Množství skleníkových plynů v atmosféře dosahuje rekordních úrovní

Koncentrace skleníkových plynů v zemské atmosféře se loni dostala na rekordní úroveň, množství oxidu uhličitého (CO2) je nyní o 50 procent vyšší než v předprůmyslovém období. Ve své nově zveřejněné zprávě to uvedla Světová meteorologická organizace (WMO).

Podle jejích měření rostly i koncentrace metanu a oxidů dusíku, což může mít pro globální klima ničivé důsledky. „Navzdory varováním, která odborná komunita vysílá desítky let, navzdory tisícům stran zpráv a desítkám klimatických konferencí stále míříme špatným směrem,“ konstatoval šéf WMO Petteri Taalas.

„Při současné úrovni koncentrace skleníkových plynů jsme na cestě k tomu, že se teploty do konce století zvýší výrazně nad limit stanovený Pařížskou dohodou. To přinese další extrémní projevy počasí včetně intenzivních veder a srážek, tání ledu, zvýšení hladin oceánů a jejich kyselosti,“ doplnil.

Zpráva WMO uvádí, že naposledy bylo v zemské atmosféře tolik CO2 jako nyní zhruba před třemi až pěti miliony let. Tehdy byly globální teploty o dva až tři stupně vyšší a hladina oceánů byla o deset až dvacet metrů nad tou současnou. Tehdy ale ještě náš druh neexistoval, Homo sapiens se vyvinul teprve před 200 tisíci roky. To znamená, že my lidé jsme za takových podmínek ještě neexistovali a nejsme na ně adaptovaní.

Podle měření se loni koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře zvyšovala o něco pomaleji než v předchozích letech, odborníci to ale připisují i důsledkům přirozených změn v koloběhu uhlíku.

Čtěte také: Česká republika a recyklace

Skleníkové plyny a jejich vliv

Skleníkové plyny jsou plyny v atmosféře, které zvyšují povrchovou teplotu planet, jako je Země. Od ostatních plynů se liší tím, že pohlcují vlnové délky záření, které planeta vyzařuje, což vede ke skleníkovému efektu.

Země se ohřívá slunečním zářením, což způsobuje, že její povrch vyzařuje teplo, které je pak většinou pohlcováno vodní párou (H2O), oxidem uhličitým (CO2), methanem (CH4), oxidem dusným (N2O) a ozonem (O3). Převážná většina emisí oxidu uhličitého způsobených lidmi pochází ze spalování fosilních paliv, především uhlí, ropy a zemního plynu.

V důsledku emisí skleníkových plynů se průměrná globální povrchová teplota zvýšila do roku 2023 o 1,2 °C.

Hlavní složky zemské atmosféry, dusík (N2) (78 %), kyslík (O2) (21 %) a argon (Ar) (0,9 %), nejsou infračerveně aktivní, a nejsou tedy skleníkovými plyny. Většina skleníkových plynů má přírodní i antropogenní zdroje. Výjimkou jsou syntetické halogenované uhlovodíky produkované výhradně člověkem, které nemají žádné přírodní zdroje.

Ačkoli freony patří mezi skleníkové plyny, jsou regulovány Montrealským protokolem, který byl motivován spíše příspěvkem freonů k poškozování ozonové vrstvy než jejich příspěvkem ke globálnímu oteplování.

Čtěte také: České odpady: Statistika a trendy

Největší procento skleníkového efektu představují vodní páry, při jasné obloze je to mezi 36 % a 66 %, při zamračené obloze se je to mezi 66 % a 85 %. Lidské aktivity, která zvyšuje globální teploty, nepřímo zvyšují také koncentrace vodních pár, což je proces známý jako zpětná vazba vodní páry.

Vodní pára se neustále tvoří a kondenzuje v relativně krátkém čase, její doba setrvání v atmosféře je velmi krátká na rozdíl například od CO2, který v atmosféře setrvává velmi dlouho. Od 65 % do 80 % CO2 uvolněného do ovzduší se rozpouští v oceánech po dobu 20-200 let. Zatímco vodní pára je skutečně nejdůležitějším skleníkovým plynem, problémem, který z něj dělá zpětnou vazbu (spíše než forcing), je relativně krátká doba pobytu vody v atmosféře (okolo 10 dní).

Vodní pára má podstatný vliv na energetickou bilanci planety Země nejen pro svůj vysoký vliv na „globální oteplování“ jako „skleníkový plyn“, ale také na změny celkového albeda Země v důsledku tvorby oblaků. Přitom v závislosti na globální a lokální optické hustotě oblačnosti a denní době může být vliv oblačnosti na tepelnou bilanci kladný i záporný.

