Mida sa ette kujutad, kui kuuled fraasi „kasvuhoonegaasid?” Kui meenub söe röhtiv vabrik või tühikäigul töötavate autodega täidetud pakitud maantee, siis olete õigel teel: nende ja teiste inimeste tekitatud heitkogused ajendatud protsessid oksendavad igal aastal õhku kümneid miljardeid tonne süsihappegaasi. Kuid tuleb välja, et CO2 pole ainus mäng linnas. See on üks paljudest kasvuhoonegaasidest, mis püüavad atmosfääri soojust, põhjustades globaalset soojenemist ja kliimamuutusi. Siin on, mida peate teadma CO2 nõbude kohta - kasvuhoonegaasid, mis saavad vähem õhuaega, kuid pole Maa atmosfääri jaoks vähem olulised.
Teadlased on kasvuhoonegaaside kohta teada juba sellest ajast, kui prantsuse füüsik ja matemaatik Joseph Fourier teoreeteeris, et planeedi temperatuuri peab reguleerima midagi, mis neelab nii päikesekiiri kui ka eraldab osa sellest tulevast soojusest Maale. Fourier teoreetiliselt väitis, et gaasid peavad olema midagi, ja tema tööd 1820ndatel jätkasid peagi teised teadlased, kes otsustasid välja selgitada, millised gaasid püüavad Maa päikesest soojust. Lõpuks hakkasid inimesed võrrelda nende gaaside tööd kasvuhoonegaasi katva klaasi tööga, põrgates selle sisemise soojuse tagasi seda eraldava hoone poole ja soojendades end isegi siis, kui väljas on külm.
Aja jooksul hakkasid teadlased kujundama nüansseeritumat vaadet gaaside moodustumise ja toimimise kohta. Mitte kõik maakera gaasid pole kasvuhoonegaasid. Kasvuhoonegaaside hulk atmosfääris sõltub allikatest (looduslikud ja inimtegevusest tulenevad protsessid, mis neid tekitavad) ja neeldajatest (reaktsioonid, mis eemaldavad gaasid atmosfäärist). Süsinikdioksiid on vaid osa sellest võrrandist ja vaid suuruselt teine kasvuhoonegaas Maa peal.
Nimekirja tipus on veeaur, kõigi kasvuhoonegaaside vanaisa. Mõõdetava õhuniiskuse juures on veeaur. Pilved ei ole veeaur - veeaur on nähtamatu. Kuid see ei tähenda, et see pole rikkalik: umbes 80 protsenti atmosfääri kasvuhoonegaaside kogumassist on veeaur.
Veeaur kõlab üsna vaevaliselt, kuid see on osa tsüklist, mis soojendab Maad. Siin läheb segaseks: veeaur ei põhjusta globaalset soojenemist, kuid halvendab seda. Kui süsinikdioksiid ja muud heitkogused suurenevad, suureneb ka veeaur. Rohkem kontsentreeritud veeaur ja kõrgemad aurustumiskiirused tähendavad globaalset soojenemist.
Seda nähtust nimetatakse stratosfääri veeaurude tagasisideks ja see puudutab Seire Davisit, CIRESi teadurit, kes töötab Riiklikus Ookeani- ja Atmosfäärivalitsuses ja kelle uurimistöö keskendub gaasile. "See on tõesti keeruline probleem, " räägib ta Smithsonian.com-ile. 2013. aastal näitasid Davis ja tema kolleegid tõestusi selle nõiaringi kohta ja soovitasid, et see aitab märkimisväärselt kaasa Maa kliima tundlikkusele. Kuigi sademeid jälgivad satelliidid ja kosmosepõhine radar on nüüd teadlastele kättesaadavad, vajavad nad tema sõnul siiski rohkem andmeid selle kohta, kuidas veeaur ja süsinikdioksiid Maa atmosfääris mõjutavad.
