figuur 1. Koolstofdioxide kan interageren met infrarode straling, wat leidt tot een onbalans van straling die de atmosfeer binnenkomt en verlaat. is niet het grootste broeikasgas, maar de grootste reden voor de stijging van de temperatuur van de planeet komt door de toename van de mens .

broeikasgassen zijn gassen die infrarode straling opvangen wanneer deze aanwezig is in de atmosfeer. Toename van de hoeveelheid en andere broeikasgassen van menselijke activiteiten, zoals het verbranden van fossiele brandstoffen, dragen bij aan de wereldwijde klimaatverandering. Broeikasgassen laten specifiek zichtbaar licht door, maar absorberen en zenden straling uit binnen het infraroodbereik. Dit is te zien in figuur 1. Andere planeten hebben ook broeikasgassen.

geschatte bijdrage van broeikasgassen:

• 36-72% waterdamp
• 9-26% kooldioxide
• 7-16% andere spoorgassen.

Het is belangrijk op te merken dat waterdamp de grootste bijdrage levert aan het broeikaseffect, maar het is degene die toeneemt.

aardopwarmingsvermogen

hoofdpagina

het aardopwarmingsvermogen (GWP) van een gas is het relatieve vermogen van een gas om warmte in de atmosfeer vast te houden. Deze meting wordt gedaan in vergelijking met een gelijke massa kooldioxide. Veel beperkingen en voorschriften voor stoffen zijn te wijten aan hoge GWP-waarden, zoals opgenomen in het Protocol van Kyoto

waterdamp

hoofdpagina

waterdamp is slechts water (H2O) in zijn gasvormige vorm. Het is overvloedig in de atmosfeer, en de meest voorkomende van de broeikasgassen. Waterdamp is de meest krachtige van de broeikasgassen als gevolg van de hydroxylbindingen in de chemische structuur. Waterdamp bestaat in de atmosfeer in de vorm van vocht en wolken, en maakt deel uit van de watercyclus als neerslag die regen veroorzaakt. De GWP-waarde voor waterdamp moet nog worden berekend.

het interessantste kenmerk van water als broeikasgas is dat het fungeert als een positief feedbackmechanisme voor de opwarming van de aarde. Hoe warmer de wereld wordt, hoe meer waterdamp er in de lucht is, wat meer opwarming veroorzaakt. De conclusie dat waterdamp zelf de klimaatverandering niet aanwakkert, versterkt echter de effecten, aangezien meer CO2 betekent dat er meer waterdamp in de atmosfeer zal zijn.

kooldioxide

hoofdpagina

kooldioxide (CO2) is een natuurlijk voorkomend gas, belangrijk voor de koolstofcyclus voor het leven en een bijproduct van vele vormen van energieproductie. Koolstofdioxide wordt voornamelijk gereguleerd door het verbruik als gevolg van fotosynthese door planten om energie te produceren, en de ademhaling van dieren om energie te consumeren. Een andere belangrijke bijdrage van kooldioxide in de atmosfeer is als bijproduct van verbranding. Bosbranden en energieproductie produceren beide een aanzienlijke hoeveelheid koolstofdioxide in het verbruik van organisch materiaal. Door zijn aard als referentiewaarde voor het aardopwarmingsvermogen heeft kooldioxide een GWP-waarde van 1.

methaan

hoofdpagina

methaan (CH4) is een natuurlijk gas dat 90% van het aardgas uitmaakt. Hoewel het niet zo sterk geconcentreerd is in de atmosfeer als kooldioxide, heeft methaan een GWP dat 29 keer groter is, wat betekent dat het nog steeds een zeer krachtig broeikasgas is. Het methaangehalte is de afgelopen jaren aanzienlijk gestegen—een stijging die 2,5 keer groter is dan in het pre-industriële tijdperk. Methaan wordt gereguleerd door natuurlijke processen in de atmosfeer met waterdamp en zuurstof, hoewel menselijke invloed deze regulering kan verstoren.

