ก๊าซชนิดใดที่ทำให้บรรยากาศร้อนเกินไป? - วิทยาศาสตร์ - 2026

ก๊าซที่ทำให้ชั้นบรรยากาศร้อนเกินไปคือก๊าซที่ดูดซับและปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมา ในทำนองเดียวกันก๊าซที่ทำลายชั้นโอโซนจะทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปเนื่องจากทำให้รังสีอัลตราไวโอเลตซึมผ่านได้มากขึ้น

ภาวะโลกร้อนคือการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยในชีวมณฑลของโลกที่เกิดขึ้นเนื่องจากปรากฏการณ์เรือนกระจก ผลกระทบนี้เป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ประกอบด้วยการปิดกั้นทางออกของความร้อนบนบก (รังสีอินฟราเรด) ไปสู่นอกโลก

ก๊าซที่ทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป ที่มา: เนคไทแบบหลวม ๆ

การอุดตันนี้เกิดขึ้นจากก๊าซบางชนิดที่ประกอบขึ้นเป็นชั้นบรรยากาศของโลกตามธรรมชาติเช่นไอน้ำและ CO2 นี่เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและช่วยให้ดาวเคราะห์มีอุณหภูมิที่เหมาะสมทางชีวภาพ

ก๊าซทำให้โลกร้อนได้อย่างไร?

แหล่งพลังงานพื้นฐานที่ทำให้โลกร้อนขึ้นคือรังสีจากดวงอาทิตย์โดยเฉพาะรังสีอัลตราไวโอเลต มันถูกกรองบางส่วนโดยชั้นโอโซน (O3) ในสตราโตสเฟียร์

รังสีอัลตราไวโอเลต (คลื่นสั้น) ที่สามารถทะลุผ่านได้จะทำให้พื้นผิวโลกร้อนขึ้นและความร้อนของมันจะถูกปล่อยออกสู่อวกาศเป็นรังสีอินฟราเรด (คลื่นยาว) อย่างไรก็ตามมีอิทธิพลของมนุษย์ต่อกระบวนการนี้เนื่องจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเทียม

ก๊าซเหล่านี้ดูดซับและปล่อยความร้อนหรือทำลายโอโซนที่ควบคุมการเข้ามาของรังสีอัลตราไวโอเลต ก๊าซที่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกไม่ว่าจะโดยธรรมชาติหรือโดยอิทธิพลของมนุษย์เรียกว่า Greenhouse Gases (GHG)

ในระดับโลกให้ความสนใจเป็นพิเศษกับภาวะโลกร้อนและการทำลายชั้นโอโซน พิธีสารมอนทรีออลว่าด้วยสารที่กำจัดชั้นโอโซนเป็นสนธิสัญญาระหว่างประเทศที่มีผลบังคับใช้ในปี 1989 และควบคุมการใช้ก๊าซเหล่านี้

พิธีสารนี้ได้รับการให้สัตยาบันโดย 65 ประเทศโดยมีการแก้ไขคิกาลีในวันที่ 1 มกราคม 2019 ในส่วนของพิธีสารเกียวโตได้กล่าวถึงประเด็นที่เกี่ยวข้องกับภาวะโลกร้อน

ในพิธีสารเกียวโตจะมีการพิจารณาก๊าซเรือนกระจกหกชนิด ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์มีเทนไนตรัสออกไซด์ไฮโดรฟลูออโรคาร์บอนไฮโดรคาร์บอนเพอร์ฟลูออไรด์และซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์

ในการประเมินก๊าซที่ก่อให้เกิดความร้อนสูงเกินไปจะพิจารณาอายุการใช้งานและศักยภาพในการเกิดภาวะโลกร้อน (GWP) GWP เปรียบเทียบปริมาณความร้อนที่ถูกกักโดยก๊าซกับความร้อนที่ถูกกักโดย CO2 ซึ่ง GWP ซึ่งเป็นมาตรฐานกับ 1

ก๊าซหลักทำให้บรรยากาศร้อนเกินไป

ไอน้ำ

ไอน้ำเป็นองค์ประกอบตามธรรมชาติและสำคัญของบรรยากาศโลกและมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในปรากฏการณ์เรือนกระจกเนื่องจากความสามารถในการดูดซับความร้อน นอกจากนี้น้ำในสถานะของเหลวและของแข็งยังสะท้อนพลังงานแสงอาทิตย์ทำให้โลกเย็นลง

คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซเรือนกระจกหลักซึ่งมีส่วนรับผิดชอบมากกว่า 80% ของการเพิ่มขึ้นของปรากฏการณ์นี้ ระดับ CO2 เพิ่มขึ้นอย่างน่าตกใจเนื่องจากกิจกรรมทางอุตสาหกรรมและการขนส่ง

ตามการประมาณการก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรมความเข้มข้นในชั้นบรรยากาศของ CO2 สูงถึง 280 ppm (ส่วนต่อล้านส่วน) และในปี 1998 ถึง 365 ppm นี่แสดงถึงอัตราการเพิ่มขึ้น 1.5 ppm ต่อปีและเพิ่มขึ้น 31% จากระดับ 1750

ความเข้มข้นของ CO2 ที่มา: Hannes Grobe 21:17 5 พฤศจิกายน 2549 (UTC)

จากการพิจารณาองค์ประกอบไอโซโทปของ CO2 ในชั้นบรรยากาศปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและการตัดไม้ทำลายป่า CO2 ทำงานโดยการดูดซับและปล่อยรังสีอินฟราเรดและมีอายุการใช้งาน 5 ถึง 200 ปี

มีเทน (CH

มีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกชนิดที่สองซึ่งก่อให้เกิดความร้อนประมาณ 17% ผ่านการดูดซับและการแผ่รังสี แม้ว่าก๊าซนี้ส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติส่วนใหญ่ในหนองน้ำ แต่ก็มีส่วนสำคัญของมนุษย์ (ประมาณ 50%)

ความเข้มข้นของก๊าซมีเทน ที่มา: Methane-global-average-2006.jpg: NOAderivative work: Ortisa

ประมาณ 60% ของก๊าซมีเทนที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศเป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์ (มนุษย์) แหล่งที่มาของมานุษยวิทยาหลัก ได้แก่ ปศุสัตว์สัตว์เคี้ยวเอื้องการปลูกข้าวการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลและการเผาไหม้ชีวมวล

ระดับโดยประมาณของก๊าซนี้ก่อนยุคอุตสาหกรรมคือ 700 ppb (ส่วนต่อพันล้าน) และในปี 1998 ถึง 1,745 ppb ซึ่งเพิ่มขึ้น 149% อย่างไรก็ตามก๊าซมีเทนมีอายุการใช้งานในบรรยากาศชั้นล่างเพียง 12 ปี

ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx)

NOx โดยเฉพาะอย่างยิ่งไนตรัสออกไซด์มีส่วนในการทำลายโอโซนในชั้นบรรยากาศโดยการเพิ่มปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตที่ทะลุผ่านโลก ก๊าซเหล่านี้เกิดจากการผลิตในอุตสาหกรรมของกรดไนตริกกรดอะดิปิกและการใช้ปุ๋ย

ไนตรัสออกไซด์ (N2O) มีความเข้มข้นของบรรยากาศ 270 ppb ก่อนยุคอุตสาหกรรมถึง 314 ppb ในปี 1998 นี่แสดงถึงความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น 16% และมีอายุการใช้งาน 114 ปีซึ่งทำให้มีปัญหามาก

ไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFCs)

เป็นก๊าซที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ แทนที่ CFCs ที่ถูก จำกัด โดยข้อตกลงมอนทรีออล อย่างไรก็ตาม HFCs ยังส่งผลกระทบต่อชั้นโอโซนและมีความคงทนในชั้นบรรยากาศสูง (นานถึง 260 ปี)

ก๊าซเหล่านี้ไม่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศมนุษย์นำมาใช้และในกรณีของ HFC-23 จะมีความเข้มข้น 14 ppt (ส่วนต่อล้านล้าน)

ไฮโดรคาร์บอน Perfluorinated (PFC)

PFCs ผลิตในโรงงานเผาสำหรับกระบวนการถลุงอลูมิเนียม เช่นเดียวกับ HFCs มีความคงทนสูงในชั้นบรรยากาศและส่งผลต่อความสมบูรณ์ของชั้นโอโซนสตราโตสเฟียร์

ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6)

นี่เป็นก๊าซอีกชนิดหนึ่งที่มีผลกระทบจากความร้อนสูงเกินไปที่จะทำลายชั้นโอโซน ใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงและในการผลิตแมกนีเซียมและมีความคงทนสูงในบรรยากาศ

คลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs)

CFC เป็นก๊าซเรือนกระจกทรงพลังที่ทำลายโอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์และได้รับการควบคุมภายใต้พิธีสารมอนทรีออล อย่างไรก็ตามในบางประเทศยังคงใช้เช่นกรณีของจีน

