Gas rumah hijau adalah gas atmosfera yang menyerap dan memancarkan radiasi dalam lingkungan haba inframerah. Proses ini adalah penyebab utama kesan rumah hijau. Antara gas rumah hijau utama yang terdapat dalam atmosfera Bumi adalah wap air, karbon dioksida, metana, nitro oksida dan ozon. Tanpa gas rumah hijau, purata suhu permukaan Bumi barangkalinya boleh mencapai kira-kira −18 °C (0 °F),[1] berbanding dengan purata suhu kini iaitu 15 °C (59 °F).[2][3][4] Dalam Sistem Suria, atmosfera Zuhrah, Marikh dan Titan juga mengandungi gas yang menyebabkan kesan rumah hijau.
Kegiatan manusia sejak bermulanya Revolusi Industri (dikira dari tahun 1750) telah meningkatkan kepekatan atmosfera karbon dioksida sebanyak 40% dari 280 ppm di 1750 hingga 406 ppm pada awal tahun 2017.[5] Peningkatan ini telah berlaku meskipun sebahagian besar daripada pelepasan ini diserap oleh "penyimpan" semula jadi yang terlibat dalam kitaran karbon.[6][7] Pelepasan karbon dioksida (CO2) antropogen (yakni pengeluaran yang dihasilkan oleh kegiatan manusia) datangnya dari pembakaran bahan api fosil terutamanya arang batu, minyak dan gas asli bersama-sama juga dengan penebangan hutan, hakisan tanah dan aktiviti penternakan haiwan.[8]
Perkiraan terperinci menjangkakan seandainya pelepasan gas rumah hijau berterusan pada kadar yang tetap, suhu permukaan Bumi boleh melebihi nilai-nilai tertinggi sebelumnya dalam sejarah perakaman seawal tahun 2047 dengan kesan berpotensi membahayakan ekosistem, biodiversiti dan gaya hidup penduduk di seluruh dunia.[9] Anggaran terbaru mencadangkan bahawa trajektori pelepasan semasa boleh membawa Bumi melepasi ambang pemanasan global sebanyak 2 °C yang ditetapkan Panel Antara Kerajaan tentang Perubahan Cuaca Pertubuhan Bangsa-bangsa Bersatu sebagai had mengelakkan pemanasan global "berbahaya" sebelum tahun 2036.[10]
Gas-gas atmosfera Bumi
Gas rumah hijau
Gas rumah hijau menyerap dan memancarkan radiasi inframerah dalam lingkungan panjang gelombang yang dipancarkan oleh Bumi. Gas rumah hijau paling banyak dalam atmosfera Bumi mengikut urutan kuantiti adalah:
- Wap air (H2O)
- Karbon dioksida (CO2)
- Metana (CH4)
- Nitrus oksida (N2O)
- Ozon (O3)
- Klorofluorokarbon (CFC)
- Hydrofluorokarbon (termasuk HCFC dan HFC)
Ketepuan gas rumah hijau dalam atmosfera ditentukan oleh keseimbangan antara sumber (pelepasan gas daripada manusia dan sumber semulajadi) dan singki atau penyimpan (penyingkiran gas daripada atmosfera daripada penukaran kepada sebatian kimia yang berbeza).[11] Satu bahagian daripada sebuah pelepasan yang kekal di atmosfera selepas masa yang ditetapkan adalah "pecahan bawaan udara". Pecahan bawaan udara tahunan adalah nisbah peningkatan dalam atmosfera pada jumlah pelepasan tahun tertentu. Pada tahun 2006, pecahan bawaan udara tahunan untuk CO2 adalah sekitar 0.45. Pecahan ini meningkat pada kadar 0.25 ± 0.21% setiap tahun sepanjang tempoh 1959-2006.[12]
Gas bukan rumah hijau
Komponen utama atmosfera iaitu nitrogen (
N2), oksigen (O2), dan argon (Ar) tidak dikira sebagai gas rumah hijau kerana molekul yang mengandungi dua atom unsur yang sama seperti
N2 dan
O2 dan molekul ekaatom seperti argon (Ar) tiada perubahan bersih pada pengedaran cas elektrik mereka ketika mereka bergetar, oleh itu molekul-molekul ini hampir langsung tidak terjejas oleh sinar inframerah. Walaupun molekul yang mengandungi dua atom berbeza unsur seperti karbon monoksida (CO) atau hidrogen klorida (HCl) menyerap sinar inframerah, molekul-molekul ini tidak tahan lama di atmosfera kerana sifat tindak balas dan mudah terlarutnya. Oleh itu, molekul sebegini tidak menyumbang kepada kesan rumah hijau dan sering diabaikan dalam perbincangan mengenai gas rumah hijau.