Absorpční pásy jednotlivých skleníkových plynů se překrývají, proto je jejich podíl na celkovém skleníkovém efektu proměnlivý kvůli tomu, že hlavní skleníkový plyn vodní pára (H2O) má v nejvlhčích a horkých oblastech tropů až 100× vyšší koncentraci než v nejchladnějších polárních oblastech. Na vodní páru připadá 36 % až 70 % celkového skleníkového efektu atmosféry (dolní hodnota odpovídá její podílu, kdybychom vodní páru z atmosféry odstranili a horní hodnota stavu, když odstraníme všechny ostatní skleníkové plyny a zůstane jen H2O), na CO2 je to analogicky 9 % a 26 %, na methan 4 % a 9 % a na ozon 3 % a 7 %.

Průměrná doba setrvání molekuly vody v atmosféře je pouze asi devět dní ve srovnání s roky nebo staletími u jiných skleníkových plynů, jako je CH4 a CO2. Vodní pára reaguje na další skleníkové plyny a zesiluje jejích účinek.

Čtěte také: Množství vytříděného odpadu: ČR

Zvyšování koncentrace skleníkových plynů má tendenci zvyšovat energetickou nerovnováhu horní části atmosféry, což vede k dalšímu oteplování. Hlavní neplynový přispěvatel ke skleníkovému efektu Země, mraky, rovněž pohlcují a vyzařují infračervené záření, a mají tak vliv na radiační vlastnosti skleníkových plynů.

Oxidace CO na CO2 přímo způsobuje jednoznačné zvýšení radiačního forcingu, i když důvod je subtilní. Oxidace metanu na CO2, která vyžaduje reakce s radikálem OH, způsobuje okamžité snížení absorpce a emise záření, protože CO2 je slabší skleníkový plyn než methan.

Hlavní chemickou látkou, která s metanem v atmosféře reaguje, je hydroxylový radikál (OH), takže více methanu znamená, že koncentrace OH klesá. Oxidací methanu může vznikat ozon i voda a je hlavním zdrojem vodní páry v normálně suché stratosféře.

Nelze tvrdit, že určitý plyn způsobuje přesné procento skleníkového efektu. Je tomu tak proto, že některé plyny absorbují a vyzařují záření o stejných frekvencích jako jiné, takže celkový skleníkový efekt není pouhým součtem vlivu jednotlivých plynů.

Příspěvek každého plynu k zesílenému skleníkovému efektu je určen vlastnostmi daného plynu, jeho množstvím a všemi nepřímými účinky, které může způsobit. Například přímý radiační účinek hmotnosti metanu je v horizontu 20 let asi 84krát silnější než stejná hmotnost oxidu uhličitého, který je však přítomen v mnohem menších koncentracích, takže jeho celkový přímý radiační účinek je zatím menší, zčásti kvůli jeho kratší době života v atmosféře při absenci dodatečné sekvestrace uhlíku.

Země absorbuje část zářivé energie přijaté ze Slunce, část odráží jako světlo a zbytek odráží nebo vyzařuje zpět do vesmíru jako teplo. Teplota povrchu planety závisí na této rovnováze mezi přicházející a odcházející energií. Jedním z takových mechanismů jsou skleníkové plyny. Skleníkové plyny pohlcují a vyzařují část vyzařované energie z povrchu Země, což způsobuje, že se toto teplo zadržuje v nižších vrstvách atmosféry.

Roční index skleníkových plynů (Annual Greenhouse Gas Index, AGGI) definují atmosféričtí vědci z NOAA jako poměr celkového přímého radiačního forcingu způsobeného dlouhodobými a dobře promíchanými skleníkovými plyny pro jakýkoli rok, pro který existují dostatečná globální měření, k hodnotám z roku 1990.

Potenciál globálního oteplování (GWP) závisí jak na účinnosti molekuly jako skleníkového plynu, tak na její životnosti v atmosféře. GWP se měří ve vztahu ke stejné hmotnosti CO2 a vyhodnocuje se pro určitou časovou škálu.

Podíl emisí, které zůstávají v atmosféře po určité době, je „vzdušná frakce“. Kromě vodní páry, jejíž doba setrvání v atmosféře je přibližně devět dní, jsou hlavní skleníkové plyny dobře promíchány a jejich odchod z atmosféry trvá mnoho let.

Jednotlivé atomy nebo molekuly se mohou ztratit nebo uložit do propadů, jako je půda, oceány a jiné vody nebo vegetace a jiné biologické systémy, čímž se jejich přebytek sníží na koncentraci pozadí.

