Jak funguje skleníkový efekt a které plyny jej způsobují – seriál Klimatická změna 2/8

Datum 09.07.2021

Foto: Pixabay

V tomto článku si více popíšeme fyziku skleníkového efektu. Podíváme se na to, jaké skleníkové plyny v atmosféře existují, jak vznikají, jak jsou silné a čím se od sebe liší.

Každý ze skleníkových plynů pohlcuje jen určité frekvence záření. Tyto oblasti nazýváme absorpční pásy. Protože se tyto pásy u některých plynů překrývají, nelze určit přesný vliv plynů na skleníkovém efektu a známe jen procentuální rozsah. Pojďme se podívat na jednotlivé plyny.

Vodní pára

Vodní parou myslíme plynnou vlhkost ve vzduchu, nikoliv mraky. Obsah vodní páry ve vzduchu se mění podle počasí a polohy na Zemi. Člověk ji svými aktivitami do atmosféry příliš nepřidává. Vodní pára se na skleníkovém efektu podílí v rozsahu 36-70 %.[1] 

Důležitou vlastností vzduchu je, že maximální množství páry, které se ve vzduchu může udržet roste s teplotou. Vodní pára je jediný skleníkový plyn, jehož množství v atmosféře je fyzikálně omezeno (pokud je jí v atmosféře hodně, tak zkondenzuje a vyprší se).

Oxid uhličitý

Oxid uhličitý vzniká přirozeně, např. dýcháním rostlin a živočichů či hořením lesů a antropogenně (vlivem člověka) např. spalováním fosilních paliv a výrobou cementu.

Podle údajů NASA CO2 v atmosféře vydrží 300-1000 let.[2] To znamená, že CO2, který vypustíme dnes, ovlivní klima na stovky let dopředu. Na skleníkovém efektu se podílí v rozsahu 9-26 %.[1]

Když se budeme bavit o koncentracích skleníkových plynů v atmosféře, tak je budeme vyjadřovat v jednotkách ppm. Tato jednotka pochází z anglického „parts per million“, což můžeme volně přeložit jako miliontina. Od roku 1750 se obsah CO2 v atmosféře zvýšil o 47 %.[3] Běžná koncentrace CO2 v atmosféře byla v posledních 800 000 letech v rozsahu 180-300 ppm.[4] K říjnu 2020 byla koncentrace CO2415 ppm.[5]

Oxid uhličitý a další skleníkové plyny navíc zesilují vliv vodní páry. Skleníkové plyny ohřevem atmosféry zvyšují schopnost vzduchu vodní páru v sobě udržet a také zesilují výpar vody. Vyšší množství páry ve vzduchu dále zesiluje skleníkový efekt a zvyšuje teplotu atmosféry.[11]

Metan

Metan je plyn, který přirozeně vzniká rozkladnými procesy v mokřadech a termitištích nebo činnostmi člověka – chovem dobytka, pěstováním rýže nebo na skládkách. Na skleníkovém efektu má metan podíl v rozsahu 4-9 %.[1] Jeho koncentrace rostou a nyní se pohybují kolem 1,9 ppm[10], takže zhruba 200x méně než CO2.

Zároveň je metan silnější skleníkový plyn než CO2. Jak tedy posuzujeme vliv jednotlivých plynů na globální oteplování mezi sebou?

Global warming potential

Protože je CO2 nejběžnější antropogenní skleníkový plyn, tak schopnost jiných plynů pohlcovat záření se na něj přepočítává. K tomuto přepočtu slouží veličina GWP100, popř. GWP20, GWP500. Tato zkratka pochází z anglického global warming potential – potenciál globálního oteplování. GWP bere v úvahu, jak silně daný plyn pohlcuje záření a také jak dlouho daný plyn v atmosféře setrvá. Hodnota GWP nám říká, kolik kg CO2 by mělo na skleníkový efekt stejný vliv jako 1 kg daného plynu během 100 resp. 20 a 500 let.[7]Hodnoty GWP vidíte v tabulce níže.

