Gazy cieplarniane

Czas czytania: 0 minut

Ostatnia aktualizacja:

Gazy cieplarniane przepuszczają większość docierającego do planety elektromagnetycznego promieniowania słonecznego (zwanego krótkofalowym), a pochłaniają promieniowanie podczerwone (zwane długofalowym) z planety. Dzięki utrudnieniu ucieczki energii w przestrzeń kosmiczną, średnia temperatura atmosfery i powierzchni planety są podwyższone. W atmosferze ziemskiej gazy cieplarniane obecne są zarówno w wyniku naturalnych procesów, jak i na skutek działalności człowieka.

Gaz cieplarniany, gaz szklarniowy (GHG, Greenhouse gas)

To gazowy składnik atmosfery biorący udział w efekcie cieplarnianym. Do gazów cieplarnianych na Ziemi zalicza się: parę wodną (najpowszechniejszy z gazów cieplarnianych w atmosferze), dwutlenek węgla (CO2), metan (CH4), freony (CFC), podtlenek azotu (N2O), halon, gazy przemysłowe (HFC, PFC, SF6), ozon.

Atmosfera Ziemi się zmienia

Naturalnie występujące w atmosferze gazy cieplarniane, absorbując energię słoneczną, przyczyniły się do powstania efektu cieplarnianego, a co za tym idzie narodziny życia na Ziemi. Niestety obecna działalność człowieka i związane z nim spalanie paliw kopalnych, ropy naftowej, węgla i gazu, prowadzi do koncentracji tych gazów w atmosferze, uniemożliwiając oddawanie nadmiaru ciepła przez Ziemię, oraz odpowiednie jej schłodzenie. Prowadzi to do wzrostu średniej temperatury, nasilenia się efektu cieplarnianego, globalnego ocieplanie i zmian klimatu.

Wyobraź sobie, że śpisz pod grubym kocem w samym środku lata. Co się dzieje z twoim ciałem? Przegrzewa się. To właśnie dzieje się z Ziemią.

Wkład poszczególnych gazów w efekt cieplarniany

Wkład gazu w efekt cieplarniany zależy od jego zdolności pochłaniania promieniowania podczerwonego i stężenia tego gazu w atmosferze. Przykładowo, metan silniej niż dwutlenek węgla pochłania promieniowanie podczerwone, ale jego ilość w atmosferze jest mniejsza, z czego wynika mniejszy udział tego gazu w efekcie cieplarnianym. Wielkością charakteryzującą możliwość wpływania wybranej substancji na efekt cieplarniany jest potencjał tworzenia efektu cieplarnianego.

Gazy według ich bezpośredniego wpływu na efekt cieplarniany:

Związek chemicznyWzór chemicznyStężenie w atmosferze (ppm)Udział (%)
Para wodna i chmuryH2O10–50,000 (ilość pary wodnej znacznie zmienia się w zależności od miejsca i warunków atmosferycznych)36–72%
Dwutlenek węglaCO2~4009–26%
MetanCH4~1.84–9% 
OzonO32–8 (stężenie w stratosferze. Około 90% ozonu w atmosferze znajduje się w stratosferze)3–7%  
Gazy według ich bezpośredniego wpływu na efekt cieplarniany:
Zawartość gazów cieplarnianych w atmosferze ziemskiej w stosunku do roku 1990
Wikipedia / @ US Environmental Protection Agency / Public domain

dodatkowe informacje:
Globalen ocieplenie
Efekt cieplarniany
Potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (Global warming potential, GWP)

Koncentracje i emisje gazów cieplarnianych na Ziemi

Para wodna

Para wodna

Para wodna jest jednym z najważniejszych gazów w powietrzu. W atmosferze Ziemi, para wodna jest elementem cyklu hydrologicznego. Para wodna tworzy się przez parowanie wody albo przez sublimację lodu. W atmosferze para wodna kondensuje lub resublimuje tworząc mgły lub chmury.

Ilość pary wodnej w powietrzu nazywamy wilgotnością powietrza i mierzymy psychrometrem (wilgotnościomierzem). Masa pary wodnej na jednostkę masy powietrza nazywa się stosunkiem zmieszania pary wodnej – jest to wielkość bezwymiarowa. Masa pary wodnej na metr sześcienny powietrza nazywa się wilgotnością bezwzględną. Natomiast stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej masy do ciśnienia pary wodnej nasyconej nazywamy wilgotnością względną. Ciśnienie pary wodnej nasyconej jest zależne tylko od temperatury i jest opisane równaniem Clausiusa-Clapeyrona.

Inną formą zmiany stanu jest przejście molekuły wody z postaci lodowej do postaci gazowej. Proces ten jest nazywany sublimacją. Sublimacja lodu lub śniegu zachodzi gdy temperatura jest niższa od temperatury punktu potrójnego (0,01 °C) a powietrze jest suche.

