主な温室効果ガスとそれらが地球温暖化に及ぼす影響を知る
温室効果ガス（GHG）は、太陽光線の一部を吸収し、大気中の放射の形で再分配し、温室効果と呼ばれる現象で惑星を加熱するガスです。私たちが持っている主なGHGは、CO2、CH4、N2O、O3、ハロカーボン、水蒸気です。
温室効果という名前は、植物を育てるときに通常はガラスでできている温室によって生成される加熱に類似して付けられました。ガラスは日光の自由な通過を可能にし、このエネルギーは部分的に吸収され、部分的に反射されます。吸収された部分は再びガラスを通過するのが難しく、内部環境に放射されます。
温室効果ガスがガラスの役割を果たす地球を暖めるためにも同じ推論を使用することができます。地球の主要なエネルギー源である太陽は、太陽スペクトルと呼ばれる一連の放射を放出します。このスペクトルは、発光放射（光）と熱量放射（熱）で構成されており、赤外線放射が際立っています。発光放射は短波長で大気を通過しやすいのに対し、赤外線（熱量放射）は長波長であるため、大気を通過しにくく、温室ガスに吸収されにくい。
温室効果ガスが実際にどのように機能するかについて、Minuto daTerraが作成したこのビデオをご覧ください。
この問題に関するeCycleポータルのビデオもチェックしてください。
なぜ温室効果の激化が心配なのですか？
説明したように、温室効果は、私たちが知っているように地球上での生活を可能にする自然現象です。温室効果がないと熱が逃げ、冷却を引き起こして惑星を多くの種が住めないようにするからです。
問題は、この影響が人間の行動によってかなり強まっていることです。世界気象庁（WMO）によると、2014年には大気中へのCO2排出の記録がありました。この激化は主に、産業や自動車による化石燃料の燃焼、森林や家畜の燃焼による地球温暖化によるものです。
WMOによると、過去140年間で、世界の平均気温は0.7°C上昇しました。それほど多くはないように見えますが、重大な気候変動を引き起こすには十分でした。そして、現在の速度で汚染率が上昇し続けると、2100年には平均気温が4.5°Cから6°Cに上昇すると予測されています。
この地球の気温の上昇により、極地の大量の氷が溶けて海面が上昇し、沿岸都市の水没や人の強制移動などの問題が発生する可能性があります。ハリケーン、台風、サイクロンなどの自然災害の増加。自然地域の砂漠化; 最も頻繁な干ばつ; 降雨パターンの変化; 温度の変化が生産地域に影響を与える可能性があるため、食品生産の問題。生物多様性への干渉。これにより、いくつかの種が絶滅する可能性があります。すると、地球温暖化は気温の上昇以上のものであることがわかります。これは、最も多様な気候変動に関連しています。
この効果を引き起こす主なガスは何ですか？
1. CO2
二酸化炭素は、液化、無色、無臭、不燃性、水溶性、わずかに酸性のガスであり、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）によって、地球温暖化の主な原因として任命されています。人間の排出量の78％であり、全世界の温室効果ガス排出量の55％を占めています。
このガスは、動植物の分解や森林での自然燃焼によって、呼吸によって自然に生成されます。その生産は自然であり、生命に不可欠です。問題は、地球に損害を与えるこのCO2の生産の大幅な増加にあります。
大気中の二酸化炭素濃度のこの増加の主な原因は人間です。化石燃料の燃焼と森林伐採は、このガスの大気への高放出に寄与する2つの主要な活動です。
化石燃料の燃焼は、炭素化合物によって形成される鉱物起源の物質であり、その中には、鉱物石炭、天然ガス、および電気を生成し、自動車に動力を供給するために使用されるガソリンやディーゼル油などの石油誘導体があります。大気中の二酸化炭素の誇張された放出の原因であり、汚染と惑星の熱収支の変化を引き起こします。森林伐採は、木材を燃やすことによってガスを放出することに加えて、大気中に存在するCO2を吸収する光合成に関与する木の数を減らすため、大気中の二酸化炭素の不均衡を引き起こす原因にもなります。
