Gróðurhúsalofttegundir

Köfnunarefni (N₂) og súrefni (O₂) mynda samanlagt 99% lofthjúpsins en gleypa ekki varmageislun frá jörðu. Það gera hins vegar lofttegundir sem er að finna í litlu magni í andrúmsloftinu, s.s. vatnsgufa (H₂O), koldíoxíð (CO₂), metan (CH₄), óson (O₃), glaðloft (N₂O), brennisteinshexaflúoríð (SF₆), niturtríflúoríð (NF₃) og ýmis halógenkolefni. Þessar lofttegundir eru kallaðar gróðurhúsalofttegundir vegna gróðurhúsaáhrifa sem þær valda og eiga það sameiginlegt að hafa langan líftíma í andrúmslofti.

Vatnsgufa (H₂O) er algengasta gróðurhúsalofttegundin. Maðurinn hefur ekki bein áhrif á magn vatnsgufu í andrúmsloftinu að neinu marki. Þó mun styrkur hennar aukast með hækkandi hitastigi, þar sem hærra hitastig eykur bæði uppgufun og getu lofts til að halda vatnsgufunni.

Koldíoxíð (CO₂) er ásamt vatnsgufu mikilvægasta gróðurhúsalofttegundin. Styrkur koldíoxíðs í andrúmslofti sveiflast eftir árstíðum. Á sumrin er aukin upptaka koldíoxíðs vegna ljóstillífunar plantna. Á veturna veldur rotnun lífrænna leifa því að koldíoxíð losnar aftur út í andrúmsloftið. Athafnir manna trufla hið náttúrulega jafnvægi á ýmsa vegu. Bruni jarðefnaeldsneytis og annarra efna í orkuverum og iðnaði veldur því að aukið magn koldíoxíðs losnar út í andrúmsloftið en auk þess eykst koldíoxíðmagn andrúmsloftsins vegna breyttrar landnotkunar og eyðingar skóga.

Metan (CH₄) myndast þegar lífrænt efni rotnar fyrir tilstilli gerla við loftfirrtar aðstæður. Metan myndast í maga húsdýra, sérstaklega jórturdýra og við meðhöndlun húsdýraáburðar en losnar einnig í töluverðu magni frá votlendi, sorphaugum og við hrísgrjónarækt. Ennfremur losnar metan frá og við vinnslu og bruna jarðefnaeldsneytis vegna ófullkomins bruna og / eða leka.

Uppsprettur glaðlofts (N₂O, einnig kallað hláturgas) eru bæði náttúrulegar og manngerðar. Helstu manngerðu uppsprettur eru landbúnaður, ýmsir iðnaðarferlar og eldsneytisbrennsla. Áburðarnotkun í landbúnaði leiðir til losunar glaðlofts þegar nítrat afoxast í jarðvegi fyrir tilstilli baktería en einnig á sér stað losun við meðhöndlun húsdýraáburðar. Við bruna eldsneytis losna köfnunarefnisoxíð (NO_x) og í minna mæli glaðloft en þessi efni myndast þegar köfnunarefni og súrefni andrúmsloftsins hvarfast vegna mikils hita í brunahólfinu. Notkun þrívirkra hvarfakúta í bílum eykur losun glaðlofts, sem myndast sem aukaafurð við afoxun köfnunarefnisoxíða í hvarfakútum.

Óson (O₃) er náttúrulegt efni í heiðhvolfi, þar sem það gegnir mikilvægu hlutverki við að gleypa hættulega útfjólubláa geisla sólarljóssins. Hluti ósons sem myndast í heiðhvolfi flæðir niður í veðrahvolf og myndar þar ásamt vatnsgufu OH-stakeindir (radikala) sem gegna mikilvægu hlutverki í hreinsun andrúmsloftsins af loftmengunarefnum. Óson myndast við yfirborð jarðar vegna efnahvarfa loftmengunarefna (köfnunarefnisoxíða og vetniskolefna). Aukin myndun ósons við yfirborð jarðar er óæskileg þar sem óson er mjög hvarfgjarnt og ertandi efni auk þess að vera gróðurhúsalofttegund. Erfitt er að meta áhrif ósons á loftslagsbreytingar þar sem óson hefur bæði áhrif til kólnunar og hlýnunar andrúmsloftsins.

Halogeneruð vetniskolefni, perflúorkolefni, brennisteinshexaflúoríð og niturtríflúoríð eru hópur manngerðra efna sem innihalda halogen (bróm, klór og/eða flúor). Halogeneruð vetniskolefni (CFC, HCFC, halón) eru hópur efna sem innihalda halogena og vetniskolefni. Þessi efni hafa m.a. annars verið notuð á kæli- og slökkvikerfi, sem leysiefni og í iðnaði. Þau valda einnig eyðingu ósonlagsins og er notkun þeirra takmörkuð í Montrealbókuninni. Vetnisflúorkolefni (HFC) hafa verið notuð sem staðgengilsefni CFC og HCFC á kælikerfi. Vetnisflúorkolefni eru ekki ósoneyðandi en valda auknum gróðurhúsaáhrifum. Perflúorkolefni eru efni sem myndast m.a. í áliðnaði, þegar spenna rís í kerjum við rafgreiningu áls. Brennisteinshexaflúoríð (SF₆) hefur m.a. verið notað sem neistavari í rafbúnaði og sem hlífðargas í magnesíumframleiðslu. Niturtríflúoríð (NF₃) er sterk gróðurhúsalofttegund sem hefur m.a. verið notuð í framleiðslu á hálfleiðurum og skjám.

Gróðurhúsalofttegundir og hlýnunarmáttur

Parísarsáttmálinn tekur til sjö gróðurhúsalofttegunda. Þetta eru lofttegundirnar CO₂, CH₄, N₂O, HFC, PFC, SF₆ og NF₃. Gróðurhúsalofttegundirnar hafa mismunandi áhrif á hitastig í andrúmsloftinu. Þegar heildarútstreymi gróðurhúsalofttegundar er metið er hverri lofttegund gefinn tiltekinn stuðull sem miðast við þessi ólíku áhrif. Þessi stuðull kallast hlýnunarmáttur og ræðst annars vegar af hlutfallslegum samanburði á áhrifum hennar á hitastig jarðar og hins vegar af áhrifum CO₂ á tilteknu tímabili. Magn gróðurhúsalofttegunda er því gefið upp í koldíoxíð-ígildum. Taflan sýnir hnatthlýnungarmátt gróðurhúsalofttegunda og líftíma í andrúmslofti (skv. AR5 (fifth assessment report) hjá IPCC (milliríkjanefnd um loftslagsbreytingar)).