Koncentrace CO2 vzrostla od poloviny 18. století (předprůmyslové období) z hodnot kolem 280 ppm na hodnotu 379 ppm v roce 2005 a v současnosti (2019) dosahuje již hodnot vyšších než 400 ppm. Koncentrace CH4 se za stejné období zvýšily z přibližně 715 ppb na 1774 ppb a koncentrace N2O z hodnot kolem 270 ppb na 319 ppb.

Od průmyslové revoluce, tedy přibližně od roku 1750, koncentrace CO2 rychle rostou a dosahují vyšších hodnot než kdykoliv za poledních 800 000 let. Průměrné tempo růstu se navíc také zrychluje: v letech 1750-1949 koncentrace CO2 rostla o 2,1 ppm za dekádu, v letech 1950-1999 bylo tempo růstu 11,8 ppm za dekádu a v letech 2000-2020 koncentrace CO2 rostla tempem 21,8 ppm za dekádu.

Vzorky ledu z hloubkových ledovcových vrtů (až 3 800 m) obsahují velmi starý led (až 800 000 let). Fyzikální vlastnosti tohoto ledu vypovídají o podmínkách v dobách, kdy led zamrzl. V roce 2016 byly v Antarktidě objeveny ledovcové oblasti se stářím ledu okolo 2 miliónů let.

Koncentrace CO2 přesahující 400 ppm byly na planetě naposledy před asi 4 milióny let, přičemž na začátku třetihor před 50 milióny let přesahovaly koncentrace CO2 i hodnoty 1500 ppm. Lidstvo ročně spálí asi 8 miliard tun uhlí, 5 miliard tun ropy a asi 3 miliardy tun zemního plynu. Nárůst koncentrací CO2 v atmosféře odpovídá těmto množstvím (po započtení pohlcení části CO2 v oceánech).

Naprostá většina vědců a organizací zapojených do Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC) se shoduje na tom, že lidská činnost se dnes nejvýznamněji podílí na změně klimatu. Jako největší problém je označováno vypouštění skleníkových plynů do ovzduší a následný růst teploty podnebí. Přitom na vypouštění skleníkových plynů má největší podíl průmysl (především energetika) a doprava.

Největší producenti CO2

Deset největších producentů skleníkového plynu CO2 na světě shrnuje níže uvedený graf s procentuálním podílem jednotlivých zemí na celosvětových emisích v roce 2016.

Zdroj: statista

Těchto deset zemí se podílí na celosvětové produkci CO2 z 68 %. Přitom ale dva největší znečišťovatelé (Čína a USA) tvoří téměř dvě třetiny této produkce (44 % celosvětových emisí). Čína přitom poměrně nedávno sesadila USA z nejvyšší pozice světového producenta skleníkového plynu CO2 a dnes se podílí již více než čtvrtinou na celosvětových emisích CO2.

Pokud bychom ale do výpočtů zahrnuli EU jako celek (28 členů), pak by historický vývoj vypadal následovně a EU by se tak stala třetím největším znečišťovatelem.

Zdroj: EDGAR: Trends in global CO2 emissions: 2014 report

Evropa a emise skleníkových plynů

Země Evropské unie se v rámci Kjótského protokolu zavázaly k různým omezením svých emisí a EU jako celek si pak ve své klimatické politice určila řadu cílů, které chce do budoucna naplnit. Dnes je tak EU lídrem v zavádění politik, které ji mají nasměrovat k nízkouhlíkové ekonomice.

Klimatická politika EU pak zahrnuje jak celoevropské prvky typu EU ETS, nebo zvyšování energetické efektivity zařízení, tak i národní politiky, které jdou ještě dál.

Evropský systém obchodování s emisními povolenkami (již zmiňovaný EU ETS) je hlavním nástrojem pro omezování (resp. regulaci) množství emisí vypouštěných do ovzduší z vybraných průmyslových a energetických sektorů. Jeho principem je, že každý emitent zařazený v systému EU ETS musí za každou tunu emisí skleníkových plynů zakoupit jednu emisní povolenku. Emisní povolenky se obchodují na trhu (obdobně jako komodity) za cenu, která odpovídá jejich aktuální potřebě na trhu. Pokud je cena emisní povolenky vyšší, indikuje to nedostatek emisních povolenek na trhu a motivuje emitenty ke snižování emisí.

EU dnes sice své závazky dané v Kjótském protokolu plní, ale často se ozývají hlasy, že svou politikou negativně působí na průmysl, který se tak stává méně konkurenceschopným ve srovnání se zeměmi, které politiky na ochranu klimatu nezavedly.

V celkovém srovnání zemí EU, je pak vidět ustálený a mírně klesající trend vývoje vypouštěných skleníkových plynů.

