גז חממה
גז חממה הוא גז אשר מגביר את אפקט החממה של כוכב לכת (כמו כדור הארץ). גזי חממה באטמוספירה של כוכב לכת מאפשרים מעבר לקרינה הבאה מהשמש. פני כוכב הלכת בולעים חלק מהקרינה ופולטים חלק ממנה בצורה של קרינה אינפרה אדומה, חזרה למעלה, בכיוון החלל. גזי החממה בולעים את הקרינה האינפרה אדומה הזו, היא מומרת לחום ודבר זה גורם להתחממות האטמוספירה של כוכב הלכת.
אפקט החממה הוא אפקט טבעי וחיוני לחיים על פני הארץ, ולכן גם הקיום של גזי חממה הוא כזה. עם זאת, עודף של גזי חממה עלול להיות דבר קטלני. בכוכב נוגה 96% מהאטמוספירה מורכבת מפחמן דוח חמצני, דבר שגורם לכך שהטמפרטורה הממוצעת של פני השטח היא 467 מעלות צלזיוס.
יש תהליכים טבעיים, תעשייתיים וחקלאיים רבים הפולטים גזי חממה. על פי בדיקות של ליבות קרח ושיטות אחרות מעריכים כי רמות הפחמן הדו חמצני באטמוספירה לפני המהפכה התעשייתית עמדו על כ-280 ppmv. רמות אלו עולות כל הזמן ועומדות כיום מעל 400 ppmv. רוב המדענים העוסקים בחקר האקלים מסכימים על כך שגידול זה מקורו בפעילות אנושית. רובם חושבים גם שדבר זה הוביל להתעצמות אפקט החממה ובכך להתחממות עולמית. המשך התחממות זו עלול להוביל לשינויי אקלים משמעותיים ולהשלכות סביבתיות וחברתיות נרחבות.
ב-11 במאי 2019 מדדו מדענים במצפה Mauna Loa בהוואי, ריכוז פחמן דו חמצני של 415 ppm, הריכוז הגבוה ביותר זה 2.5 מיליון שנה.[1] במהלך תקופת הפליקון המאוחרת, הים היה גבוה ב-20 מטר והאקלים העולמי היה חם ב-3 מעלות צלזיוס.
גזי חממה והיקפם בכדור הארץ
אדי מים
אדי מים נפלטים לאטמוספירה כתוצאה מאידוי מי אוקיינוסים ימים ואגמים, וכן נפלטים כחלק מתהליך הפוטוסינתזה של צמחים. אדי מים הם גז החממה העיקרי, ואחראים לרוב האפקט הטבעי של שמירת חום באטמוספירה, מדענים אינם בטוחים איזה תפקיד ממלאים המים בתהליך ההתחממות העולמית, לדוגמה הגברת אידוי מים באוקיינוסים עלולה לגרום למשוב מחזק שיגרום להגברת ההתחממות. [1]
למרות שאדי מים הם רוב גזי החממה, מתייחסים אליהם בדרך כלל כאל גורם שמושפע מהתחממות העולמית, ולא כאל גורם יסודי שמשפיעה עליה. הסיבה היא אורך הזמן הקצר שבו שוהים אדי-מים באטמוספירה (ימים עד חודשים) בהשוואה לגזי-חממה אחרים (עשרות שנים עד מאות שנים). הערכה היא כי אם ייבשו את כל הלחות ואדי המים מהאוויר, ויעלם כל אפקט החממה שלהם, האידוי מהאוקיינוסים יגרום להשבת 90% מהם בתוך כשבועיים, ולהשבת המצב לקדמותו בתוך חודש. [2]
כמות החום שגז חממה מסוגל להוסיף לאטמוספירה תלויה בכמות ההשפעה שלו על אפקט החממה כפול כמות הזמן שהגז שוהה באטמוספירה. בכוכב קר יחסית, אדי מים מצליחים להישאר באטמוספירה זמן רב והם חוזרים במהירות לים - ומשום כך הם אינם מצליחים לשנות את האקלים. לעומת זאת אם כדור הארץ מתחמם (לדוגמה כתוצאה מקיום של גזי חממה אחרים), כמות האידוי של המים גוברת ולכן יש נוכחות מתמדת של אדי מים באטמוספירה וכתוצאה מכך יש הגברה נוספת של אפקט החממה. לכן אדי מים יכולים להחריף את ההתחממות העולמית.