Ongeveer 3.Vijf miljard jaar geleden, voorafgaand aan fotosynthese met behulp van planten, waren de concentraties van methaan 1000 keer hoger dan ze nu zijn. De introductie van zuurstofverbruik in de koolstofcyclus als gevolg van fotosynthese leidde tot een aanzienlijke vermindering van methaan, dat op dat moment werd geproduceerd door enkele van de eerste bacteriën door het verbruik van waterstof en kooldioxide. Methaan wordt van nature diep in de grond geproduceerd wanneer organisch plantaardig en dierlijk materiaal gedurende duizenden jaren bij hoge temperaturen wordt samengeperst en wordt daarom beschouwd als een fossiele brandstof.

distikstofoxide

hoofdpagina

distikstofoxide (N2O), beter bekend als lachgas vanwege het gebruik als verdovingsmiddel in chirurgie, is een natuurlijk voorkomend gas dat vaak wordt gebruikt in raketten en racen om het vermogen als oxidator te verbeteren. Terwijl in veel lagere concentraties dan zowel kooldioxide en methaan, stikstofoxide heeft een GWP 298 keer groter dan die van kooldioxide. Hoewel het een belangrijke bijdrage levert aan het broeikaseffect, is lachgas ook de primaire regulator van ozon in de stratosfeer. Distikstofoxide reageert met zuurstof om stikstofmonoxide te produceren, dat op zijn beurt reageert met ozon handhaven concentratiebalansen. Lachgas wordt ook vaak gebruikt als aërosolstuwmiddel voor bussen gevuld met stoffen zoals slagroom en als een inert gas bij het vullen van chips en andere snacks om ze tijdens het transport te beschermen tegen compressie. Lachgas wordt van nature in het milieu in de bodem geproduceerd door verschillende organische chemische reacties.

ozon

hoofdpagina

ozon (O3) is een allotrope (alternatieve vorm) van zuurstof in de bovenste atmosfeer en is veel instabieler dan diatomaire zuurstof die vaak op zeeniveau wordt aangetroffen. Ozon bestaat voornamelijk in de bovenste atmosfeer omdat het voornamelijk wordt geproduceerd door de absorptie van ultraviolette stralen van de zon en breekt in de lagere atmosfeer als gevolg van instabiliteit, deze absorptie van UV-straling is zelf waardevol omdat het het oppervlak beschermt tegen de schadelijke stralen. Een andere veel voorkomende bron van ozon is van elektrische ontlading in de atmosfeer als gevolg van bliksem. Hoewel de GWP—waarde voor ozon tussen 918-1022 ligt—een van de hoogste geregistreerde waarden-is het een kortlevende chemische soort als gevolg van instabiliteit en daarom wordt het GWP over een horizon van 20 jaar geschat op slechts 62-69. Ozonconcentraties die meetbaar zijn op grondpiekpieken die in de huidige tijd aanzienlijk hoger zijn dan in pre-industriële tijden, zelfs in gebieden die volledig buiten de industriële activiteit vallen. Langdurige blootstelling aan ozon op leefniveau is gevaarlijk gebleken, schadelijk voor de longfunctie, en is in verband gebracht met pre-Rijpe dood als gevolg van verschillende aandoeningen van de luchtwegen en een hartaanval.

CFK ’s

hoofdpagina

Chloorfluorkoolstof (CFK’ s) is een organische verbinding die koolstof, fluor en chloor bevat en wordt geproduceerd als een Vluchtig derivaat van fossiele brandstoffen zoals methaan. CFK ’s zijn gebruikt als koelmiddelen, drijfgassen en oplosmiddelen in de productie, hoewel de productie van CFK’ s in de afgelopen jaren is afgebouwd als gevolg van het Montreal Protocol. De productie van CFK ‘ s is geleidelijk afgeschaft en vervangen door koolwaterstoffen en kooldioxide vanwege zijn bijdrage aan de afbraak van de ozon en het effect als broeikasgas.

Video

De video hieronder is een lezing van Prof. David Archer, Departement geofysische Wetenschappen aan de Universiteit van Chicago, over orkanen en hoe klimaatverandering orkanen beïnvloedt:

voor meer informatie

voor meer informatie zie de verwante pagina ‘ s hieronder:

• ozon
• stikstofoxide
• kooldioxide
• waterdamp
• of verken een willekeurige pagina!