Co si představujete, když uslyšíte frázi „skleníkové plyny?“ Pokud si myslíte, že vám přijde na mysl továrna vyhazující uhlí nebo zabalená dálnice plná volnoběžných automobilů, jste na správné cestě: Emise z těchto a dalších lidských řízené procesy každoročně zvrací do vzduchu desítky miliard tun oxidu uhličitého. Ukazuje se však, že CO2 není jediná hra ve městě. Je to jeden z několika skleníkových plynů, které zachycují teplo v atmosféře a řídí globální oteplování a změnu klimatu. Zde je to, co potřebujete vědět o bratrancích CO2 - skleníkových plynech, které mají méně času na vzduch, ale neméně důležité pro zemskou atmosféru.
Vědci věděli o skleníkových plynech od francouzského fyzika a matematika Josepha Fouriera, který se domníval, že teplota planety musí být regulována něčím, co pohlcuje sluneční paprsky a emituje část výsledného tepla zpět na Zemi. Fourier se domníval, že to musí být plyny, a jeho práce ve 20. letech 20. století brzy pokračovali další vědci, kteří se rozhodli zjistit, které plyny zachycují teplo ze slunce na Zemi. Nakonec lidé začali porovnávat práci těchto plynů s prací skla, které zakrývá skleník, odrazili jeho vnitřní teplo zpět k budově, která ho emituje, a zahřívali se, i když venku bylo chladno.
V průběhu času začali vědci vyvíjet podrobnější pohled na to, jak se plyny tvoří a jedná. Ne všechny plyny na Zemi jsou skleníkové plyny. Množství skleníkových plynů v atmosféře závisí na zdrojích (přírodních a umělých procesech, které je produkují) a klesá (reakce, které odstraňují plyny z atmosféry). Oxid uhličitý je pouze součástí této rovnice a je pouze druhým nejhojnějším skleníkovým plynem na Zemi.
Na vrcholu seznamu je vodní pára, dědeček všech skleníkových plynů. Vodní pára je přítomna všude tam, kde je měřitelná vlhkost. Mraky nejsou vodní pára - vodní pára je neviditelná. Ale to neznamená, že to není hojné: Asi 80 procent celkové hmotnosti skleníkových plynů v atmosféře jsou vodní páry.
Vodní pára zní docela neohroženě, ale je to součást cyklu, který zahřívá Zemi. Zde je místo, kde je matoucí: Vodní pára nezpůsobuje globální oteplování, ale zhoršuje to. S rostoucím oxidem uhličitým a dalšími emisemi roste i vodní pára. Koncentrovanější vodní pára a vyšší rychlost odpařování znamenají větší globální oteplování.
Tento jev se nazývá zpětná vazba stratosférických vodních par a týká se Sean Davise, výzkumného pracovníka CIRES, který pracuje v National Oceanic and Atmospheric Administration, jehož výzkum se zaměřuje na plyn. "Je to opravdu složitý problém, " říká Smithsonian.com. V roce 2013 Davis a jeho kolegové prokázali tento bludný cyklus - a navrhli, že významně přispívá k citlivosti zemského klimatu. Přestože vědci nyní mají k dispozici satelity a kosmické radary, které monitorují srážky, říká, stále potřebují více údajů o tom, jak vodní pára a oxid uhličitý interagují v zemské atmosféře.
Methan, třetí nejhojnější skleníkový plyn, představuje pro vědce podobnou quandary. V posledních letech se dozvěděli mnohem více o tom, jak plyn, který je druhým nejvíce vypouštěným ve Spojených státech, přispívá ke globálnímu oteplování. Metan je emitován vším, od krav do mokřadů a systémů na zemní plyn, a průmysl, zemědělství a hnijící odpadky zajišťují, že do atmosféry se dostane spousta. Ale i když plyn zahřívá Zemi řádově o více než CO2 (až 86krát tolik), senzory i hlídači prostředí často podceňují.
Ostatní plyny přispívají ke změně klimatu a globálnímu oteplování - existuje oxid dusný, který je emitován hnojivem a stal se jedním z největších ochuzovačů ozonu v atmosféře. Možná znáte plyn lépe v jeho inkarnaci v ordinaci zubařů a šlehačkách, ale v atmosféře je také spousta dusíku. Od počátku průmyslové éry v 17. století se hladiny oxidu dusného zvýšily a atmosférické hladiny plynu by se mohly do roku 2050 téměř zdvojnásobit.
Oxid dusný není alarmující jen kvůli jeho ohřívací síle (jedna molekula zachycuje tolik tepla jako 300 molekul CO2). Může to trvat více než století, než dojde k degradaci molekuly N2O. Mezitím přispívá ke ztrátě ozonu v atmosféře, což zase podněcuje oteplování na Zemi. Stále existuje spousta vědců o N2O neví: Například jeho potenciál poškozovat ozonovou vrstvu je citlivý na různé podmínky prostředí. Může trvat desetiletí, než bude jasné, jak plyn reaguje s jinými skleníkovými plyny a měnící se klima.
Ačkoli chlorfluoruhlovodíky nebo CFC jsou pro člověka netoxické a ve spodní atmosféře jsou inertní, věci se liší, jakmile se dostanou do stratosféry. Tam umělé chemikálie pohlcují ozon a jsou stále přítomny v dnešní atmosféře navzdory rozsáhlé regulaci zaměřené na uzavření ozónové díry.
Stejně jako N2O, CFC vydrží dlouhou dobu v horní atmosféře. Jsou postupně vyřazovány z dobrého důvodu: Na základě molekul po molekule mají CFC mnohem vyšší potenciál globálního oteplování než oxid uhličitý. Například CFC-13 (známý také jako Freon 13), který ochlazuje některé průmyslové mrazničky, je během 500 let 1600krát vyšší než oteplování jako oxid uhličitý. CFC jsou ve Spojených státech zakázány, ale spousta lidí se dostala do atmosféry před Montrealským protokolem, který byl schválen v roce 1987. Přestože již nejsou přítomny v deodorantových plechovkách a stříkacích lahvích, jsou stále nahoře a rozpadají se ozón. (Pro N2O a CFC by bylo hypoteticky výhodné „jíst“ ozon, když je v troposféře, kde je to technicky považováno za „špatný“ skleníkový plyn. Jakmile se však ozón dostane do stratosféry, skutečně chrání Zemi před brutálním sluncem paprsky.)
Je lákavé si myslet, že protože CO2 má tolik protějšků, nestojí o to starat se. Ale to, že CO2 není jediný skleníkový plyn, neznamená, že to není důvod k obavám. "Mnoho lidí používá [skleníkové plyny] ke snížení důležitosti oxidu uhličitého, " říká Davis. "To je největší problém, kterému čelíme." Některé plyny mohou být hojnější, ale žádný není osamocený - a s rostoucími hodnotami CO2 na bezprecedentních úrovních je obtížné odhadnout, jak zlé mohou být důsledky nekontrolovaných emisí jakéhokoli druhu.