פחמן דו חמצני
פחמן דו חמצני נפלט לאטמוספירה כתוצאה מתהליכים טבעיים כמו נשימת צמחים ויצורים חיים, משחרור פחמן דו חמצני שהיה כלוא בסלעים, מים, ביצות, הרי געש וכו', וכן כתוצאה מפעילות של בני אדם כמו שריפת דלק מחצבי. כמות פחמן הדו חמצני נשמרה במשך שנים רבות כחלק ממחזור טבעי-אקולוגי הקרוי מחזור הפחמן.
במאות השנים האחרונות, בעיקר מאז המהפכה התעשייתית שרף האדם דלקים מחצביים שהגדילו את כמות הפחמן הדו חמצני הנפלטת לאטמוספירה ולחלקים אחרים של מחזור זה. מקורו של פחמן דו חמצני העודף הוא תוצאה של מאות מיליוני שנים של פוטוסינתזה והטמעת פחמן בצמחים קדומים שנקברו באדמה.
פחמן דו חמצני תורם 72%-77% מהתוספת להתחממות העולמית. המקורות להגברת פליטות הפחמן הדו חמצני הם:
- שימוש בדלקים לחימום וקירור וליצירת חשמל - 24%,
- בירוא יערות - 18%,
- שימוש בדלקים לתחבורה - 13%,
- שימוש בדלקים בתעשייה - 10%, ופליטות שקשורות לתהליכי תעשייה (לא כתוצאה משריפת דלק) 3%,
- צריכות דלק נוספות ושאריות דלקים בתהליכי הזיקוק - 14%.
ענפי תעשייה שתורמים באופן משמעותי, בסדר חשיבות יורד: כימיקלים, מלט, פלדה, אלומיניום, מזון וטבק, נייר וצבעים, בנוסף יש תרומה משמעותית בפליטות בתהליכי הזיקוק של גז טבעי ונפט, ובהפקת פחם.
מתאן
המתאן תורם כ-14%-18% אחוזים לתוספת של התחממות העולמית. רוב המתאן נפלט מנפיחות של בקר וצאן, וכן מהתפרקות אנאירובית (ללא נוכחות חמצן) של חומר אורגני במזבלות, ביוב ועוד. עוד מקורות כוללים זיקוק של נפט וגז, כריית פחם, פעילות חקלאיות אחרות, ובעירה לא שלמה במנועי בעירה פנימית שקיימים במכוניות לדוגמה. המתאן הוא גז חממה חזק יותר מהפחמן הדו חמצני, אבל הכמות בה הוא נפלט קטנה יותר.
| התחממות עולמית |
חמצן דו-חנקני
חמצן דו-חנקני (N2O) (גז צחוק) תורם 9%-11% לגידול בהתחממות העולמית ומהווה כ-6% מסך פליטות גזי החממה. רוב המקורות לחמצן דו-חנקני מקורן באדמות חקלאיות. חלקים אחרים נובעים מפליטת זיהום אוויר מתחבורה, תעשיות כימיקלים, ממזבלות ומקורות וזיהום מים, מבקר ותעשיית המזון מהחי ומפעילות חקלאית אחרת. [3]
HFC
הידרופלואורוקרבון (בעברית: פחמימה פלואורידית; באנגלית: Hydrofluorocarbon ובקיצור HFC) הוא שמה של משפחת תרכובות אורגניות, המכילות מימן ופלואור, ומשמשות כגזי קירור במזגנים ובמקררים. השימוש בחומרים אלו החליף את השימוש בגזי ה-CFC (כלורופולואורוקרבון) שנאסרו לשימוש בפרוטוקול מונטריאול משנת 1987, לאחר שהתגלה שהם גורמים לפגיעה בשכבת האוזון. גזי ה-HFC אינם פוגעים בשכבת האוזון, אולם הם גזי חממה התורמים לשינוי האקלים, ובעלי השפעה חמורה בשיעור של פי 10,000 מפחמן דו-חמצני. בנובמבר 2016 נחתם בקיגאלי בירת רואנדה, על ידי 197 מדינות, תיקון לפרוטוקול מונטריאול, להפסקה הדרגתית של השימוש בגזי HFC. זהו הסכם מחייב מבחינה משפטית, ולכן חשיבותו רבה.
הסופר והפעיל החברתי פול הוקן פרסם בשנת 2017 את הספר DrawDown, בו דירג את כל האמצעים העומדים לרשותנו להורדת כמות גזי החממה באטמוספירה, על פי חישוב של מספר טונות של CO2 עד שנת 2050. על פי המחקר שלו, במקום הראשון נמצאים גזי ה-HFC. על פי חישוביו, השקעה גלובלית שתתפוס 87% מגזי ה-HFC ממערכות קירור היוצאות מפעולה עד שנת 2050, תמנע פליטה של HFC המקבילה ל-89.74 ג'יגה-טון של CO2. נתון זה גבוה יותר מהקמת טורבינות רוח יבשתיות הנמצאות במקום השני עם 84.60 ג'יגה-טון CO2, וצמצום בזבוז מזון הנמצא במקום השלישי עם 70.53 ג'יגה-טון CO2.