Para wodna kondensuje kiedy osiąga nasycenie w powietrzu, dla danej zawartości pary wodnej w powietrzu następuje to poniżej temperatury zwanej temperaturą punktu rosy. Kondensacja na zimnej powierzchni następuje w wyniku ochłodzenia warstwy powietrza w pobliżu tej powierzchni. W idealnie czystym otoczeniu para wodna nie kondensuje pomimo osiągnięcia stanu nasycenia, kondensujące cząsteczki pary muszą przyłączać się do istniejących w powietrzu drobin pyłów, kryształków lub kropelek wody zwanych jądrami nukleacji – innymi słowy, kondensacja pary wodnej jest nukleacją heterogeniczną. Kondensacja pary wodnej oddaje energię i powoduje ocieplenie powietrza lub powierzchni na której następuje kondensacja.

Kondensacja pary wodnej w atmosferze tworzy chmury i mgły, na powierzchni ziemi jest przyczyną powstawania osadów atmosferycznych.

Przykładem zjawiska dla którego procesy parowania i kondensacji są kluczowe jest cyklon tropikalny. Cyklon może być rozpatrywany jako rodzaj silnika parowego (cieplnego), w którym na powierzchni oceanu następuje parowanie, które nagrzewa i nawilża powietrze co wywołuje wzrost objętości powietrza. Gdy wilgotne i ciepłe powietrze uniesie się ulega ochłodzeniu, w wyniku czego następuje kondensacja pary wodnej oraz zmniejszanie się objętości powietrza. Zmiany objętości poprzez zmianę gęstości wywołują ruchy konwekcyjne które napędzają ruch powietrza w atmosferze, które wywołuje cyklony.

Para wodna w atmosferze

Głównym źródłem pary wodnej w atmosferze jest parowanie globalnego oceanu, mniejszych zbiorników wodnych (morza, jeziora) i roślinności (transpiracja). Zawartość pary wodnej w atmosferze zależy od jej średniej temperatury: w przypadku wzrostu temperatury koncentracja pary wodnej rośnie, w przypadku ochłodzenia – spada.

Człowiek nie jest w stanie trwale wpłynąć na średnią koncentrację pary wodnej w atmosferze: ewentualne niedobory zostaną szybko uzupełnione przez parowanie z ogromnego rezerwuaru, jakim jest ocean, ewentualne lokalne nadwyżki (np. związane z użyciem chłodni kominowych) skończą się powstaniem zachmurzenia, opadów i wycofaniem nadmiaru pary z atmosfery.

Para wodna jest najważniejszym gazem cieplarnianym i odgrywa kluczową rolę we wszystkich rozważaniach dotyczących zmian klimatu. Większość pary wodnej znajduje się w troposferze, a stosunek zmieszania zmniejsza się z wysokością około dwóch razy na każdy kilometr. Dla przykładu, jeżeli na powierzchni ziemi jest około 10 gramów pary wodnej na kilogram powietrza (10g/kg), to na wysokości 1 kilometra stosunek zmieszania będzie 5 g/kg itd.

Rozkład pary wodnej w atmosferze
Rozkład pary wodnej w atmosferze / Wikimedia / @ NASA / Public domain

Rozkład pary wodnej w atmosferze

Zawartość pary wodnej w atmosferze można wyznaczyć za pomocą pomiarów optycznych w części widma elektromagnetycznego (np. 940 nm), w której zachodzi absorpcja promieniowania przez parę wodną. Sieć AERONET dokonuje tego typu pomiarów.

W atmosferze ilość pary wodnej ocenia się też w kolumnie atmosferycznej. Jeżeli wyobrazimy sobie prawie 10-kilometrową rurkę o podstawie 1 centymetra kwadratowego i skroplimy całą parę wodną w niej zawartą, to otrzymamy tzw. skroploną ilość pary wodnej (precipitable water vapor content).

Powyższy rysunek przedstawia ilość skroplonej pary wodnej w troposferze otrzymaną z pomiarów satelitarnych. Wynosi ona około zera w obszarach biegunowych do około 8 cm w tropikach. Kolumnową ilość pary wodnej w atmosferze uzyskuje się rutynowo z sondaży atmosferycznych, oraz na podstawie technik teledetekcyjnych, m.in. meteorologii geopozycyjnej.

