Просмотр кода страницы Парниковые газы

[[Файл:Automobile exhaust gas.jpg|280px|мини]]
[[Файл:Atmosfaerisk spredning-ru.svg|thumb|Спектр пропускания [[Атмосфера Земли|атмосферы]] Земли в оптической и инфракрасной областях. Отмечены полосы поглощения кислорода (ультрафиолет), [[Вода|водяного пара]], [[углекислый газ|углекислого газа]] и озона (инфракрасная область).]]
[[Файл:Major greenhouse gas trends.png|thumb|Изменение концентрации содержания долгоживущих парниковых газов в атмосфере Земли]]
'''Парнико́вые га́зы''' — газы с высокой прозрачностью в [[видимое излучение|видимом]] диапазоне и с высоким поглощением в среднем и дальнем [[инфракрасное излучение|инфракрасном]] диапазонах. Присутствие таких газов в атмосферах планет приводит к [[Парниковый эффект|парниковому эффекту]].

== Основные парниковые газы ==
Основными парниковыми газами [[Земля|Земли]] являются [[вода|водяной пар]], [[углекислый газ]], [[метан]], [[озон]] и [[Оксид азота(I)|оксид азота]] (в порядке их оцениваемого воздействия на тепловой баланс)<ref>{{Cite web |url=https://rg.ru/2024/03/01/parnikovyj-effekt-kak-on-voznikaet-i-pochemu-opasen.html |title=Парниковый эффект: причины, последствия, парниковые газы - Российская газета |access-date=2024-06-08 |archive-date=2024-06-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20240608140704/https://rg.ru/2024/03/01/parnikovyj-effekt-kak-on-voznikaet-i-pochemu-opasen.html |url-status=live }}</ref><ref>{{статья
|doi=10.1175/1520-0477(1997)078<0197:EAGMEB>2.0.CO;2
|issn=0003-0007
|том=78
|номер=2
|страницы=197—208
|заглавие=Earth's Annual Global Mean Energy Budget
|издание={{Нп3|Bulletin of the American Meteorological Society}}
|access-date=2011-08-15
|ссылка=http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/1520-0477%281997%29078%3C0197%3AEAGMEB%3E2.0.CO%3B2
|язык=en
|автор=Kiehl, J. T.; Kevin E. Trenberth
|месяц=2
|год=1997
|тип=journal
|archive-date=2015-03-29
|archive-url=https://web.archive.org/web/20150329145558/http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/1520-0477%281997%29078%3C0197%3AEAGMEB%3E2.0.CO%3B2
}}</ref>. Потенциально в парниковый эффект могут вносить вклад и [[Антропогенные факторы|антропогенные]] [[Галогеналканы|галогенированные углеводороды]] и [[оксиды азота]], однако ввиду низких концентраций в атмосфере оценка их вклада проблематична.

{| class="wikitable" style="margin-left:1em" style="text-align:center"
|-
! Газ <br>
! style="text-align:left;"| Формула <br>
! Вклад <br> (%)
! Концентрация в атмосфере
|-
|[[Водяной пар]]|| H<sub>2</sub>O || 36—72 % || от 0,2 % до 2,5 %<br> зависит от широты<ref>{{статья|автор=Хромов С. П.|заглавие=Влажность воздуха|издание=[[Большая советская энциклопедия]]. 3-е изд.|ответственный=Гл. ред. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохоров]]|том=5. Вешин — Газли|издательство=Советская Энциклопедия|место=М.|год=1971|страницы=149}}</ref>
|-
|[[Диоксид углерода|Углекислый газ]]|| CO<sub>2</sub> || 9—26 % || 405,5±0,1 [[Миллионная доля|ppm]] на 2018 г, и растет со скоростью 2-3 ppm в год<ref name="WMO">[[Всемирная метеорологическая организация]] 22.11.2018 [http://ane4bf-datap1.s3-eu-west-1.amazonaws.com/wmocms/s3fs-public/ckeditor/files/Draft_Statement_26_11_2018_v12_approved_jk_0.pdf?VXUDp1UTysIkHog4_TTuiHsIzZ6A9D93 The state of the global climate] {{Wayback|url=http://ane4bf-datap1.s3-eu-west-1.amazonaws.com/wmocms/s3fs-public/ckeditor/files/Draft_Statement_26_11_2018_v12_approved_jk_0.pdf?VXUDp1UTysIkHog4_TTuiHsIzZ6A9D93 |date=20181209165509 }}</ref>
|-
|[[Метан]]|| CH<sub>4</sub> || 4—9 % || 1,86±0,01 ppm<ref name="WMO" />
|-
|[[Озон]]|| O<sub>3</sub> || 3—7 % || 0,035—8 ppm,<br>зависит от высоты<ref>{{Cite web |url=https://www.metoffice.gov.uk/weather/climate/climate-explained/ozone-layer |title=Ozone layer - Met Office |access-date=2024-06-08 |archive-date=2024-06-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20240608125146/https://www.metoffice.gov.uk/weather/climate/climate-explained/ozone-layer |url-status=live }}</ref><ref>{{Cite web |url=https://radiophysics.unn.ru/sites/default/files/papers/2020_3_210.pdf |title=Источник |access-date=2024-06-08 |archive-date=2024-06-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20240608125147/https://radiophysics.unn.ru/sites/default/files/papers/2020_3_210.pdf |url-status=live }}</ref>
|-
|[[Оксид азота(I)|Оксид азота]]|| N<sub>2</sub>O || 1—3 % ||  0,33±0,01 ppm<ref name="WMO" /><ref>{{Cite web |url=https://journal.tinkoff.ru/decarbonization/ |title=Выбросы парниковых газов: уровень, источники, программы по снижению объемов антропогенных выбросов |access-date=2024-06-08 |archive-date=2024-06-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20240608125147/https://journal.tinkoff.ru/decarbonization/ |url-status=live }}</ref>
|}

