Kaj si predstavljate, ko slišite besedno zvezo "toplogredni plini?" Če pomislite na tovarno, ki izstreljuje premog ali pa je polno avtoceste, polne avtomobilov v prostem teku, ste na pravi poti: Emisije teh in drugih ljudi gnani procesi vsako leto bruhajo več deset milijard ton ogljikovega dioksida v zrak. Vendar se izkaže, da CO2 ni edina igra v mestu. Gre za enega izmed več toplogrednih plinov, ki ujamejo toploto v ozračje, kar poganja globalno segrevanje in podnebne spremembe. Tukaj morate vedeti o sestričnikih CO2 - toplogrednih plinih, ki dobijo manj zračnega časa, vendar niso nič manj pomembni za Zemljino atmosfero.
Znanstveniki o toplogrednih plinih vedo, odkar je Joseph Fourier, francoski fizik in matematik, teoretiziral, da mora biti temperatura planeta urejena z nečim, kar absorbira sončne žarke in oddaja del nastale toplote nazaj na Zemljo. Fourier je teoretiral, da morajo biti plini nekaj takega, njegovo delo v 1820-ih letih pa so kmalu nadaljevali tudi drugi znanstveniki, odločeni ugotoviti, kateri plini na Zemlji lovijo toploto s sonca. Sčasoma so ljudje začeli primerjati delo tistih plinov s tistimi iz stekla, ki pokriva rastlinjak, svojo notranjo toploto pa usmerjati nazaj v stavbo, ki jo oddaja, in se ogreje, tudi ko je zunaj hladno.
Sčasoma so znanstveniki začeli razvijati bolj zatemnjen pogled na to, kako plini tvorijo in delujejo. Niso vsi plini na Zemlji toplogredni plini. Količina toplogrednih plinov v atmosferi je odvisna od virov (naravni in umetni procesi, ki jih proizvajajo) in ponorov (reakcije, ki pline odstranijo iz atmosfere). Ogljikov dioksid je le del te enačbe in le drugi najpogostejši toplogredni plin na Zemlji.
Na vrhu seznama je vodna para, vnuk vseh toplogrednih plinov. Vodna para je prisotna, kjer koli je merljiva vlažnost. Oblaki niso vodna para - vodna para je nevidna. Vendar to ne pomeni, da ga ni v izobilju: približno 80 odstotkov celotne mase toplogrednih plinov v atmosferi predstavlja vodna para.
Vodna para se sliši precej neprijetno, vendar je del cikla, ki segreva Zemljo. Tukaj je zmedeno: Vodna para ne povzroča globalnega segrevanja, ampak jo poslabša. Z rastjo ogljikovega dioksida in drugih emisij se povečuje tudi vodna para. Bolj koncentrirana vodna para in višje stopnje izhlapevanja pomenijo več globalnega segrevanja.
Pojav se imenuje stratosferska vodna para in se nanaša na Seana Davisa, raziskovalca iz CIRES, ki deluje pri Nacionalni upravi za oceano in atmosfero, katerega raziskave so osredotočene na plin. "To je res zapleten problem, " je povedal za Smithsonian.com. Leta 2013 so Davis in sodelavci pokazali dokaze o tem začaranem ciklu - in predlagali, da znatno prispeva k občutljivosti podnebja Zemlje. Čeprav so sateliti in vesoljski radar, ki spremlja padavine, zdaj na voljo raziskovalcem, še vedno potrebujejo več podatkov o medsebojnem vplivanju vodne pare in ogljikovega dioksida v Zemljini atmosferi.
Metan, tretji najpogostejši toplogredni plin, predstavlja podobno težavo za raziskovalce. V zadnjih letih so izvedeli veliko več o tem, kako plin, ki je drugi najbolj oddajajo v ZDA, prispeva k globalnemu segrevanju. Metan izpuščajo vse, od krave do mokrišč in zemeljskega plina, industrija, kmetijstvo in gnilobe pa poskrbijo, da se v ozračje vpije veliko. Kljub temu, da plin ogreva Zemljo z vrstnim redom več kot CO2 (do 86-krat več), tako senzorji kot okoljski čuvaji pogosto podcenjujejo.
Drugi plini prispevajo k podnebnim spremembam in globalnemu segrevanju - tu je dušikov oksid, ki ga sproščajo gnojila in je postal eden največjih ozonivalcev ozona v atmosferi. Morda plin poznate bolje v njegovi inkarnaciji v zobozdravniških ordinacijah in razpršilnikih za stepeno smetano, a tudi v ozračju je veliko dušika. Od začetka industrijske dobe v 1700-ih letih je raven dušikovega oksida narasel, atmosferske ravni plina pa bi se lahko do leta 2050 skoraj podvojile.
Dušikov oksid ni zaskrbljujoč samo zaradi svoje segrevalne moči (ena molekula lovi toliko toplote kot 300 molekul CO2). Lahko traja več kot stoletje, da se molekula N2O razgradi. Medtem prispeva k izgubi ozona v ozračju, kar na Zemlji spodbudi segrevanje. Še vedno veliko znanstvenikov ne ve o N2O: na primer, njegov potencial, ki zmanjšuje ozon, se zdi občutljiv na različne okoljske razmere. Lahko traja desetletja, preden bo jasno, kako plin reagira z drugimi TGP in spreminjajočim se podnebjem.
Čeprav klorofluoroogljikovodiki ali CFC niso strupeni za človeka in so inertni v spodnji atmosferi, so stvari drugačne, ko dosežejo stratosfero. Tam umetne kemikalije pojedo ozon in so še vedno prisotne v današnjem ozračju, kljub obsežnim predpisom, namenjenim zapiranju ozonske luknje.
Tako kot N2O tudi CFC zdržijo dolga obdobja v zgornji atmosferi. Potekajo z dobrim razlogom: CFC-ji imajo na molekuli po molekuli veliko večji potencial za globalno segrevanje kot ogljikov dioksid. Na primer, CFC-13 (znan tudi kot Freon 13), ki hladi nekatere industrijske zamrzovalnike, se v 500-letnem obdobju segreje kot ogljikov dioksid. CFC-ji so v ZDA prepovedani, vendar jih je veliko v ozračje zapustilo pred Montrealskim protokolom, ki je bil sprejet leta 1987. Čeprav niso več prisotni v pločevinkah za deodorante in brizgalnih steklenicah, so še vedno zgoraj, razpadajo ozon. (Hipotetično bi bilo koristno, da N2O in CFC "pojedo" ozon, kadar je v troposferi, kjer se tehnično šteje za "slab" toplogredni plin. Toda ko ga ozon doseže v stratosferi, dejansko zaščiti Zemljo pred surovim soncem žarki.)
Zanimivo je pomisliti, da se zaradi CO2, ki ga imamo tako veliko, ne skrbi. Toda to, da CO2 ni edini toplogredni plin, ne pomeni, da ni zaskrbljujoč. "Veliko ljudi uporablja [toplogredne pline], da zmanjšajo pomen ogljikovega dioksida, " pravi Davis. "To je največja težava, s katero se srečujemo." Nekateri plini so morda obilnejši, vendar nobeden ni samostojen - in ko se stopnje CO2 dvignejo na neverjetnih ravneh, je težko oceniti, kako strašne so lahko posledice kakršnih koli nenadzorovanih emisij.