Dwutlenek węgla CO2

Dwutlenek węgla CO2

Badania rdzeni lodowych pokazują, że w ciągu ostatnich 800 tys. lat (do czasu rewolucji przemysłowej) koncentracja dwutlenku węgla w atmosferze wahała się w granicach od 170ppm (podczas epok lodowych) do 300ppm (podczas interglacjałów). Od roku 1750 człowiek doprowadził do znacznego zwiększenia stężenia dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych w atmosferze. Według danych Światowej Organizacji Meteorologicznej, w roku 2017 koncentracja dwutlenku węgla wyniosła 405,5±0,1 ppm (wzrost o 46% czyli ok. 127 ppm względem roku 1750).

Źródła naturalne CO2

Ilość dwutlenku węgla wydzielanego do atmosfery ziemskiej ze źródeł naturalnych jest 20 razy większa od emisji pochodzenia antropogenicznego (związanej z aktywnością ludzką). Występowanie innych od powyższych danych wynika z odmiennego zdefiniowania naturalnych źródeł emisji gazów cieplarnianych. Antropogeniczna emisja dwutlenku węgla jest pięciokrotnie mniejsza od naturalnej, zdefiniowanej jako działalność wulkaniczna i procesy zachodzące w glebie.

Naturalne emisje dwutlenku węgla są kompensowane przez naturalne procesy jego pochłaniania, takie jak np. wietrzenie skał i fotosynteza. W efekcie przed początkiem okresu masowego spalania paliw kopalnych przez człowieka ilości dwutlenku węgla dostarczanego i odbieranego z atmosfery równoważyły się, przez co jego stężenie atmosferyczne pozostawało na poziomie 260–280 ppm w czasie 10 000 lat między maksimum ostatniego zlodowacenia a początkiem rewolucji przemysłowej.

Do naturalnych źródeł emisji dwutlenku węgla zalicza się między innymi:

  • zbiorniki wodne (uwalnianie rozpuszczonego w niej CO2)
  • aktywność biologiczną flory i fauny (oddychanie i procesy rozkładu)
  • aktywność wulkaniczną – emisje gazów. Wielkości emisji gazów wulkanicznych różnią się znacznie w czasie.

Źródła antropogeniczne

Do źródeł emisji powodowanych działalnością człowieka zalicza się przede wszystkim:

  • spalanie paliw kopalnych
  • produkcja cementu i innych substancji z węglanów
  • użytkowanie lądu, szczególnie wylesianie lub wysuszanie mokradeł

Ogólnoświatowa emisja dwutlenku węgla związana ze spalaniem paliw kopalnych i produkcją cementu wyniosła w roku 2017 36,2 mld t (27% Chiny, 15% USA, 10% Unia Europejska, 7% Indie, 42% reszta świata). 40% tych emisji związany był z użyciem węgla kamiennego, 35% ropy naftowej, 20% gazu ziemnego, 4% z produkcją cementu a 1% z pochodniami gazowymi. Emisja CO2 w 2017 wzrosła o 1,6% w stosunku do 2016 roku. Emisje związane ze zmianami użytkowania terenu (wylesianiem, wysuszaniem mokradeł itd.) wyniosły w roku 2017 ok. 5,13 mld t.

W Unii Europejskiej w 2005 roku z ogólnej emisji 4543 mln t na sektor energetyczny przypadło 1569,4 mln t; transport 1246,6 mln t; przemysł 942,9 mln t; gospodarstwa domowe 482,0 mln t; usługi 276,5 mln t; inne 26,0 mln t. Ogółem emisja CO2 od roku bazowego protokołu z Kioto (1990) wzrosła ok. 49%.

Emisje dwutlenku węgla w Polsce

Nie uwzględniając użytkowania lasów i gruntów emisja CO2 w 1988 roku była najwyższa i osiągnęła 565 mln t ekwiwalentu CO2. W latach 1988–1990 emisja ta spadła do 454 mln t ekwiwalentu CO2 rocznie. Od 1999 roku poziom ten nie przekracza 400 mln t ekwiwalentu CO2 rocznie. W roku 2017 polskie emisje związane ze spalaniem paliw kopalnych i produkcją cementu wyniosły w sumie ok. 322 mln t CO2 (za 62% odpowiadało spalanie węgla, 24% ropy, 12% gazu, 2% produkcja cementu).

dodatkowe informacje:
Dwutlenek węgla CO2
Lista państw według rocznej emisji CO2
Dwutlenek węgla w atmosferze Ziemi

Metan

Metan CH4

Wraz z nastaniem rewolucji przemysłowej rozpoczął się szybki wzrost koncentracji metanu w atmosferze. W połowie lat osiemdziesiątych XX wieku, gdy stężenie gazu osiągnęło 1650 ppb, wzrost spowolnił, a między rokiem 2000 i 2006 roku całkowicie ustał. Od roku 2006 ponownie obserwuje się jednak wzrost koncentracji metanu w atmosferze. Według danych Światowej Organizacji Meteorologicznej, w roku 2017 stężenie CH4 wyniosło 1859±2 ppb (wzrost o 157% czyli ok. 1138 ppb względem roku 1750). Przyczyny ostatniego przyrostu ilości metanu w atmosferze są tematem badań. Analizy składu izotopowego wskazują, że jest on efektem aktywności bakterii np. w bagnach, zbiornikach słodkiej wody, na wysypiskach i w związku z rolnictwem.