温室効果の強化は、陸生生物に影響を与えるだけでなく、海洋生物にも大きな影響を及ぼします。海水の加熱はサンゴに直接作用します。サンゴはSymbiodinium属の藻類と共生しているクニダリアンです（zooxanthellae）。これらの藻類は、サンゴの炭酸カルシウム外骨格（白色）の空洞に留まり、海水を透過する日光を取り除くのに役立ち、これらの藻類の光合成によって生成された過剰なエネルギーはサンゴに伝達されます（それに色を与えることに加えて）。海水の温度が上昇すると、これらの藻類はサンゴに有毒な化学物質を生成し始めます。身を守るために、殺人者は藻類を追い出す戦略を持っています。追放プロセスは外傷性であり、藻類がサンゴに与えた過剰なエネルギーは一晩で消えます。その結果、これらのサンゴが漂白されて殺されます（「気候変動はサンゴの漂白、国連の警告につながる」の記事を参照してください）。
調査によると、家畜とその副産物は、年間少なくとも320億トンの二酸化炭素（CO2）の原因であり、世界中のすべての温室効果ガス排出量の51％を占めています。 「動物の搾取をはるかに超えて：牛の繁殖は、成層圏規模で天然資源の消費と環境被害を促進します」
さらに、高濃度のCO2は、大気中のガス混合物に対してその部分圧力を増加させ、海洋の場合のように、液体と直接接触するとその吸収を加速します。 CO2は水と接触して炭酸（H2CO3）を形成し、これが分解してH +イオン（培地の酸性度の増加に関与）、炭酸イオン、重炭酸イオンを放出し、飽和させるため、このより大きな吸収は不均衡を引き起こします。海洋。海洋の酸性化は、石灰化生物が殻を形成する能力を妨げ、それらの消失につながる原因となります（海洋の酸性化：地球上の生命にとって深刻な問題」の記事を参照してください）。
さらに、CO2は大気中での滞留時間が長く、50年から200年までさまざまです。そうすれば、なんとか発行をやめたとしても、地球が回復するまでには長い時間がかかります。これは、二酸化炭素を海や植物、主に森林に自然に吸収させ、すでに排出されているCO2を中和する技術を使用して、排出量を可能な限り削減する必要があることを示しています。
二酸化炭素のように、他の温室効果ガスは地球に影響を与えます。これらのガスの地球温暖化の可能性の比較パターンを構築するために、炭素当量（CO2当量）の概念が作成されました。この概念は、CO2内の他の温室効果ガスの表現に基づいているため、CO2中の各ガスの温室効果は、ガスの量にその地球温暖化ポテンシャル（GWP）を掛けることによって計算されます。、これは、CO2による同じ熱吸収能力と比較して、特定の時間（通常は100年）に大気中の熱を吸収する能力（放射効率）に関連しています。
2. CH4
メタンは無色無臭のガスで、水への溶解性が低く、空気に加えると爆発性の高い混合物になります。これは2番目に重要な温室効果ガスであり、地球温暖化の約18％を占めています。今日のその濃度は、体積あたり約1.72パーツパーミリオン（ppmv）であり、年間0.9％の割合で増加しています。
自然のプロセスによるその生産は、主に沼地、シロアリの活動と海から来ています。しかし、大気中の濃度の上昇は、主に、廃液や埋め立て地の処理において、ダンプに存在することに加えて、生物の嫌気性分解（酸素なし）、動物の消化、バイオマス燃焼などの生物学的プロセスによるものです。 、牛の飼育、水田、化石燃料（ガス、石油、石炭）の生産と流通、水力発電所で。
人的要因から生じるアウトプットの中で、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）によって、すべてのメタン排出量の半分が農業、牛や羊の胃、肥料として使用される排泄物堆積物、さらにはプランテーションから発生していると評価されました。米の。人口増加は増加する傾向があるだけなので、メタン放出も増加します。