Impak kepada kesan rumah hijau secara keseluruhannya
Sumbangan setiap gas rumah hijau kepada kesan rumah hijau ditentukan oleh ciri-ciri sesuatu gas itu, kuantitinya, serta sebarang kesan tidak langsung yang dibawa olehnya. Sebagai contoh, kesan tidak langsung jisim metana adalah 72 kali lebih kuat daripada karbon dioksida yang sama jisimnya dalam rangka masa 20 tahunRalat petik: Pembukaan tag <ref> tidak tidak berfungsi atau mempunyai nama yang salah. tetapi ia hadir dalam ketepuan yang jauh lebih kecil jadi kesan sinaran langsung secara keseluruhannya lebih kecil, salah satu sebabnya kerana jangka hayat atmosferanya yang pendek. Di sisi lainnya pula, metana di samping kesan sinaran langsungnya turut mempunyai kesan radiasi tidak langsung yang besar kerana ia menyumbang kepada pembentukan ozon. Shindell et al. (2005)[13] menghujahkan bahawa sumbangan metana kepada perubahan iklim adalah sekurang-kurangnya dua kali ganda anggaran sebelumnya disebabkan kesan ini.[14]
Ada kemungkinan bahawa pemanasan antropogenik (disebabkan manusia) seperti yang disebabkan oleh gas rumah hijau peringkat tinggi telah dilihat mempengaruhi banyak sistem fizikal dan biologi.[15] Pemanasan pada masa depan dijangka mempunyai pelbagai kesan termasuklah kenaikan permukaan laut,[16] meningkatnya kebarangkalian dan kekuatan beberapa kejadian cuaca besar,[16] kehilangan biodiversiti,[17] serta perubahan pengeluaran pertanian dalam peringkat rantau.[17]
Gas sumber antropogenik
Sumber utama gas rumah hijau disebabkan oleh kegiatan manusia adalah:
- pembakaran bahan api fosil dan penebangan hutan membawa kepada ketepuan karbon dioksida udara yang lebih tinggi. Perubahan penggunaan tanah (terutamanya penebangan hutan di kawasan tropikal) menghasilkan kira-kira satu pertiga jumlah pelepasan CO2 antropogenik.[18]
- penapaian enterik dan pengurusan baja ternakan,[19] pertanian padi beras, penggunaan tanah dan perubahan pada tanah berpaya, tasik buatan manusia,[20] kerosakan saluran paip, dan penyaluran pelepasan sampah buangan yang tertutup membawa kepada kepekatan atmosfera metana yang lebih tinggi. Banyak sistem septik beraliran sepenuhnya yang menyasarkan dan meningkatkan proses penapaian juga merupakan sumber metana atmosfera.
- penggunaan klorofluorokarbon (CFC) pada sistem pendinginan, serta penggunaan CFC dan halon dalam sistem pemadam kebakaran dan proses pembuatan.
- aktiviti pertanian termasuk penggunaan baja, yang membawa kepada ketepuan nitrus oksida (N2O) yang lebih tinggi.
Tujuh sumber CO2 daripada pembakaran bahan api fosil (dengan peratusan sumbangan untuk 2000-2004):
| Tujuh sumber utama pembakaran bahan api fosil | Sumbangan (%) |
|---|---|
| Bahan api cecair (misalnya petrol, bahan api minyak) | 36% |
| Bahan api pejal (misalnya arang batu) | 35% |
| Gas (misalnya gas asli) | 20% |
| Pengeluaran simen | 3% |
| Pembakaran gas industri dan di telaga-telaga | < 1% |
| Hidrokarbon bukan api | < 1% |
| "Bahan api bunker antarabangsa" yang tidak termasuk dalam inventori negara[21] | 4% |
Sejarah penyelidikan
Pada abad ke-19, saintis menemukan dalam uji kaji mereka bahawa
N2 dan
O2 tidak menyerap sinaran inframerah (pada masa itu digelar "radiasi gelap") berbanding dengan air (dalam bentuk wap atau titisan mikroskopik tergantung di awan), CO2 dan molekul gas poliatom gas lain yang boleh melakukan sedemikian. Pada awal abad ke-20, para penyelidik mendapati bahawa gas rumah hijau dalam atmosfera menyumbang kepada tingginya suhu keseluruhan Bumi yang lebih tinggi berbanding semasa ketiadaannya. Pada akhir abad ke-20, terdapat persepakatan saintifik bahawa peningkatan kepekatan gas rumah hijau dalam atmosfera menyebabkan kenaikan suhu global tinggi dan perubahan bahagian-bahagian lain di sistem iklimRalat petik: Pembukaan tag <ref> tidak tidak berfungsi atau mempunyai nama yang salah. dengan akibatnya kepada alam persekitaran dan kesihatan manusia.
Rujukan
- ^ "NASA GISS: Science Briefs: Greenhouse Gases: Refining the Role of Carbon Dioxide". www.giss.nasa.gov. Diarkibkan daripada yang asal pada 2016-05-03. Dicapai pada 2016-04-26.
- ^ Karl TR, Trenberth KE (2003). "Modern global climate change". Science. 302 (5651): 1719–23. Bibcode:2003Sci...302.1719K. doi:10.1126/science.1090228. PMID 14657489.