Źródła naturalne

Do naturalnych źródeł metanu zalicza się przede wszystkim:

  • mokradła
  • źródła geologiczne (naturalne uwalnianie metanu z głębi Ziemi)
  • wody słodkie (gnicie szczątków organicznych)
  • termity
  • pożary roślinności
  • wieloletnią zmarzlinę i klatraty metanu

W latach 2003-2012 średnie roczne emisje metanu z mokradeł wyniosły prawdopodobnie 167 (między 127 a 202) mln ton CH4 a z pozostałych źródeł naturalnych w sumie 64 (między 21 a 132) mln ton CH4.

Źródła antropogeniczne

Do źródeł metanu związanych z działalnością człowieka zalicza się przede wszystkim:

  • wydobycie i użycie paliw kopalnych
  • hodowlę przeżuwaczy
  • wysypiska i odpady
  • pola ryżowe
  • spalanie biomasy

W latach 2003-2012 średnie roczne emisje metanu związane z wydobyciem i użyciem paliw kopalnych wyniosły prawdopodobnie 105 (między 77 a 133) mln ton CH4, a związane z rolnictwem 188 (między 115 a 243) mln ton.

dodatkowe informacje:
Metan

Ozon ozonosfera - warstwa ozonowa

Ozon

Ozon (O3) to alotropowa odmiana tlenu składająca się z trójatomowych cząsteczek. Naturalnie gromadzi się w stratosferze tworząc warstwę ozonową, która pochłania część promieniowanie z zakresu nadfioletu o długości fali między 200 nm a 300 nm dochodzącego ze Słońca do Ziemi.

Warstwa ta ma istotne znaczenie ochronne dla życia na Ziemi, jako że wysokoenergetyczne promieniowanie ultrafioletowe uszkadza cząsteczki DNA i jest czynnikiem rakotwórczym. Mimo że nazwa sugeruje jego duży udział, cały ozon z ozonosfery w warunkach normalnych utworzyłby na poziomie morza warstwę o grubości ok. 3 mm.

Zupełnie inne znaczenie biologiczne ma ozon przygruntowy, który jest szkodliwy dla organizmów żywych.

Zubożenie warsty ozonowej

Wiele czynników chłodniczych wprowadzonych przez ludzi w XX wieku, szczególnie freony, okazało się być substancjami zubożającymi warstwę ozonową. W latach 1980. odkryto przerzedzenie warstwy ozonowej ponad obszarami okołobiegunowymi, nazwane dziurą ozonową. Rozrost dziury ozonowej w związku z uwalnianiem tych substancji do środowiska sprawił, że podjęto międzynarodowe działania na rzecz ograniczenia ich stosowania.

Ozonosfera przyczynia się do wzrostu temperatury w warstwie stratosfery, ponieważ ozon pochłania promieniowanie nadfioletowe, a jego energia zamieniana jest w ciepło. Trudno jednak jednoznacznie określić związek między zanikaniem ozonu i zmianami klimatu. Wydaje się że ogrzewanie stratosfery spowodowane przez absorpcję promieniowania przez ozon jest ważnym czynnikiem w ustaleniu się warunków pogodowych na Ziemi.

Ponieważ ozon ogrzewa zewnętrzne warstwy atmosfery, jego zanik powinien przyczynić się do zmniejszenia globalnego ocieplenia powodowanego przez związki chlorofluorowęglowe. Jednak oddziaływania te nie znoszą się wzajemnie i ubytek stratosferyczny ozonu, stanowiącego tarczę przeciwko promieniowaniu ultrafioletowemu jest generalnie traktowany jako poważniejsze zagrożenie niż wkład ubytku ozonu w wychładzanie atmosfery.

dodatkowe informacje:
Ozon i oznosfera- warstwa ozonowa

Podtlenek azotu N2O (Tlenek diazotu)

Podtlenek azotu N2O (Tlenek diazotu)

Podtlenek diazotu występuje w atmosferze Ziemi w stężeniu 336 ppb. Jego stężenie wzrosło z ok. 270 ppb w epoce przedprzemysłowej do obecnej wartości m.in. ze względu na działalność człowieka, która odpowiada za ok. 40% emisji tego gazu.

