Въглеродният двуокис и климатът

Ролята на антропогенния фактор за увеличаване на концентрацията на въглероден двуокис

Парниковият ефект е известен отдавна, но делът на парниковите газове се променя постоянно. Въглеродният двуокис вече достига нива на концентрация съизмерими с някои далечни геоложки епохи. Според повечето научни организации, антропогенната дейност е основна причина за повишаването на нивата на парникови газове. Пряката връзка между концентрацията на тези газове и температурата на въздуха говори за все по-ускорени темпове и на глобалното затопляне. 

Земната атмосфера е газовата обвивка на Земята, която се състои от съвкупност от няколко газа. Атмосферата се състои от 78,09% азот, 20,95% кислород и 0,93% аргон. Останалите газове заемат само 0,03% от обема му. Този състав на атмосферата е еднакъв за цялото земно кълбо и остава постоянен до около 100 км височина. Въздухът съдържа и други газове освен изброените, чиято концентрация се променя в пространството и с времето. Те се наричат непостоянни и с най-голямо влияние върху климата са водната пара и въглеродният двуокис. 

Водната пара е с по-голяма концентрация – количеството ѝ се колебае основно  от 0 до 4%, в зависимост от характера на земната повърхност и въздушните течения. Благодарение на нея в атмосферата се образуват облаци и падат валежи. 

Въглеродният диоксид или още въглероден двуокис (CO₂) оказва силно въздействие върху климата. Той е прозрачен за по-голямата част от слънчевата (късовълнова) радиация, идваща към земната повърхност. Но този газ задържа значителна част от излъчената от нашата планета топлина (дълговълнова радиация). По този начин CO₂ съдейства активно за създаването на парниковия ефект, вследствие на който се повишава температурата на въздуха в ниските части на атмосферата в близост до земната повърхност. Трябва да се спомене, че такава роля играят и други газове като водната пара и метана. 

Въглеродният двуокис постъпва в атмосферата по два начина. Първият е  природен – главно при вулканичните изригвания, образува се при гниенето и разлагането на органичните вещества, при дишането на организмите. Вторият е антропогенен – чрез икономическата дейност на човека, основно при изгарянето на различни изкопаеми горива и в по-малка степен от други дейности, като транспорт, битово отопление и др. От друга страна CO₂ се изразходва основно за храна на растенията в процеса на фотосинтеза. Затова и концентрацията му се мени в течение на денонощието и на годината и е различна за различните географски ширини. Съдържанието му в атмосферата в дневните часове е по-малко, отколкото в нощните, през лятото е по-малко отколкото през зимата.  Основен регулатор на концентрацията на CO₂ във въздуха е океанът. В него се съдържа 100 пъти повече въглероден двуокис, отколкото в атмосферата. За разтворения в океаните и крайбрежните зони въглерод, може да прочетете в сладваща публикация посветена на Синия въглерод.

През последните 200 години, концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата се е повишила с повече от 33%. Най-точните и пълни данни за концентрацията на CO₂ датират от 1958 г., когато на връх Мауна Лоа на Хавайските острови започват постоянни инструментални измервания, и те показват непрестанно увеличаване на концентрацията му. Ако в началото на тези измервания концентрацията е била 315 части на милион (ppm), то в началото на нашия век са 370 ppm, а за 2019 г. са 408 ppm. 

В доклад на Световната метеорологична организация (СМО) се посочва, че ако в доиндустриалната епоха промяната на концентрацията на CO₂ е била в рамките на 0.5 до 1 ppm за 100 години, то в днешни дни са нужни само няколко седмици.  От СМО изтъкват, че е налице дългосрочна тенденция за повишаване на концентрацията на въглероден двуокис и бъдещите поколения на Земята ще се сблъскат с още по-тежки последствия от затоплянето на климата – покачване на температурите, увеличаване на броя на екстремалните природни явления, повишаване на нивата на океаните и разрушаване на екосистемите. В същия доклад се казва, че подобни нива на Земята е имало преди 3 до 5 милиона години – тогава средните температури са били с 2 – 3 градуса по-високи, а морското ниво е било с 10 – 20 м по-високо от днешните нива. 

Явно, макар и в много далечно минало, е имало и по-високи нива на CO₂, но притесненията идват от непознатата до този момент скорост, с която става това повишение. Връзката между средните температури и концентрацията на въглероден двуокис е много силна и право-пропорционална т.е. с увеличение на нивата на CO₂ се повишава и температурата. Повечето прогностични модели сочат достигане на 500 ppm CO₂ още преди 2050 година, което означава продължаващо засилване на парниковия ефект и всички последствия произтичащи от това. В тази връзка са и посланията на повечето научни кръгове за намаляване на въглеродния отпечатък на нашето съвремие с цел забавяне повишаването на концентрацията на въглероден двуокис и съответно по-бавен темп на глобалното затопляне. 

Трябва да се отбележи, че в парниковия ефект освен CO₂ участват и други газове, като водната пара и метанът, и то със значителен дял. И докато водната пара има сравнително постоянна роля в парниковия ефект през годините, то метанът, подобно на въглеродния двуокис показва постоянно повишаване на концентрацията си поради антропогенни причини. В бъдеще може да се окаже „невидимата заплаха“ по отношение на глобалното затопляне, ако не му се обръща достатъчно внимание.

Автор: Симеон Матев / Климатека

В публикацията са използвани материали от: 

1. „Климат – въпроси и отговори“, Г. Рачев, 2018.
2. СМО https://community.wmo.int/wmo-greenhouse-gas-bulletin-5 
3. NOAA https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/full.html