メタンは二酸化炭素に比べて大気中での滞留時間が短い（10年）が、その加熱能力ははるかに大きく、CO2の21倍の影響がある（「メタンガスが発火し、標的を脅かす」の記事を参照） 2度」）。メタンは、赤外線（熱）を吸収する高い能力に加えて、CO2、熱帯圏O3、成層圏水蒸気などの他の温室効果ガスを生成します。大気中に等量のメタンと二酸化炭素があった場合、惑星は住むことができなくなります。
この温室効果ガスの大きなシンクは、それと熱帯圏のヒドロキシルラジカル（OH）との間の化学反応によって発生し、放出されたメタンの90％以上を除去する役割を果たします。このプロセスは自然なことですが、ヒドロキシルと、人間が生成するガスの他の放出、主に一酸化炭素（CO）および車両エンジンが放出する炭化水素との反応の影響を受けます。これに加えて、通気された土壌による吸収と成層圏への輸送である、さらに2つの小さなシンクがあります。メタンが大気中に存在する濃度を安定させるためには、世界の排出量の15〜20％を即座に削減する必要があります。
3. N2O
亜酸化窒素は無色のガスで、心地よい香り、低い融点と沸点、不燃性、無毒、低溶解性を備えています。これは、温室効果の強化とその結果としての地球温暖化に寄与する主要なガスの1つです。他のガスに比べて排出量は少ないですが、その温室効果はCO2の約300倍であり、大気中に長期間（約150年）留まります。 N2Oは非常に大量のエネルギーを吸収することができ、オゾン層で最も破壊を引き起こすガスであり、紫外線から地球の表面を保護する役割を果たします。
N2Oは、森林や海で自然に生成されます。その放出プロセスは、窒素サイクルの脱窒中に発生します。大気中に存在する窒素（N2）は植物によって捕獲され、硝化と呼ばれるプロセスでアンモニア（NH3）またはアンモニウムイオン（NH4 +）に変換されます。これらの物質は土壌に沈着し、後で植物によって使用されます。堆積したアンモニアは、硝酸塩を生成する硝化プロセスを受ける可能性があります。そして、脱窒プロセスを通じて、土壌に存在する微生物は、硝酸塩をガス状窒素（N2）と亜酸化窒素（N2O）に変換し、それらを大気中に放出することができます。
亜酸化窒素の主な排出源は農業活動（約75％）ですが、エネルギーと工業生産およびバイオマス燃焼が排出量の約25％を占めています。 IPCCは、プランテーションで使用される窒素肥料の約1％が、最終的には一酸化窒素の形で大気中に放出されると指摘しています。
農業活動には、農業用土壌、動物生産システム、間接排出の3つのN2O生産源があります。土壌への窒素の添加は、合成肥料、動物の糞尿、または作物の残留物を使用することで発生する可能性があります。そして、その放出は、土壌中のバクテリアによって実行される硝化および脱窒プロセスを介して、または肥料の分解を介して発生する可能性があります。間接排出は、例えば、農業土壌からの浸出プロセス（栄養素洗浄による侵食）の結果として、水系でのN2O生成の増加が原因で発生する可能性があります。
エネルギー生産では、燃焼プロセスは、燃料を燃焼させ、大気中のN2を酸化することによってN2Oを形成する可能性があります。このGHGは、触媒コンバーターを搭載した車両から大量に排出されます。バイオマスの燃焼は、植物の燃焼、ごみの燃焼、および森林伐採中にN2Oを放出します。
工業プロセスから生じる大気へのこのガスのわずかではあるが重要な放出がまだあります。これらのプロセスには、アジピン酸と硝酸の生成が含まれます。
このガスの自然な吸収源は、大気中の（光の存在下での）光分解反応です。成層圏では、亜酸化窒素の濃度は高さとともに減少し、その混合速度に垂直勾配を確立します。表面に放出されたN2Oの一部は、主に紫外線光分解により、トロポポーズを介して成層圏に入ると分解します。