Tlenek diazotu jest trzecim najistotniejszym pod względem wymuszenia radiacyjnego długo żyjącym gazem cieplarnianym (po dwutlenku węgla i metanie). Wzrost stężenia N2O od epoki przedprzemysłowej spowodował wymuszenie radiacyjne szacowane na 0,2 W/m2. Średni czas życia podtlenku azotu w atmosferze jest szacowany na 114 lat, a potencjał tworzenia efektu cieplarnianego jest 144 razy silniejszy niż dla dwutlenku węgla.

Najistotniejszym źródłem tego związku związanych z działalnością człowieka jest rolnictwo.

dodatkowe informacje:
Podtlenek azotu

Halon

Halon

Halon to nazwa handlowa związków bromo-, fluoro- i chloropochodnych węglowodorów (np. Halon 1211 – bromochlorodifluorometan – CF2ClBr, Halon 1301 – bromotrifluorometan – CBrF3), stosowanych dawniej jako środki gaśnicze. Działanie gaśnicze halonów, polegające na przerwaniu reakcji spalania w wyniku dezaktywacji wolnych rodników w płomieniu, odznacza się bardzo wysoką skutecznością. Halony przeznaczone były do gaszenia pożarów klasy B (płyny) i C (gazy). Ze względu na swoje właściwości używane były również do gaszenia pożarów urządzeń elektronicznych, telekomunikacyjnych i elektrycznych pod napięciem.

Wady bromo-, fluoro- i chloropochodnych węglowodorów

Z uwagi na wysoki potencjał niszczenia ozonu na mocy Protokołu Montrealskiego halony zostały wycofywane z użycia. Mają one właściwości podobne do freonów, podobnie jak one niszczą warstwę ozonową w atmosferze ziemskiej.

Kolejną poważną wadą tych związków jest ich szkodliwość dla zdrowia człowieka. Działanie toksyczne wykazują zarówno opary samego halonu jak i związków powstałych w wyniku jego rozkładu w wysokiej temperaturze. Z powyższych względów obecnie już prawie nie używa się na świecie tego środka gaśniczego. W stałych urządzeniach gaśniczych wprowadzono zamienniki halonów, które są mieszaninami gazowymi o podobnych własnościach i skuteczności gaśniczej, co halony, lecz niewielkiej szkodliwości w stosunku do środowiska naturalnego (atmosfery) np. FE-36 (heksafluoropropan) i FM-200 (heptafluoropropan).

Freon CFC

Freon CFC

Freony, chlorofluorowęglowodory (CFC, chlorofluorocarbons) to grupa chloro- i fluoropochodnych węglowodorów alifatycznych. Freony były masowo stosowane jako ciecze chłodnicze w chłodziarkach, gaz nośny w aerozolowych kosmetykach, oraz do produkcji spienionych polimerów, aż do odkrycia, że są to substancje zubożające warstwę ozonową.

Freony łatwo ulatniają się do atmosfery z nieszczelnych instalacji, bez pozostawiania widocznych śladów wycieku, co powoduje, że nieszczelności takie trudno jest wykryć, o ile nie towarzyszy im wyciek oleju obecnego zazwyczaj w układzie.

Niszczenie warsty ozonowej

W latach 1970. opublikowano badania dowodzące, że emisja freonów do atmosfery powoduje niszczenie warstwy ozonowej w atmosferze. Temat zyskał na popularności w latach 80. i 90., kiedy obniżenie koncentracji ozonu nad Antarktydą, zwane dziurą ozonową, stało się oczywiste. Aktualnie istnieje szereg badań, prowadzonych przez niezależne ośrodki naukowe, potwierdzających szkodliwość działania freonów i wskazujących na ich kumulację w atmosferze, ze względu na ich trwałość. Potencjał niszczenia ozonu (wskaźnik ODP) dla freonu CFC-11 stał się podstawą skali, z wartością 1.

W latach 90. XX wieku uznano freony powszechnie za szkodliwe dla środowiska. Zostały opracowane regulacje prawne ograniczające użycie freonów, do których przystąpiła większość krajów świata: Konwencja Wiedeńska w Sprawie Ochrony Warstwy Ozonowej, a następnie Protokół Montrealski. Największe gospodarki świata zgodziły się na zamrożenie produkcji freonów na poziomie z roku 1986. Także w Polsce są to substancje kontrolowane, których wprowadzenie do obrotu wiąże się z opłatami (z wyjątkiem produkcji leków).

Chlorofluorowęglowodory są także istotnymi gazami cieplarnianymi. Potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (wskaźnik GWP) niektórych substancji z tej grupy jest tysiące razy wyższy niż w przypadku dwutlenku węgla.