Основными парниковыми газами в атмосферах [[Атмосфера Венеры|Венеры]] и [[Атмосфера Марса|Марса]] является диоксид углерода, составляющий 96,5 % и 95,3 % атмосфер этих планет соответственно, в атмосфере Земли — водяной пар.

=== Водяной пар ===
[[Водяной пар]] — основной естественный парниковый газ, который является причиной 36—72 % общего парникового эффекта для Земли<ref>{{Cite web |url=https://skepticalscience.com/translation.php?a=234&l=16 |title=Водяной пар в стратосфере остановил глобальное потепление? |access-date=2024-06-08 |archive-date=2024-06-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20240608130510/https://skepticalscience.com/translation.php?a=234&l=16 |url-status=live }}</ref>.

В то же время, увеличение температуры Земли, вызванное другими факторами, увеличивает испарение и общую концентрацию водяного пара в атмосфере при практически постоянной [[относительная влажность|относительной влажности]], что, в свою очередь, повышает парниковый эффект. Таким образом, возникает некоторая [[положительная обратная связь]], когда с увеличением средней температуры атмосферы растёт объём испарений мирового океана, что в дальнейшем ещё более интенсифицирует парниковый эффект. С другой стороны, повышение влажности способствует повышению облачности, а облака в атмосфере отражают прямой солнечный свет, тем самым увеличивая [[альбедо]] Земли. Повышенное альбедо приводит к [[антипарниковый эффект|антипарниковому эффекту]], несколько уменьшая общее количество поступающего солнечного излучения к поверхности Земли и дневной прогрев нижних слоёв атмосферы.

=== Углекислый газ ===
{{главная|Углекислый газ в атмосфере Земли}}
[[Файл:Mauna Loa Carbon Dioxide-ru.svg|thumbnail|250px|Изменение концентрации CO<sub>2</sub> в атмосфере за 50 лет.]]
Источниками углекислого газа в атмосфере Земли являются [[Вулканические газы|вулканические выбросы]], жизнедеятельность [[биосфера|биосферы]], деятельность человека ([[антропогенные факторы]]).

Одним из основных источников углекислого газа в атмосфере являются антропогенные источники{{нет АИ|12|12|2019}}, такие как сжигание [[ископаемое топливо|ископаемого топлива]]; сжигание биомассы, включая сведение [[лес]]ов; некоторые промышленные процессы приводят к значительному выделению углекислоты (например, производство цемента). Лишь 45 % CO2, выброшенного вследствие деятельности человека (с 1959 года), поглощено деревьями и океанами. Более 75 % выбросов углекислого газа в результате человеческой деятельности приходится на сжигание ископаемых видов топлива, остальное — результат землепользования, включающего обезлесивание<ref>{{Cite web|lang=ru|url=https://archive.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/ru/faq-7-1.html|title=Вызвано ли повышение содержания углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере в индустриальную эпоху деятельностью человека?|website=Intergovernmental panel of climate change|access-date=2024-05-19|archive-date=2024-05-19|archive-url=https://web.archive.org/web/20240519165208/https://archive.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/ru/faq-7-1.html|url-status=live}}</ref>.