IPCCによると、現在の亜酸化窒素濃度を安定させるには、その生産量の約70〜80％を即座に削減する必要があります。
4. O3
成層圏オゾンは二次汚染物質です。つまり、人間の活動によって直接放出されるのではなく、大気中に放出された他の汚染物質との反応によって形成されます。
成層圏では、この化合物は自然に見られ、太陽放射を吸収し、ほとんどの紫外線の侵入を防ぐという重要な機能を持っています。しかし、他の汚染物質の接合部から熱帯圏で形成されると、それは非常に酸化的で有害です。
熱帯圏オゾンは、成層圏オゾンの置換により限られた量で、また人間によるガス、通常は二酸化窒素（NO2）および揮発性有機化合物の放出に関連する複雑な光化学反応によって大量に得ることができます。これらの汚染物質は、主に化石燃料の燃焼、燃料の揮発、動物の飼育、および農業で放出されます。
大気中では、この化合物はCO2よりも大きな可能性を秘めた温室効果の強化に積極的に貢献し、都市の灰色の煙の原因となっています。その高濃度は人間の健康に問題をもたらす可能性があり、主な影響は喘息や呼吸不全の症状の悪化、その他の肺（気腫、気管支炎など）や心臓血管（動脈硬化）の病気です。さらに、曝露時間が長いと、肺容量の低下、喘息の発症、および期待寿命の低下を引き起こす可能性があります。
5.ハロカーボン
このグループのガスで最もよく知られているハロカーボンは、クロロフルオロカーボン（CFC）、ハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）、およびハイドロフルオロカーボン（HFC）です。
クロロフルオロカーボンは、塩素とフッ素を含む人工炭素ベースの物質です。その使用は、冷凍および空調産業、発泡体、エアロゾル、溶媒、洗浄剤、および消火器で、毒性が低く不燃性であるため、アンモニア（NH3）の代替として1930年代頃に始まりました。
これらの化合物は、オゾン層に穴を開けることが発見された1970年代まで不活性であると考えられていました。オゾン層の減少は、温室効果を引き起こす紫外線の侵入を助長すると同時に、過度の日光への曝露による皮膚癌の場合のように、人間の健康へのリスクを高めます。
これらのデータにより、ブラジルは、とりわけ、1990年にウィーン条約とモントリオール議定書を遵守し、法令99.280 / 06/06/1990を通じて、2010年1月までにCFCを完全に排除することを約束しました。 。目標は達成されていませんが、国連開発プログラム（UNDP）によって報告されているように、オゾン層への損傷を逆転させるという大きな現在の傾向があります。2050年までに、レイヤーは1980年以前のレベルに復元されることが期待されています。
これらの化合物によるオゾン層の破壊は大きいです。層の劣化は成層圏で起こり、そこで日光がこれらの化合物を光分解し、オゾンと反応する塩素原子を放出し、大気中のそれらの濃度を低下させ、オゾン層を破壊します。
まず、オゾンは成層圏での太陽放射によるCFC分子の分解によって分解します。
CH3Cl（g）→CH3（g）+ Cl（g）
次に、放出された塩素原子は、次の式に従ってオゾンと反応します。
Cl（g）+ O3→ClO（g）+ O2（g）
形成されたClO（g）は、酸素を含まない原子と再び反応し、より多くの塩素原子を形成し、酸素などと反応します。
ClO（g）+ O（g）→Cl（g）+ O2（g）
塩素原子とオゾンの反応は、オゾンを分解する大気中に存在する無酸素原子間の反応よりも1,500倍速く発生するため、オゾン層が激しく破壊されます。したがって、塩素原子は100個のオゾン分子を破壊することができます。
CFCの使用に代わるものとして、オゾン層への害がはるかに少ないHCFCが製造されましたが、それでも損傷を引き起こし、温室効果の強化に大きく貢献しています。