CFC zostały zastąpione w chłodnictwie przez związki HCFC (częściowo halogenowane chlorofluorowęglowodowy), które mają znacznie niższy potencjał niszczenia ozonu. Jednak HCFC także są gazami cieplarnianymi.

dodatkowe informacje:
Freon (CFC)
Konwencja Wiedeńska w Sprawie Ochrony Warstwy Ozonowej
Protokół Montrealski

Gazy przemysłowe HFC PFC SF6

Gazy przemysłowe HFC, PFC, SF6

HFC (fluorowęglowodory)

Gazy HFC zostały wprowadzone na rynek w latach 80 jako substytut dla gazów szkodzących warstwie ozonowej. Jednak zagrożenie dla środowiska związane ze stosowaniem HFC urosło do rangi poważniejszego problemu, gdy w krajach rozwijających się takich jak Chiny i Indie nastał boom na urządzenia klimatyzacyjne i lodówki. HFC stosowane są również m.in. w inhalatorach, piankach i aerozolach.

Fluorowęglowodory mogą być do 10 tys. razy bardziej szkodliwe niż CO2. Obecnie każdego roku fluorowęglowodory emitują tyle zanieczyszczeń, co 300 elektrowni węglowych, a zjawisko to będzie się jeszcze nasilać w nadchodzących dekadach.

Fluorokarbony PFC

Fluorokarbony, fluorki węgla, perfluorowęglowodory, PFC (perfluorocarbons) to klasa związków chemicznych składających się wyłącznie z atomów węgla i fluoru, pochodzących formalnie od węglowodorów, w których wszystkie atomy wodoru zostały zastąpione atomami fluoru.

W przemyśle perfluorowęglowodory są stosowane jako czynniki wymiany ciepła, rozpuszczalniki, gazy nośne oraz stanowią odpad wielu procesów technologicznych. Są nietoksyczne i nie mają barwy ani zapachu. Są jednak szkodliwe dla środowiska, gdyż w formie gazowej, po przedostaniu się do atmosfery ziemskiej powodują efekt cieplarniany. Szacuje się, że mają one 6500–9200 razy wyższy potencjał tworzenia efektu cieplarnianego niż dwutlenek węgla.

Heksafluorek siarki SF6

Heksafluorek siarki, fluorek siarki(VI), SF6 to nieorganiczny związek chemiczny o bardzo dobrych własnościach dielektrycznych. Jest to bezbarwny gaz, bez smaku i zapachu, ok. 5 razy gęstszy niż powietrze (6,4 kg/m³).

Jego własności elektroizolacyjne są około 3 razy lepsze niż powietrza, dobrze gasi łuk elektryczny, przewodność cieplna (1,26×10−4 W/(cm·K)) jest ok. 2 razy mniejsza od przewodności cieplnej powietrza (2,86×10−4 W/(cm·K)), jest niepalny, mało aktywny chemicznie oraz w warunkach normalnych jest nietoksyczny (porównywalny z gazami szlachetnymi, jak np. argon lub hel). W podwyższonych temperaturach (powyżej 200 °C), a zwłaszcza w ekstremalnie wysokich temperaturach jak np. generowanych w łuku elektrycznym i przy obecności wilgoci lub tlenu mogą powstawać toksyczne substancje, głównie SF4 i SOF2.

SF6 zaliczany jest do fluorowanych gazów cieplarnianych (tzw. F-gazy), które ze względu na trwałość swoich cząsteczek długotrwale przebywają w atmosferze i wpływają na podwyższenie jej temperatury. Z uwagi na opisane wyżej swoje właściwości jest stosowany w hermetycznie zabudowanych rozdzielniach wysokiego napięcia. Współczynnik ocieplenia globalnego (GWP) SF6 wynosi 23 900, co czyni go najmocniejszym dotychczas znanym gazem cieplarnianym IPCC. Wartość tego współczynnika oznacza, że kilogram tego związku ma takie samo działanie, jak 23 900 kg dwutlenku węgla.

Emisja SF6 jest praktycznie całkowicie pochodzenia antropogenicznego i powoduje jego postępującą i nieodwracalną akumulację w atmosferze. Przeprowadzone w latach 1980–1990 badania wykazały roczny wzrost jego stężenia o 7%, od zanotowanego w 1980 roku poziomu poniżej 1 ppt do niemal 4 ppt w późnych latach 90., co oznacza około 4-krotny wzrost na przestrzeni 20 lat. Jest niezwykle trwały w atmosferze, jego czas rozkładu szacuje się na 800–3200 lat.

zobacz również:
Global Carbon Project – aktualne dane o emisjach dwutlenku węgla i metanu (w tym atlas emisji CO2)
WMO Greenhouse Gas Bulletin (published annually) – Biuletyn Światowej Organizacji Meteorologicznej o Gazach Cieplarnianych
Gazy cieplarniane i ich cechy – artykuł popularnonaukowy w serwisie „Nauka o klimacie”
Skąd się biorą antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych? – rozdział z podręcznika „Klimatyczne ABC”