Основными потребителями углекислого газа являются [[растения]] (однако в состоянии приблизительного динамического равновесия большинство [[биоценоз]]ов за счёт гниения [[биомасса|биомассы]] производит приблизительно столько же углекислого газа, сколько и поглощает) и [[мировой океан]]<ref>{{Cite web |url=https://tass.ru/obschestvo/6231853 |title=Ученые: океан поглощает около трети выбросов СО2, связанного с деятельностью человека |access-date=2019-12-12 |archive-date=2019-12-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20191215032022/https://tass.ru/obschestvo/6231853 |url-status=live }}</ref> (диоксида углерода растворено в воде земных океанов в сто раз больше, чем присутствует в атмосфере, он содержится в виде [[Гидрокарбонаты|гидрокарбонат]]- и [[Карбонаты|карбонат]]-[[ион]]ов, которые получаются в результате реакций между скальными породами, [[вода|водой]] и CO<sub>2</sub>).

Антропогенная эмиссия увеличивает концентрацию углекислого газа в атмосфере, что, предположительно, является главным фактором изменения климата. Углекислый газ является «долго живущим» в атмосфере. Согласно современным научным представлениям, возможность дальнейшего накапливания СО<sub>2</sub> в атмосфере ограничена риском неприемлемых последствий для биосферы и человеческой цивилизации, в связи с чем его будущий [[Эмиссионный бюджет СО2|эмиссионный бюджет]] является конечной величиной. Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли по сравнению с доиндустриальной эпохой (1750 г.) в 2017 г. возросла с 277 до 405 ppm на 46 %<ref name="WMO" />.

Вместе с годовым ростом {{nobr|2,20±0,01 ppm}}, в течение года наблюдается периодическое изменение концентрации амплитудой {{nobr|3—9 ppm}}, которое следует за развитием [[Вегетационный период|вегетационного]] периода в [[Северное полушарие|Северном полушарии]]. Потому как в северной части планеты располагаются все основные континенты, влияние [[растительность|растительности]] Северного полушария доминирует в годовом цикле концентрации CO<sub>2</sub>. Уровень достигает максимума в мае и минимума в октябре, когда количество [[биомасса|биомассы]], осуществляющей [[фотосинтез]], является наибольшим<ref>{{ref|en}} [http://cdiac.ornl.gov/pns/faq.html Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) — Frequently Asked Questions] {{Wayback|url=http://cdiac.ornl.gov/pns/faq.html |date=20110817044713 }}</ref>.

=== Метан ===
{{main|{{нп5|Метан в атмосфере Земли|||Atmospheric methane}}|Гипотеза о метангидратном ружье}}
Время жизни метана в атмосфере составляет примерно 10 лет. Сравнительно короткое время жизни в сочетании с большим парниковым потенциалом позволяет пересмотреть тенденции глобального потепления в ближайшей перспективе.

До последнего времени считалось, что вклад метана в парниковый эффект в 25 раз сильнее, чем от углекислого газа. Однако теперь Межправительственная группа экспертов по изменению климата ООН (IPCC) утверждает, что «парниковый потенциал» метана ещё опаснее, чем оценивалось раньше. Как следует из доклада IPCC, который цитирует [[Die Welt]], в расчете на 100 лет парниковая активность метана в 28 раза сильнее, чем у углекислого газа, а в 20-летней перспективе — в 84 раза<ref name="bbc-1">{{Cite web |url=http://www.bbc.co.uk/russian/blogs/2014/05/140512_blog_esipov_russian_gas.shtml |title=Почему у российского газа нет экологичной альтернативы — BBC Russian |access-date=2014-05-14 |archive-date=2014-05-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140514190036/http://www.bbc.co.uk/russian/blogs/2014/05/140512_blog_esipov_russian_gas.shtml |url-status=live }}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/syr/SYR_AR5_FINAL_full.pdf|title=IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp.|author=IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)|work=Climate Change 2014: Synthesis Report.|date=2015|publisher=IPCC|access-date=2016-08-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20181112060025/https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/syr/SYR_AR5_FINAL_full.pdf|archive-date=2018-11-12|url-status=dead}}</ref>.

В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, кишечнике [[жвачные|жвачных животных]]) метан [[метаногенез|образуется биогенно]] в результате жизнедеятельности некоторых микроорганизмов.

Основными антропогенными источниками метана являются [[животноводство]], [[рисоводство]], горение [[биомасса|биомассы]] (в том числе уменьшение площади лесов).