Metaan, mis on suuruselt kolmas kasvuhoonegaas, on teadlaste jaoks sarnane. Viimastel aastatel on nad õppinud palju rohkem sellest, kuidas gaasi, mis on Ameerika Ühendriikides kõige enam heitgaase, globaalne soojenemine aitab kaasa. Metaani eraldab kõik alates lehmade vettelastest kuni märgalade ja maagaasisüsteemideni. Tööstus, põllumajandus ja mädanenud prügikast tagavad, et atmosfääri juhitakse rohkesti. Kuid kuigi gaas soojendab Maad suurusjärgu võrra rohkem kui CO2 (kuni 86 korda rohkem), alahindavad nii andurid kui ka keskkonnavaatlejad sageli.
Muud gaasid mõjutavad kliimamuutusi ja globaalset soojenemist - seal on lämmastikoksiid, mida eraldab väetis ja mis on muutunud atmosfääri üheks suurimaks osooni kahandajaks. Võib-olla tunnete gaasi paremini selle kehastuses hambaarstide kabinettides ja vahukoore automaatides, kuid ka atmosfääris on palju dilämmastikku. Alates tööstusajastu algusest 1700. aastatel on dilämmastikoksiidi tase tõusnud ja gaasi atmosfääritase võib aastaks 2050 peaaegu kahekordistuda.
Dilämmastikoksiid ei ole murettekitav just selle soojendava jõu tõttu (üks molekul püüab kinni nii palju soojust kui 300 CO2 molekuli). N2O molekuli lagunemiseks võib kuluda üle sajandi. Vahepeal aitab see kaasa osooni kadumisele atmosfääris, mis omakorda õhutab soojenema Maal. N2O kohta pole veel palju teadlasi: näiteks selle osooni kahandav potentsiaal näib tundlik erinevate keskkonnatingimuste suhtes. Võib kuluda aastakümneid, enne kui on selge, kuidas gaas reageerib teiste kasvuhoonegaaside ja muutuva kliimaga.
Kuigi klorofluorosüsivesinikud ehk CFC-d ei ole inimestele mürgised ja madalamas atmosfääris inertsed, on stratosfääri jõudes asjad teisiti. Seal söövad inimtegevusest tulenevad kemikaalid osooni ja neid leidub tänapäeva atmosfääris endiselt, vaatamata osooniava sulgemisele suunatud pühkimisele.
Nagu N2O, kestavad CFC-d atmosfääri atmosfääris pikka aega. Neist loobutakse mõjuval põhjusel: molekulide kaupa on CFC-del globaalse soojenemise potentsiaal palju suurem kui süsinikdioksiidil. Näiteks CFC-13 (tuntud ka kui Freon 13), mis jahutab mõnda tööstuslikku sügavkülmikut, soojeneb süsinikdioksiidina 500 aasta jooksul 16 400 korda. CFC-d on USA-s keelatud, kuid ohtralt neist saadi atmosfääri enne Montreali protokolli, millega lepiti kokku 1987. aastal. Ehkki neid enam deodorandipurkides ja pihustuspudelites ei leidu, on nad siiski ülalpool ja lagunevad osoon. (Hüpoteetiliselt oleks N2O ja CFC-de jaoks kasulik osooni "söömine", kui see on troposfääris, kus seda peetakse tehniliselt "halvaks" kasvuhoonegaasiks. Kuid kui osoon teeb seda stratosfääri, kaitseb see tegelikult Maad päikese jõhkrate eest. kiired.)
On ahvatlev mõelda, et kuna CO2-l on nii palju vasteid, ei ole selle pärast vaja muretseda. Kuid see, et CO2 pole ainus kasvuhoonegaas, ei tähenda, et see pole murettekitav. "Paljud inimesed kasutavad [kasvuhoonegaase] süsinikdioksiidi tähtsuse vähendamiseks, " ütleb Davis. „See on suurim probleem, millega silmitsi seisame.” Mõni gaas võib olla külluslikum, kuid ükski neist ei ole eraldiseisev - ja süsinikdioksiidi määrade tõusu korral enneolematul tasemel on keeruline hinnata, kui tõsised mis tahes kontrollimata heitmete tagajärjed võivad olla.