źródło:
Gaz cieplarniany, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Para wodna (meteorologia), autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Dwutlenek węgla, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Dwutlenek węgla w atmosferze Ziemiautorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Metan, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Tlenek diazotu, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Halony, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Ozon, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Ozonosfera, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Efekt cieplarnianyautorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Freony, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Fluorokarbony, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0
Heksafluorek siarki, autorzy, licencja CC BY-SA Deed 3.0

Zmiany klimatu – dodatkowe informacje:
carbon offset, dekarbonizacja, denializm klimatyczny (zaprzeczanie globalnemu ociepleniu), depresja klimatyczna (ekolęk, lęk klimatyczny), fakty i mity klimatyczne, handel emisjami CO2, hipoteza pistoletu metanowego, naturalna zmienność klimatu, neutralność klimatyczna, neutralność węglowa, odnawialne źródła energii, rekompensata węglowa, sekwestracja CO2, ślad ekologiczny, ślad węglowy, ślad wodny, węglowy rezerwuar, zielona transformacja energetyczna, zielony rozwój, zrównoważony rozwój

efekt cieplarniany, gazy cieplarniane, globalne ocieplenie
dwutlenek węgla, freony (chlorofluorowęglowodory CFC), metan, ozon, podtlenek azotu

międzynarodowe organizacje, petycje, protokoły, umowy:
Europejski System Handlu Emisjami (EU ETS), Europejski Zielony Ład, funduszu Loss and Damage, Green Climate Fund, Konferencje Stron COP (Conferences of the Parties), Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC), Petycja Oregońska, Porozumienie Paryskie, Protokół z Kioto, Ramowa konwencja Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu (United Nations Framework Convention on Climate Change – UNFCCC, FCCC)

zagrożenia ekologiczne związane z zmianami klimatu:
blaknięcie (bielenie) raf koralowych, El Niño, ekstremalne zjawiska, gatunki zagrożone wyginięciem, geoinżynieria klimatu, gwałtowne zmiany pogody, huragany, kwaśny deszcz, La Niña, miejska wyspa ciepła, migracje gatunków, migracja ludności, ocieplenie oceanu, odtlenienie oceanu, osuwiska i tsunami, otwarcie nowych szlaków handlowych, paliwa kopalne, podtopienia, powodzie, punkty krytyczne w ziemskim systemie klimatycznym, pustynnienie, redukcja morskiej pokrywy lodowej (zmniejszenie zasięgu i frekwencji lodu morskiego), sprzężenia zwrotne w ziemskim systemie klimatycznym, straty ekonomiczne, susza, topnienie lodowców i lądolodów, topnienie lodu morskiego, topnienie wiecznej zmarzliny, ubożenie (utrata) różnorodności biologicznej, wydłużony okres wegetacyjny roślin, wylesianie (deforestacja), wymieranie gatunków, wzrost poziomu mórz i oceanów, wzrost śmiertelności, zakwaszenie wód (rzek, jezior, mórz i oceanów), zmniejszony dopływ słodkiej wody, zanieczyszczenie powietrza, zanieczyszczenie środowiska, zmiana (modyfikacja) cyrkulacji atmosferycznej, zmiana cyrkulacji termohalinowej (zaburzenie cyrkulacji oceanicznej), zwiększenie produkcji rolnej, zwiększenie powierzchni tundry w Arktyce, zwiększony zasięg występowania wektorów przenoszących zakaźne drobnoustroje (rozprzestrzenianie się chorób)

Zagrożenia ekologiczne – dodatkowe informacje:

definicje, teorie, hipotezy, zjawiska:
antropocen, bezpieczeństwo ekologiczne, biologiczny potencjał Ziemi do regeneracji (biocapacity), bioremediacja, ekobójstwo (ekocyd), ekomodernizm, ekoterroryzm, globalne zagrożenia ekologiczne, granice planetarne, hipoteza wypadających nitów (rivet popping), kapitalocen, katastrofy i klęski ekologiczne, katastrofy ekologiczne na świecie, klęski żywiołowe, masowe wymieranie, monokultura, komodyfikacja żywności (utowarowanie), plantacjocen, plastikoza, plastisfera (plastisphere), przeludnienie, syndrom przesuwającego sią punktu odniesienia, szóste masowe wymieranie (szósta katastrofa), tragedia wspólnego pastwiska, utrata bioróżnorodności, Wielkie przyspieszenie, zielony anarchizm, zjawisko przedniej szyby