Как показали недавние исследования, быстрый рост концентрации метана в атмосфере происходил в первом тысячелетии нашей эры (предположительно в результате расширения сельхозпроизводства и [[Скотоводство|скотоводства]] и выжигания лесов для земледелия). В период с 1000 по 1700 годы концентрация метана упала на 40 %, но снова стала расти в последние столетия (предположительно в результате увеличения пахотных земель, пастбищ и выжигания лесов, использования древесины для отопления, увеличения поголовья домашнего скота, количества [[отходы|нечистот]], выращивания [[рис]]а). Некоторый вклад в поступление метана дают [[метан угольных пластов|его утечки при разработке месторождений каменного угля]] и [[природный газ|природного газа]], а также эмиссия метана в составе [[биогаз]]а, образующегося на [[свалка|полигонах захоронения отходов]].

Анализ воздуха в пузырьках древних [[ледник]]ов свидетельствует о том, что сейчас в атмосфере Земли больше метана, чем в любое время за последние 400 000 лет. С 1750 года средняя глобальная атмосферная концентрация метана возросла на 257 процентов от приблизительно 723 до 1859 частей на миллиард по объёму (ppbv<ref>Объемных частей на миллиард.</ref>) в 2017 году<ref name="WMO" />. За последнее десятилетие, хотя концентрация метана продолжала расти, скорость роста замедлилась. В конце 1970-х годов темпы роста составили около 20 ppbv в год. В 1980-х годов рост замедлился до 9—13 ppbv в год. В период с 1990 по 1998 наблюдался рост между 0 и 13 ppbv в год. Недавние исследования (Dlugokencky и др.) показывают устойчивую концентрацию 1751 ppbv между 1999 и 2002 гг<ref>{{Cite web |url=http://www.ghgonline.org/humaninfluencebig.htm |title=Greenhouse Gas Online |access-date=2010-01-21 |archive-date=2010-12-09 |archive-url=https://web.archive.org/web/20101209054022/http://www.ghgonline.org/humaninfluencebig.htm |url-status=live }}</ref>.

Метан удаляется из атмосферы посредством нескольких процессов. Баланс между выбросами метана и процессами его удаления в конечном итоге определяет атмосферные концентрации и время пребывания метана в атмосфере. Доминирующим является окисление с помощью химической реакции с гидроксильными радикалами (ОН). Метан реагирует с ОН в тропосфере, производя СН<sub>3</sub> и воду. Стратосферное окисление также играет некоторую (незначительную) роль в устранении метана из атмосферы. На эти две реакции с ОН приходится около 90 % удаления метана из атмосферы. Кроме реакции с ОН известно ещё два процесса: микробиологическое поглощение метана в почвах и реакция метана с атомами хлора (Cl) на поверхности моря. Вклад этих процессов 7 % и менее 2 % соответственно<ref>{{Cite web |url=http://www.ipcc.ch/ |title=The IPCC Assessment Reports |access-date=2010-01-21 |archive-date=2017-09-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170915050210/http://www.ipcc.ch/ |url-status=live }}</ref>.

=== Озон ===
{{main|Озоновый слой}}
Озон необходим для жизни, поскольку защищает Землю от жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца.

Однако ученые различают стратосферный и тропосферный озон. Первый (так называемый озоновый слой) является постоянной и основной защитой от вредного излучения. Второй же считается вредным, так как может переноситься к поверхности Земли и ввиду своей токсичности вредить живым существам. Кроме того, повышение содержания именно тропосферного озона внесло вклад в рост парникового эффекта атмосферы. По наиболее широко распространенным научным оценкам, вклад озона составляет около 25 % от вклада СО<sub>2</sub><ref>{{Cite web |url=http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/syr/ar4_syr_ru.pdf |title=Изменение климата 2007. Обобщающий доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата, на русском |access-date=2012-08-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20121030071354/http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/syr/ar4_syr_ru.pdf |archive-date=2012-10-30 |url-status=dead }}</ref>.

Большая часть тропосферного озона образуется, когда оксиды азота (NO<sub>x</sub>), окись углерода (СО) и летучие органические соединения вступают в химические реакции в присутствии кислорода, водяных паров и солнечного света (в результате возможно образование [[Фотохимические реакции|фотохимического]] смога). Транспорт, промышленные выбросы, а также некоторые химические растворители являются основными источниками этих веществ в атмосфере. Метан, атмосферная концентрация которого значительно возросла в течение последнего столетия, также способствует образованию озона.
Время жизни тропосферного озона составляет примерно 22 дня, основными механизмами его удаления являются связывание в почве, разложение под действием ультрафиолетовых лучей и реакции с радикалами OH и NO<sub>2</sub><ref>{{cite web|author=Stevenson et al.|year=2006|url=http://www.agu.org/pubs/crossref/2006/2005JD006338.shtml|title=Multimodel ensemble simulations of present-day and near-future tropospheric ozone|publisher=[[American Geophysical Union]]|access-date=2006-09-16|archive-date=2011-11-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20111104195423/http://www.agu.org/pubs/crossref/2006/2005JD006338.shtml|url-status=dead}}</ref>.

