Küresel ısınmaya ve iklim değişikliğine yönelik mücadelenin arkasında atmosferimizdeki sera gazlarındaki artış yatıyor. Bir sera gazı, atmosferdeki kızılötesi radyasyonu emebilen, böylece atmosferdeki ısıyı hapseden ve tutabilen herhangi bir gaz halindeki bileşiktir. Atmosferdeki ısıyı artırarak, sera gazları sera etkisinden sorumludur ve sonuçta küresel ısınmaya yol açar.
Güneş radyasyonu ve "sera etkisi"
Küresel ısınma bilimde yeni bir kavram değildir. Bu fenomenin temelleri bir asırdan önce 1896'da Svante Arrhenius tarafından çok iyi çalışıldı. Felsefe Dergisi ve Bilim Dergisi'nde yayınlanan makalesi, karbondioksidin şu anda bilim insanlarının "sera" olarak adlandırdığı şeye katkısını nicelleştirdi. etki."
Sera etkisi, güneşin Dünya'nın atmosferini görünür ışık şeklinde artı ultraviyole (UV), kızılötesi (IR) ve insan gözü için görünmeyen diğer radyasyon türlerine çarpan muazzam miktarda radyasyonla Dünya'yı bombalaması nedeniyle oluşur. Dünyaya çarpan radyasyonun yaklaşık yüzde 30'u, bulutlar, buz ve diğer yansıtıcı yüzeylerle uzaya geri yansıtılıyor. NASA'ya göre, kalan yüzde 70'i okyanuslar, topraklar ve atmosfer tarafından emiliyor.
Radyasyonu emip ısındıkça, okyanuslar, toprak ve atmosfer ısıyı atmosferden uzaya geçen IR termal radyasyon şeklinde salar. NASA'ya göre, gelen ve giden radyasyon arasındaki denge Dünya'nın ortalama sıcaklığını yaklaşık 59 Fahrenhayt (15 santigrat derece) tutar.
Dünya'yı ısıtan bu gelen ve giden radyasyon değişimine sera etkisi denir, çünkü bir sera aynı şekilde çalışır. Gelen UV radyasyonu bir seranın cam duvarlarından kolayca geçer ve bitkiler ve içindeki sert yüzeyler tarafından emilir. Bununla birlikte, zayıf IR radyasyonu cam duvarlardan geçmekte güçlük çeker ve serayı ısıtarak içeride hapsolur.
Sera gazları küresel ısınmayı nasıl etkiler?
Atmosferdeki radyasyonu emen gazlar, sera etkisinden büyük ölçüde sorumlu oldukları için "sera gazları" (bazen GHG olarak kısaltılır) olarak bilinir. Sera etkisi de küresel ısınmanın önde gelen nedenlerinden biridir. Çevre Koruma Ajansı'na (EPA) göre en önemli sera gazları su buharı (H2O), karbon dioksit (CO2), metan (CH4) ve azot oksittir (N2O). Massachusetts'teki Lasell College'da çevre bilimi profesörü Michael Daley, "Oksijen (O2) atmosferimizde en bol bulunan ikinci gaz olmasına rağmen, O2 termal kızılötesi radyasyonu emmez," dedi.
Bazıları küresel ısınmanın doğal bir süreç olduğunu ve her zaman sera gazlarının olduğunu iddia etse de, atmosferdeki gaz miktarı yakın tarihte hızla yükseldi. Sanayi Devrimi öncesinde, atmosferik CO2 buz çağlarında milyonda yaklaşık 180 kısım (ppm) ve buzullar arası sıcak dönemlerde 280 ppm arasında dalgalandı. Sanayi Devrimi'nden bu yana, Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi'ne (NOAA) göre, CO2 miktarı son buzul çağı sona erdiğinde artıştan 100 kat daha hızlı arttı.
Hidroflorokarbonlar, perflorokarbonlar ve sülfür heksaflorür dahil florlu gazlar - yani florin elementinin eklendiği gazlar - endüstriyel prosesler sırasında oluşturulur ve ayrıca sera gazları olarak kabul edilir. Çok küçük konsantrasyonlarda bulunmalarına rağmen, ısıyı çok etkili bir şekilde yakalarlar ve yüksek "küresel ısınma potansiyeli" (GWP) gazları yaparlar.
Bir zamanlar uluslararası anlaşma ile aşamalı olarak kaldırılana kadar soğutucu ve aerosol itici gaz olarak kullanılan kloroflorokarbonlar (CFC'ler) de sera gazlarıdır.
Herhangi bir sera gazının küresel ısınmayı ne derece etkileyeceğini etkileyen üç faktör vardır:
- Atmosferdeki bolluğu.
- Atmosferde ne kadar kalıyor.
- Küresel ısınma potansiyeli.
Karbondioksit, kısmen atmosferdeki bolluğu nedeniyle küresel ısınma üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. EPA'ya göre, 2016 yılında ABD sera gazı emisyonları 6.511 milyon metrik ton (7.177 milyon ton) karbondioksit eşdeğeri oldu; bu, insan kaynaklı tüm sera gazlarının yüzde 81'ine eşitti - bir önceki yıla göre yüzde 2.5 düştü. Buna ek olarak, CO2 binlerce yıl atmosferde kalır.