degradacja środowiska:
akwakultura, betonoza (betonowanie miast), choroby odzwierzęce, górnictwo morskie, hodowla zwierząt, melioracja, monokultura, niszczenie siedlisk, przełownie, przemysł wydobywczy, przyłów, rolnictwo, spadek liczebności owadów, turystyka masowa, wylesianie (deforestacja), wypalanie traw

ozon i ozonosfera (warstwa ozonowa):
dziura ozonowa, freon (CFC)

zanieczyszczenie środowiska:
bisfenol A (BPA), eutrofizacja, farmaceutyki, handel emisjami zanieczyszczeń, kwaśny deszcz, mikroplastik, martwe strefy, nanoplastik, neonikotynoidy, niedopałki papierosów, odpady niebezpieczne, pestycydy, polichlorowane bifenyle (PCB), przemysł tekstylny (włókienniczy). sieci widma, sinice, składowiska odpadów (wysypiska śmieci), smog, sól drogowa, sztuczne ognie (fajerwerki, petardy), tworzywa sztuczne (plastik), Wielka Pacyficzna Plama Śmieci, wycieki ropy naftowej, zakwaszenie wód (rzek, jezior, mórz i oceanów), zanieczyszczenie gleby, zanieczyszczenie hałasem, zanieczyszczenie powietrza, zanieczyszczenie światłem, zanieczyszczenie wody

zmiany klimatu (kryzys klimatyczny):
blaknięcie (bielenie) raf koralowych, denializm klimatyczny (zaprzeczanie globalnemu ociepleniu), efekt cieplarniany, ekstremalne zjawiska, gazy cieplarniane, globalne ocieplenie, kryzys wodny, miejska wyspa ciepła (MWC), migracje gatunków, nawałnice, ocieplenie oceanu, wzrost poziomu mórz i oceanów, podtopienie, powódź, pożar lasu, przyducha, pustynnienie, susza, topnienie lodowców i lądolodów, topnienie lodu morskiego, trąba powietrzna, upał

klęski i katastrofy ekologiczne:
katastrofy jądrowe (nuklearne), katastrofy przemysłowe, największe katastrofy ekologiczne na świecie, największe katastrofy ekologiczne w Polsce, wycieki ropy naftowej

Czerwona księga gatunków zagrożonych, Czerwona Lista IUCN (The IUCN Red List):
gatunek wymarły (extinct EX), gatunek wymarły na wolności (extinct in the wild EW), gatunek krytycznie zagrożony (critically endangered CR), gatunek zagrożony (endangered EN), gatunek narażony gatunek wysokiego ryzyka (vulnerable VU), gatunek bliski zagrożenia (near threatened NT), gatunek najmniejszej troski (least concern LC)
Polska czerwona księga roślin, Polska czerwona księga zwierząt
gatunek inwazyjny (inwazyjny gatunek obcy IGO)

Poruszający i inspirujący do działania apel Davida Attenborough

Wiedza ekologiczna – dodatkowe informacje:
aforyzmy ekologiczne, biblioteka ekologa, biblioteka młodego ekologa, ekoprognoza, encyklopedia ekologiczna, hasła ekologiczne, hasztagi (hashtagi) ekologiczne, kalendarium wydarzeń ekologicznych, kalendarz ekologiczny, klęski i katastrofy ekologiczne, największe katastrofy ekologiczne na świecie, międzynarodowe organizacje ekologiczne, podcasty ekologiczne, poradniki ekologiczne, (nie) tęgie głowy czy też (nie) najtęższe umysły, znaki i oznaczenia ekologiczne

Dziękuję, że przeczytałaś/eś powyższe informacje do końca. Jeśli cenisz sobie zamieszczane przez portal treści zapraszam do wsparcia serwisu poprzez Patronite.

Możesz również wypić ze mną wirtualną kawę! Dorzucasz się w ten sposób do kosztów prowadzenia portalu, a co ważniejsze, dajesz mi sygnał do dalszego działania. Nad każdym artykułem pracuję zwykle do późna, więc dobra, mocna kawa wcale nie jest taka zła ;-)

Zapisz się na Newsletter i otrzymuj email z ekowiadomościami. Dodatkowo dostaniesz dostęp do specjalnego działu na stronie portalu, gdzie pojawiają się darmowe materiały do pobrania i wykorzystania. Poradniki i przewodniki, praktyczne zestawienia, podsumowania, wzory, karty prac, checklisty i ściągi. Wszystko czego potrzebujesz do skutecznej i zielonej rewolucji w twoim życiu. Zapisz się do Newslettera i zacznij zmieniać świat na lepsze.

Chcesz podzielić się ciekawym newsem lub zaproponować temat? Skontaktuj się pisząc maila na adres: informacje@wlaczoszczedzanie.pl

Więcej ciekawych informacji znajdziesz na stronie głównej portalu Włącz oszczędzanie

Scroll to Top