גזי חממה נוספים
- גופרית שש-פלואורידית (SF6 - Sulfur Hexafluoride)
- פרפלורוקרבונים (PFC - Fluorocarbon)
תרומה לאפקט החממה
ערך מורחב – אפקט החממה
יש להבדיל בין תרומת גזי חממה לאפקט החממה - (מצב נתון של ריכוזי גזים באטמוספירה) לבין תרומתם להתחממות העולמית - תהליך ארוך טווח של הגדלת אפקט החממה ובעקבותיה עליית טמפרטורות של פני השטח.
גזי חממה עובדים בצורה של החזר קרינה על ידי יצירת "מראות" שמחזירות חלקים מהספקטרום האלקטרומגנטי (בתחום התת-אדום) חזרה לכדור הארץ. הגזים השונים משפיעים על אזורי אורך-גל שונים, ובין חלק מהם יש חפיפה באזורי הספקטרום. מעבר לכך, בחלק מאורכי הגל יש החזרה קיימת שקרובה ל-100% ולכן הוספת גזי חממה שישפיעו אל אורכי גל אלה, משפיעה מעט מאוד על שינוי באפקט החממה. באורכי גל אחרים, הוספת גזי חממה משפיעה בצורה חזקה יותר על ההחזרה - כך שידיעת התרומה של גז חממה לאפקט החממה אינה אומרת לנו הרבה על תרומתו להתחממות העולמית. [4]
נוסחה מפושטת של ההשפעה על אפקט החממה הקיים היא כי אדי מים מהווים 50% מאפקט החממה, עננים מהווים 25% נוספים, פחמן דו חמצני מהווה 20% נוספים, וה-5% הנוספים נגרמים על ידי גזים נוספים.
תרומה להתחממות העולמית
| זיהום אוויר |
|
רקע: מזהמים שונים: |
כ-72% מהתחממות העולמית (הגידול באפקט החממה) נגרמת עקב פחמן דו חמצני. 18% מההתחממות נגרמת ממתאן ועוד 9% כתוצאה מתחמוצות חנקן.
אפשר להתרשם מהתרשים כי גורמים עיקריים להתחממות העולמית הם:
- ייצור חשמל בתחנות כוח - 21.3% - בעיקר דרך תרומה לפחמן דו חמצני.
- תעשיה - 16.8%- בעיקר דרך פחמן דו חמצני ומעט דרך נוקסים.
- תחבורה - 14% - מכוניות ומטוסים - בעיקר דרך פחמן דו חמצני ומעט דרך נוקסים.
- שימוש חקלאות - בעיקר בשר - 12% - בעיקר דרך הפקת מתאן ונוקסים.
- שאיבה, הפקה והפצה - 11% - בעיקר פחמן דו חמצני ומתאן.
- שימושי קרקע ושריפת ביו מסה - 10%.
הפתעות אקלימיות
חלק מהחששות של הגברת התחממות העולמית נובע משחורר של מאגרי גזי חממה שקבורים בביצות בסיביר או באוקיינוסים, דבר שעלול לגרום ללולאת משוב חיובית.
קישורים חיצוניים
- גזי חממה בוויקיפדיה האנגלית
- פליטת גזי חממה לפי סקטורים
- הסבר על מים כחלק מאפקט החממה, skeptical science
- "אלו אדי המים לא הפחמן הדו חמצני" הסבר באתר The American Chemical Society
- מדוע פחמן דו חמצני מקבל את רוב תשומת הלב כאשר יש כל כך הרבה גזי חממה אחרים?, ארגון המדענים המודאגים
- גזי חממה - מתוך המדריך לסטודנט על שינויי אקלים, הסוכנות להגנת הסביבה, ארצות הברית.
- מיתוס אקלימי: פחמן דו חמצני הוא לא גז-החממה החשוב ביותר, newscientist
- AFP, דוח: מאגרי דלק מאובנים בעולם מכילים 3.5 טריליון טונות גזי חממה, וואינט, 19 בספטמבר 2022
הערות שוליים
- ^ It's Official: Atmospheric CO2 Just Exceeded 415 ppm For The First Time in Human History, Science Alert. 13 May 2019.