Hodnoty GWP pro skleníkové plyny.

Ozón 

Ozón se na skleníkovém efektu podílí v rozsahu 3-7 %.[1] Jeho přítomnost v atmosféře je žádoucí, protože nepropouští UV záření. Na rozdíl od většiny ostatních plynů se nachází v stratosféře, tedy výše než ostatní skleníkové plyny. 

Oxid dusný

Jde o velmi silný skleníkový plyn, zatím ale v malých koncentracích – cca 0,33 ppm.[8] Doba setrvání plynu v atmosféře je 114 let a ve stoletém horizontu je zhruba 300x silnější skleníkový plyn než CO2[8]. Dvě třetiny jeho emisí do atmosféry jsou přirozené a zbylou třetinu vnáší do atmosféry člověk skrz dusíkatá hnojiva a emise ze spalovacích motorů.[6]

CFC a HCFC

Chlor-fluorované a hydrochlorofluorované uhlovodíky – také známé jako tvrdé a měkké freony. Tyto látky jsou umělého původu, přirozeně se na Zemi nevyskytují. Používaly se dříve jako chladiva do ledniček a klimatizací, plnidla plastů či izolanty. Jsou známé hlavně jako plyny narušující ozónovou vrstvu, jsou ale i velmi silné skleníkové plyny.[8]

Radek Zeman

1) METELKA, Ladislav, TOLASZ, Radim: Klimatické změny: Fakta bez mýtů, 1. vyd. Praha : Centrum pro otázky životního prostředí Univerzity Karlovy, 2010. 28 s. ISBN 978-80-87076-13-2. https://www.czp.cuni.cz/czp/index.php/cz/publikace/1186-klimaticke-zmeny-fakta-bez-mytu-2009 
2) https://climate.nasa.gov/news/2915/the-atmosphere-getting-a-handle-on-carbon-dioxide/ 
3) https://public.wmo.int/en/media/press-release/greenhouse-gas-concentrations-atmosphere-reach-yet-another-high 
4) https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide 
5) https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/ 
6) https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrous_oxide#cite_note-epa.gov-110 
7) https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ar4-wg1-chapter2-1.pdf 
9) https://www.n2olevels.org/  
10) https://www.methanelevels.org/
11) https://skepticalscience.com/water-vapor-greenhouse-gas.htm
Výstava Volty 700 x 200 px

Komentáře k článku (2)

  1. Konečně někdo napsal, že největším skleníkovým plynem je voda( vodní pára ). Čím teplejší vzduch, tím více vody. Největší problém je je je v tom, že v ovzduší chybí kondenzační jádra, které za posledních 200 let dodávaly komíny průmyslu ze spalování uhlí. V roce 2010 když bouchla sopka na Islandu tak 3 měsíce byla zatažená obloha. Letošní výbuch sopky na Kanárech způsobil větší oblačnost v Karibiku a méně hurikánů, to bylo naprosto viditelný. Co se týče CO2 je zde několik zavádějících informací. Je možné/nemožné že CO2 od roku 1750 narostl o 47 %, není uvedeno z jakého čísla vychází. Pokud je to 300 ppm, tak to neodpovídá, je to asi jen 38%. Když si vezmeme jaké byly zimy a vůbec počasí za posledních 100 let, tak CO2 nemůže mít takový vliv. Asi před 15-16 lety jsem měřil v souvislosti se svou prací obsah CO2 a bylo to kolem 380 ppm, to jsou miliontiny molekul.
    Což je asi 9% nárůst do roku 2020, což je podle mne zanedbatelné.

    Odpovědět

    1. Vůbec jste nepochopil souvislosti. Vodní pára je sice silný skleníkový plyn, ale vzhledem k tomu, jakou má v atmosféře životnost a jak snadno se proměňuje v aerosoly a mraky, které odstiňují a odrážejí sluneční záření a i její silnou závislost na teplotě, je její vliv na global warming skoro neutrální, nebo spíše může kompenzovat zvyšování teploty větší tvorbou mraků.

      Odpovědět

Napsat komentář