HFCガスは温室効果ガスと相互作用し、地球温暖化に寄与します。Global Warming Potential（GWP）との比較によると、これらのガスの放射能効率は二酸化炭素よりもはるかに高くなっています。これらの化合物の開発は、オゾン枯渇の問題を軽減しましたが、これらの化合物の放出によって生成された地球温暖化のために、惑星の温度を上昇させました。
CFCによるオゾン層の劣化について国立宇宙研究所（Inpe）が作成したビデオも参照してください。
6.水蒸気
水蒸気は、大気中に存在する熱を保持し、それを地球全体に分散させるため、自然の温室効果の最大の要因です。その主な自然源は、水、氷、雪の表面、土壌の表面、植物や動物の表面です。蒸発、昇華、発汗の物理的プロセスを介した蒸気への通過。
水蒸気は空気の非常に変化しやすい成分であり、一般的な大気条件に応じて相を容易に変化させます。これらの相変化は、大気循環を介した水蒸気の輸送に関連する潜熱の放出または吸収を伴い、地球全体の熱の分布に作用します。
人間の活動は、大気中の水蒸気の量に直接影響を与えることはほとんどありません。影響は、他の活動から生じる温室効果の強化を通じて、間接的に発生します。
冷気は熱風に比べて水分を多く保持しないため、極地の大気は熱帯地域の大気に比べて水蒸気がほとんど含まれていません。したがって、地球の気温を上昇させる温室効果が強まると、蒸発速度が速くなるため、大気中に存在する水蒸気が多くなります。この蒸気は、さらに多くの熱を保持し、温室効果の強化に貢献します。
この現象の激化を減らすために何ができるでしょうか？
これらのGHGの高排出量は、作業中の主要な科学的思考に基づく人間の活動の結果です。その減少は、企業、政府、人々の態度の変化に依存しています。持続可能な発展を目指す教育には文化の変革が必要です。より多くの人々が、影響が少なく、ガスの排出を削減する当局や企業をカバーする代替案を探し始める必要があります。
ブラジルでは、温室効果ガス（GHG）の主な排出源は、物理的な単位と、温室効果ガスを大気中に放出するプロセスの両方で、森林伐採、輸送、家畜、腸内発酵、化石燃料火力発電所、産業プロセス。
森林伐採は主要な要因であり、森林伐採とリサイクルされた材料の使用によって軽減することができます。再生紙1トンあたり10〜20本の樹木が節約されます。これは天然資源の節約を意味し（カットされていない木は光合成によってCO2を吸収し続けます）、紙のリサイクルは従来のプロセスで生産するのに必要なエネルギーの半分を使用します。リサイクル缶は、テレビを3時間消費するのと同等のエネルギーを節約します。
輸送部門は、化石燃料の燃焼による排出に非常に関連しており、エタノールやバイオディーゼルなど、国内で支配的で普及している技術、電気自動車の使用、水素電池による動力、または輸送の使用によって軽減することができます。自転車や地下鉄などの代替手段。輸送の場合と同様に、熱電プラントでは、サトウキビなどのよりクリーンなエネルギーを化石燃料に置き換えることも、これらのガスの排出を削減するのに役立ちます。
腸内発酵は、反芻動物の消化によるガスの放出に貢献します。この発生源は、家畜の食事を改善し、牧草地を改善することによって減らすことができます（適切な土壌施肥）。食品添加物をルーメンの原生動物を攻撃する添加剤に置き換えると、動物からのメタン放出が10〜40％減少します。これらの添加剤は原生動物を殺し、古細菌（反芻動物の腸に存在する）が使用する水素の生成の大部分に寄与するという考えです。これらのバクテリアは水素と二酸化炭素を吸収することによってエネルギーを獲得するので、メタンを生成するプロセスでは、利用可能な水素が少なくなると、メタンの生成が少なくなります。
影響を少なくし、多くのGHGガスを排出しない方法を模索し、産業の生産プロセスを改善する必要もあります。
これらの変更は人に請求することによってのみ発生するため、全員が移動する必要があります。私たちがすぐに行動を起こさなければ、私たちは私たちの態度を怠ったことに対して非常に高い代償を払うでしょう。