Концентрации тропосферного озона отличаются высоким уровнем изменчивости и неравномерности в географическом распределении. Существует система мониторинга уровня тропосферного озона в США<ref>{{Cite web |url=http://www.airnow.gov/ |title=The Air Quality Index |access-date=2010-01-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20051124065307/http://www.airnow.gov/ |archive-date=2005-11-24 |url-status=dead }}</ref> и Европе<ref>{{Cite web |url=http://www.eea.europa.eu/maps/ozone/map |title=Live map of ground-level ozone |access-date=2010-01-22 |archive-date=2010-02-19 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100219231540/http://www.eea.europa.eu/maps/ozone/map/ |url-status=live }}</ref>, основанная на спутниках и наземном наблюдении. Поскольку для образования озона требуется солнечный свет, высокие уровни озона наблюдаются обычно в периоды жаркой и солнечной погоды.

Увеличение концентрации озона вблизи поверхности имеет сильное негативное воздействие на растительность, повреждая листья и угнетая их фотосинтетический потенциал. В результате исторического процесса увеличения концентрации приземного озона, вероятно, была подавлена способность поверхности суши поглощать СО<sub>2</sub> и поэтому увеличились темпы роста СО<sub>2</sub> в XX веке. Ученые (Sitch и др. 2007) полагают, что это косвенное воздействие на климат увеличило почти вдвое вклад приземного озона в изменение климата. Снижение загрязнения нижней тропосферы озоном может компенсировать 1-2 десятилетия эмиссии СО<sub>2</sub>, при этом экономические издержки будут относительно невелики (Wallack и Ramanathan, 2009)<ref>{{Cite web |url=http://www.copenhagendiagnosis.com/ |title=The Copenhagen Diagnosis: Climate Science Report |access-date=2010-01-22 |archive-date=2010-01-27 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100127084551/http://www.copenhagendiagnosis.com/ |url-status=live }}</ref>.

=== Оксиды азота ===
Парниковая активность [[Оксид азота(I)|закиси азота]] в 264 раз выше, чем у углекислого газа. Кроме того, оксиды азота могут влиять на озоновый слой в целом.

С 1750 года средняя глобальная атмосферная концентрация закиси азота N<sub>2</sub>O возросла на 22 процента от приблизительно 269 до 329 частей на миллиард по объёму (ppbv) в 2017 году<ref name="WMO" />.

=== Фреоны ===
{{Main|Фреоны}}
Парниковая активность фреонов в 1300-8500 раз выше, чем у углекислого газа.

== См. также ==
* [[Геохимический цикл углерода]]
* [[Киотский протокол]]
* [[Гипотеза о метангидратном ружье]]
* [[Сульфурилфторид]]
* [[Адаптация к глобальному изменению климата]]
* [[Научный консенсус по изменению климата]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{книга |автор= [[Рифкин, Джереми|Рифкин Дж.]]|часть= |ссылка часть= |заглавие= Beyond Beef: The Rise and Fall of the Cattle Culture|оригинал= |ссылка= https://openlibrary.org/works/OL2737724W/Beyond_beef|викитека= |ответственный= |издание= |место= {{N. Y.}}|издательство= {{iw|E. P. Dutton|E. P. Dutton|en|E. P. Dutton}}|год= 1992|volume= |pages= |columns= |allpages= XI, 353|серия= |isbn= 0-525-93420-0|тираж= |ref= Рифкин}}

== Ссылки ==
* [http://elementy.ru/news/430432 Статья о колебаниях концентрации углекислого газа] {{Wayback|url=http://elementy.ru/news/430432 |date=20070126234149 }}
* [http://www.pointcarbon.com/index.php?lang=ru Point Carbon — аналитическая компания, специализирующаяся на предоставлении независимой оценки, прогнозов, и информации о торговле выбросами парниковых газов.] {{Wayback|url=http://www.pointcarbon.com/index.php?lang=ru |date=20061113085530 }}
* [https://web.archive.org/web/20100921124418/http://moreprom.ru/product.php  «Г И С — атмосфера» автоматическая система мониторинга качества атмосферного воздуха ]
{{внешние ссылки}}


{{Глобальное потепление}}
{{Загрязнения}}
{{перевести|en|Greenhouse gas}}
[[Категория:Парниковые газы|*]]
[[Категория:Климат]]