Bununla birlikte, EPA'ya göre metan, radyasyonun emilmesinde CO2'den yaklaşık 21 kat daha verimlidir ve atmosferde sadece 10 yıl kalmasına rağmen daha yüksek bir GWP derecesi verir.
Sera gazı kaynakları
Metan gibi bazı sera gazları, hayvan gübresi de dahil olmak üzere tarımsal uygulamalarla üretilmektedir. CO2 gibi diğerleri, büyük ölçüde solunum gibi doğal süreçlerden ve kömür, petrol ve gaz gibi fosil yakıtların yakılmasından kaynaklanmaktadır.
Duke Üniversitesi tarafından yayınlanan araştırmaya göre, CO2 salınımının ikinci nedeni ormansızlaşmadır. Ağaçlar mal veya ısı üretmek için öldürüldüğünde, normalde fotosentez için depolanan karbonu serbest bırakırlar. 2010 Küresel Orman Kaynakları Değerlendirmesi'ne göre, bu süreç atmosfere yılda yaklaşık bir milyar ton karbon salmaktadır.
EPA'ya göre ormancılık ve diğer arazi kullanımı uygulamaları bu sera gazı emisyonlarının bir kısmını dengeleyebilir.
Dallan Live Science'a verdiği demeçte, "Yeniden ekim, büyüyen ağaçlar fotosentez yoluyla karbondioksiti izledikçe atmosferdeki karbondioksit oluşumunu azaltmaya yardımcı oluyor." Dedi. "Bununla birlikte, ormanlar fosil yakıtların yakılmasıyla atmosfere yaydığımız tüm karbondioksiti dizileyemezler ve atmosferde birikmeyi önlemek için fosil yakıt emisyonlarında bir azalma hala gereklidir."
Dünya genelinde, sera gazlarının üretimi büyük bir endişe kaynağıdır. NASA'ya göre Sanayi Devrimi'nin 2009 yılına kadar, atmosferik CO2 seviyeleri neredeyse yüzde 38 arttı ve metan seviyeleri yüzde 148'lik bir artış gösterdi ve bu artışın çoğu son 50 yıl içinde gerçekleşti. Küresel ısınmadan dolayı, 2016 rekorun en sıcak yılıydı ve 2018 en sıcak dördüncü oldu, Dünya Meteoroloji Örgütü'ne göre, rekor en sıcak yılların 20'si 1998'den sonra geldi.
Pittsburgh Üniversitesi Jeoloji ve Gezegen Bilimi Bölümü'nde doçent olan Josef Werne, "Gözlemlediğimiz ısınma, küresel olarak yağış modellerini etkileyen atmosferik dolaşımı etkiler." Dedi. "Bu, tüm dünyadaki insanlar için büyük çevresel değişikliklere ve zorluklara yol açacaktır."
Gezegenimizin geleceği
Mevcut eğilimler devam ederse, bilim adamları, hükümet yetkilileri ve giderek artan sayıda vatandaş, küresel ısınmanın en kötü etkilerinin - aşırı hava, yükselen deniz seviyeleri, bitki ve hayvan yok oluşları, okyanus asitlenmesi, iklimdeki büyük değişimler ve benzeri görülmemiş sosyal çalkantılar - olacağından korkuyor kaçınılmaz.
Sera gazlarının küresel ısınmasından kaynaklanan sorunlara cevap olarak, ABD hükümeti 2013 yılında bir iklim eylem planı oluşturdu. Nisan 2016'da, 73 ülkeden temsilciler, sürdürülebilir bir yatırım yaparak iklim değişikliği ile mücadele için uluslararası bir anlaşma olan Paris Anlaşması'nı imzaladılar. Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi'ne (UNFCCC) göre düşük karbonlu bir gelecek. ABD, 2016'da anlaşmayı kabul eden ülkeler arasında yer aldı, ancak Haziran 2017'de Paris Anlaşması'ndan çekilme işlemlerine başladı.
EPA'ya göre, sera gazı emisyonları, kısmen kömürden doğalgaza geçişten kaynaklanan fosil yakıt yanmasındaki büyük düşüş nedeniyle, 2016'da 2005 yılına göre yüzde 12 daha düşüktü. Bu yıllardaki daha sıcak kış koşulları, birçok evin ve işletmenin ısıyı yükseltmesi ihtiyacını da azalttı.
Dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar, sera gazı emisyonlarını azaltmanın ve etkilerini azaltmanın yollarını bulmak için çalışmaya devam ediyor. Virginia'daki Longwood Üniversitesi'nde biyoloji ve çevre bilimleri doçenti olan Dina Leech, bilim adamlarının incelediği potansiyel bir çözümden karbondioksiti atmosferden emmek ve süresiz olarak gömmek.
"Yapabileceğimiz, ne kadar karbon koyduğumuzu en aza indirgemek ve sonuç olarak sıcaklık değişimini en aza indirmektir." "Ancak, işlem penceresi hızla kapanıyor."
Ek kaynaklar:
- EPA - İklim Değişikliği: Temel Bilgiler
- NASA: Küresel İklim Değişikliği
- National Geographic - İklim Kilometre Taşı: Dünya'nın CO2 Seviyesi 400 ppm'yi Geçti
Bu makale 3 Ocak 2019'da Live Science katılımcısı Rachel Ross tarafından güncellenmiştir.