Emise skleníkových plynů přispívají k urychlení klimatických změn. Kdo je největším producentem emisí? Jak ukazuje infografika, CO2 je skleníkový plyn, který se vypouští nejvíce. Obvykle vzniká v důsledku lidské činnosti. Ostatní skleníkové plyny se vypouštějí v menším množství, ale zadržují teplo mnohem účinněji než CO2.

Podle šesté hodnotící zprávy Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC) z roku 2023 jsou emise skleníkových plynů z lidské činnosti zodpovědné za oteplení o přibližně 1,1 °C od počátku 20. století. Mezi tyto činnosti patří například spalování uhlí, ropy a zemního plynu, odlesňování a zemědělství.

Infografika ukazuje emise skleníkových plynů v EU v roce 2022 rozčleněné podle odvětví, která jsou jejich hlavními zdroji. Dodávky energie byly v roce 2022 zodpovědné za 27,4 % emisí skleníkových plynů v EU, zatímco vnitrostátní doprava se na nich podílela 23,8 %. Emise skleníkových plynů z průmyslu představovaly 20,3 % emisí, rezidenční a komerční činnosti 11,9 % a zemědělství 10,8 %.

EU je čtvrtým největším producentem za Čínou, Spojenými státy a Indií, následují Rusko a Brazílie.

Lidmi způsobené emise skleníkových plynů zesilují v atmosféře skleníkový efekt, což vede k oteplování planety. Hlavním antropogenním skleníkovým plynem je oxid uhličitý (CO2), který k oteplování přispívá přibližně ze 70 %. Jeho koncentrace v atmosféře rostou především kvůli spalování fosilních paliv, ale například i kácení pralesů nebo výrobě oceli a cementu.

Dalším významným skleníkovým plynem je metan (CH4), který do atmosféry uniká hlavně při těžbě fosilních paliv a chovu dobytka. V roce 2022 celý svět vypustil do atmosféry 57,4 miliard tun CO2eq. Tato jednotka přepočítává množství různých skleníkových plynů na množství CO2, které by mělo stejný příspěvek ke skleníkovému jevu.

Klimatická změna závisí na celkovém množství skleníkových plynů v atmosféře, při srovnávání jednotlivých zemí je však také vhodné vyjádření na obyvatele. Skleníkových plynů je řada, nejvýznamnější z nich je oxid uhličitý, tedy CO2. Jednotka tuna CO2 udává tedy výhradně množství oxidu uhličitého.

Jednotlivé skleníkové plyny se přepočítávají na tzv. CO2eq (CO2 ekvivalent), tedy na množství oxidu uhličitého, které by mělo stejný příspěvek ke skleníkovému jevu atmosféry jako množství těchto ostatních vypuštěných plynů. Vzhledem k různému poločasu života jednotlivých plynů v atmosféře se tento příspěvek uvažuje za určitou standardizovanou dobu, zpravidla uvažujeme horizont 100 let a používáme tzv. GWP (Global Warming Potentital) koeficienty.

V porovnání s celosvětovými emisemi se mohou zdát emise Česka zanedbatelné - v roce 2022 Česká republika vypustila 118,5 milionu tun CO2eq (při zahrnutí sektoru využití půdy a lesnictví 121,8 mil. tun CO2eq). V roce 2022 Česko vypustilo 118,5 milionů tun CO2eq, přepočteno na obyvatele jde o 10,9 tuny CO2eq na osobu. Světový průměr v roce 2022 byl 7,2 tun CO2eq na osobu.

Jednotlivá hospodářská odvětví přispívají ke klimatické změně v různé míře. Například v Česku je výroba elektřiny a tepla zodpovědná za 33 % emisí skleníkových plynů, oproti tomu průmysl přispívá 28 %, doprava 16 % a zemědělství přibližně 8 %. Podíl jednotlivých sektorů na emisích se liší jak v čase, tak napříč zeměmi. V Česku jsou relativně vyšší emise z energetiky oproti ostatním zemím kvůli vyššímu podílu uhelných elektráren a skutečnosti, že Česko je vývozcem elektřiny.

Silným skleníkovým plynem je vodní pára, avšak její cyklus v atmosféře je také uzavřený a množství vypařené vody je dáno teplotou. Na přibližně 70 % světových emisí skleníkových plynů se podílí oxid uhličitý. Globální oteplení je přibližně přímo úměrné celkovému množství emisí skleníkových plynů, které vypouštíme do atmosféry.

tags: #množství #skleníkových #plynů #v #ovzduší

Oblíbené příspěvky:

• Suburbanizace v České republice
• Využití kompostu v zahradě
• Charakteristika brazilských klimatických zón
• Kam s červeným kontejnerem?
• Jak vznikala krajina Křivoklátska?