniu się promieniowania podczerwonego z Ziemi, pochłaniając je i oddając do atmosfery, w wyniku czego następuje zwiększenie temperatury powierzchni Ziemi. W atmosferze występują zarówno w wyniku naturalnych procesów, jak i na skutek działalności człowieka.

Rodzaje

Do gazów cieplarnianych zalicza się:

• para wodna (najpowszechniejszy z gazów cieplarnianych w atmosferze)
• dwutlenek węgla (CO₂)
• metan (CH₄)
• freony (CFC)
• podtlenek azotu (N₂O)
• halon
• gazy przemysłowe (HFC, PFC, SF₆)

Wpływ gazu na efekt cieplarniany zależy od zdolności pochłaniania promieniowania podczerwonego i ilości tego gazu w atmosferze. Przykładowo, metan silniej niż dwutlenek węgla pochłania promieniowanie podczerwone, ale ilość jego w atmosferze jest mniejsza, co ma wpływ na ogólnie mniejszy wpływ tego gazu na efekt cieplarniany.

Zmiana ilości gazów cieplarnianych

Gaz	Poziom przed 1750	Obecny poziom	Wzrost od 1750	Wymuszanie radiacyjne (W/m2)
Dwutlenek węgla	280 ppm	387ppm	104 ppm	1,46
Metan	700 ppb	1745 ppb	1045 ppb	0,48
Podtlenek azotu	270 ppb	314 ppb	44 ppb	0,15
CFC-12	0	533 ppt	533 ppt	0,17

Źródła emisji

Ilość dwutlenku węgla wydzielanego do atmosfery ze źródeł naturalnych 40-krotnie przewyższa tą związaną z aktywnością ludzi. Występowanie innych od powyższych danych wynika z odmiennego zdefiniowania naturalnych źródeł emisji gazów cieplarnianych. W okresach dłuższych niż kilka lat te ogromne ilości były kompensowane przez procesy naturalne, takie jak wietrzenie skał i fotosynteza. W wyniku czego przed masowym spalaniem paliw kopalnych przez człowieka ilość dostarczanego i odbieranego dwutlenku węgla z atmosfery równoważyła się, w wyniku czego stężenie atmosferyczne dwutlenku węgla pozostawało na poziomie od 260 do 280 ppm w czasie 10000 lat między maksimum ostatniego zlodowacenia a początkiem rewolucji przemysłowej.

Naturalne źródła

Do naturalnych źródeł emisji gazów cieplarnianych zalicza się:

• aktywność wulkaniczną – emisje gazów. Wielkości emisji gazów wulkanicznych różnią się znacznie w czasie.
• aktywność biologiczną flory i fauny

Antropogeniczne źródła

Do źródeł emisji powodowanych działalnością człowieka zalicza się m.in.:

• spalanie paliw kopalnych;
• produkcja cementu i innych substancji z węglanów;
• użytkowanie lądu, szczególnie wylesianie;
• rolnictwo;
• chów bydła.

CO₂

Od roku 1750 człowiek zwiększył stężenie dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych w atmosferze. Stężenie w przypadku dwutlenku węgla zwiększyło się o 104 ppm.

Ogólnoświatowa emisja dwutlenku węgla w 2011 wyniosła 33,5 Gt, w tym Chiny 8,3 (25%), USA 6,1 (18%), Indie 1,7 (5%), Rosja 1,7 (5%), Japonia 1,3 (4%), Niemcy 0,8 (2,2%).

W Unii Europejskiej w 2005 z ogólnej emisji 4543 Mt na sektor energetyczny przypadło 1569,4; transport 1246,6; przemysł 942,9; gospodarstwa domowe 482,0; usługi 276,5; inne 26,0 Mt. Ogółem emisja CO₂ od roku bazowego protokołu z Kioto (1990) wzrosła ok 49%.

W środowisku naukowym wciąż nie ma jednomyślności odnośnie wielkości wpływu człowieka na zmiany klimatu za pomocą emisji gazów cieplarnianych.

Polska

Nie uwzględniając użytkowania lasów i gruntów emisja CO₂ w 1988 r. była najwyższa i osiągnęła 565 Mt ekwiwalentu CO₂. W latach 1988-1990 emisja ta spadła do 454 Mt ekwiwalentu CO₂ rocznie. Od 1999 r. poziom ten nie przekracza 400 Mt ekwiwalentu CO₂ rocznie. W 2008 r. było to 394 Mt ekwiwalentu CO₂ (bez uwzględnienia użytkowania gruntów i lasów).