- ^ Le Treut H.; Somerville R.; Cubasch U.; Ding Y.; Mauritzen C.; Mokssit A.; Peterson T.; Prather M. (2007). Historical overview of climate change science. In: Climate change 2007: The physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M., Averyt K. B., Tignor M. and Miller H. L., editors) (PDF). Cambridge University Press. Dicapai pada 14 December 2008.
- ^ "NASA Science Mission Directorate article on the water cycle". Nasascience.nasa.gov. Diarkibkan daripada yang asal pada 2009-01-17. Dicapai pada 2010-10-16.
- ^ "Trends in Atmospheric Carbon Dioxide".
- ^ "Frequently asked global change questions". Carbon Dioxide Information Analysis Center.
- ^ ESRL Web Team (14 January 2008). "Trends in carbon dioxide". Esrl.noaa.gov. Dicapai pada 2011-09-11.
- ^ "AR4 SYR Synthesis Report Summary for Policymakers – 2 Causes of change". ipcc.ch. Diarkibkan daripada yang asal pada 2018-02-28. Dicapai pada 2017-08-28.
- ^ Mora, C (2013). "The projected timing of climate departure from recent variability". Nature. 502 (7470): 183–187. Bibcode:2013Natur.502..183M. doi:10.1038/nature12540. PMID 24108050.
- ^ Mann, Michael E. (2014-04-01). "Earth Will Cross the Climate Danger Threshold by 2036". Scientific American. Dicapai pada 30 August 2016.
- ^ "Chapter 7: Couplings Between Changes in the Climate System and Biogeochemistry" (PDF). IPCC WG1 AR4 Report. IPCC. 2007. m/s. FAQ 7.1; report page 512; pdf page 14. Dicapai pada 11 July 2011.
- ^ Canadell, J. G.; Le Quere, C.; Raupach, M. R.; Field, C. B.; Buitenhuis, E. T.; Ciais, P.; Conway, T. J.; Gillett, N. P.; Houghton, R. A.; Marland, G. (2007). "Contributions to accelerating atmospheric CO2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 (47): 18866–70. Bibcode:2007PNAS..10418866C. doi:10.1073/pnas.0702737104. PMC 2141868. PMID 17962418.
- ^ Shindell, Drew T. (2005). "An emissions-based view of climate forcing by methane and tropospheric ozone". Geophysical Research Letters. 32 (4): L04803. Bibcode:2005GeoRL..3204803S. doi:10.1029/2004GL021900.
- ^ "Methane's Impacts on Climate Change May Be Twice Previous Estimates". Nasa.gov. 30 November 2007. Dicapai pada 16 Oktober 2010. Cite has empty unknown parameter:
|dead-url=(bantuan) - ^ IPCC (2007d). "6.1 Observed changes in climate and their effects, and their causes". 6 Robust findings, key uncertainties. Climate Change 2007: Synthesis Report. A Contribution of Working Groups I, II, and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Geneva, Switzerland: IPCC.
- ^ a b "6.2 Drivers and projections of future climate changes and their impacts". 6 Robust findings, key uncertainties. Climate Change 2007: Synthesis Report. A Contribution of Working Groups I, II, and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Geneva, Switzerland: IPCC. 2007d.
- ^ a b "3.3.1 Impacts on systems and sectors". 3 Climate change and its impacts in the near and long term under different scenarios. Climate Change 2007: Synthesis Report. A Contribution of Working Groups I, II, and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Geneva, Switzerland: IPCC. 2007d.
- ^ Solomon, S.; D. Qin; M. Manning; Z. Chen; M. Marquis; K. B. Averyt; M. Tignor; H. L. Miller, penyunting (2007). "Chapter 7. Couplings Between Changes in the Climate System and Biogeochemistry" (PDF). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, USA: Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-88009-1. Dicapai pada 13 May 2008.
- ^ H. Steinfeld, P. Gerber, T. Wassenaar, V. Castel, M. Rosales, C. de Haan (2006) Livestock's long shadow.
- ^ Ciais, Phillipe; Sabine, Christopher. "Climate Change 2013: The Physical Science Basis: Chapter 6: Carbon and Other Biogeochemical Cycles". IPCC. Chapter 6: IPCC. m/s. 473. Missing or empty
|url=(bantuan);|access-date=requires|url=(bantuan)CS1 maint: location (link) - ^ Schrooten, L; De Vlieger, Ina; Int Panis, Luc; Styns, R. Torfs, K; Torfs, R (2008). "Inventory and forecasting of maritime emissions in the Belgian sea territory, an activity based emission model". Atmospheric Environment. 42 (4): 667–676. doi:10.1016/j.atmosenv.2007.09.071.
Pautan luar
- Data rasmi pelepasan gas rumah hijau oleh negara-negara maju daripada Persidangan Rangka Kerja Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu mengenai Perubahan Iklim
- Indeks Gas Rumah Hijau Tahunan daripada Badan Pentadbiran Lautan dan Atmosfera Negara Amerika Syarikat