ความเสียหายต่อชั้นโอโซนเกิดจากอะตอมของคลอรีนแยกตัวออกเมื่อโดนรังสีอัลตราไวโอเลต

คลอโรฟลูออโรคาร์บอนหลัก ได้แก่ CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-113, CFC-114 และ CFC-115 ก๊าซเหล่านี้ไม่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศ แต่ในปี 1998 CFC-11 ถึง 268 ppt แล้วโดยมีอายุการใช้งาน 45 ปี

เมทิลคลอโรฟอร์มหรือไตรคลอโรอีเทน (CH3CCL3)

เป็นสาร CFC ชนิดหนึ่งซึ่งใช้เป็นตัวทำละลายและทำความสะอาดโลหะ เมื่อสลายตัวจะปล่อยก๊าซคลอไรด์ซึ่งอะตอมของคลอรีนมีส่วนในการทำลายชั้นโอโซน

โอโซนชั้นบรรยากาศ (O3)

โทรโพสเฟียร์ O3 เป็นโอโซนที่ก่อตัวขึ้นที่ระดับพื้นดินระหว่างพื้นผิวและสูง 18 กม. แม้ว่าโอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์จะช่วยลดความร้อนสูงเกินไปของโลกโดยการลดการเข้ามาของรังสีอัลตราไวโอเลต แต่โอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์ก็สร้างความร้อนขึ้น

หมอกควันในเมืองฮาร์บิน (จีน) ที่มา: Fredrik Rubensson

เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าผลกระทบของโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์นั้นขัดแย้งกัน ในแง่หนึ่งมันทำให้โลกร้อนขึ้นอย่างผิวเผิน แต่ในขณะเดียวกันก็กำจัดก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ

ไม่ว่าในกรณีใด O3 เป็นก๊าซพิษที่ทำให้ปอดถูกทำลายนอกจากจะทำให้วัสดุต่างๆเสื่อมสภาพแล้ว

คลอโรดิฟลูออโรมีเทน (HCFC-22)

เรียกว่า R-22 ซึ่งเป็นก๊าซไม่มีสีและจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้เป็นก๊าซที่ใช้มากที่สุดในอุปกรณ์ทำความเย็น อย่างไรก็ตามในปัจจุบันมีการห้ามใช้ในโลกส่วนใหญ่เนื่องจากมีผลเสียต่อชั้นโอโซน

คาร์บอนคลอไรด์หรือคาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CCl4)

เป็นออร์กาโนคลอรีนที่ปัจจุบันถูกห้ามใช้ในหลาย ๆ แห่งเนื่องจากความเป็นพิษ แต่ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารทำความเย็นสารดับเพลิงสารกำจัดไขมันและสารกำจัดศัตรูพืช เมื่อสารประกอบนี้ย่อยสลายจะสร้างสารอนุพันธ์ที่มีผลต่อชั้นโอโซน

Tetrafluoromethane หรือ perfluoromethane (CF4)

เป็นก๊าซที่เรียกว่า R-14 และใช้เป็นสารทำความเย็น แต่มีความสามารถสูงในการดูดซับและปล่อยพลังงานอัลตราไวโอเลต มีอายุการใช้งานในชั้นบรรยากาศมากกว่า 50,000 ปีและมีโอกาสเกิดภาวะโลกร้อน 6,500

จากข้อมูลของกินเนสส์เวิลด์เรคคอร์ดระบุว่าเตตระฟลูออโรมีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกที่คงอยู่มากที่สุดแม้ว่าจะมีสัดส่วนที่ต่ำในชั้นบรรยากาศก็ จำกัด ผลกระทบ

เฮกซาฟลูออโรอีเทน (C2F6)

ใช้ในสารทำความเย็นและในการผลิตอะลูมิเนียมเนื่องจากพันธะคาร์บอน - ฟลูออรีนมีพลังงานสูงจึงมีความเสถียรมาก ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานอย่างน้อย 500 ปี

ในทำนองเดียวกันมันมีศักยภาพสูงในการดูดซับรังสีอินฟราเรดทำให้เป็นปัญหาสำหรับอุณหภูมิโลก Hexafluoroethane อยู่ในรายชื่อก๊าซเรือนกระจกจากคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC)

ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6)

เป็นก๊าซไม่มีพิษหนักกว่าอากาศ 5 เท่าโดยมีดัชนี GWP 176 (มากกว่า CO2 20,000 เท่า) ในทางกลับกันมันมีอายุการใช้งาน 3,200 ปีแม้ว่าจะมีความหนาแน่นมากจึงไม่ขึ้นสู่ชั้นบนของบรรยากาศ

การอ้างอิงทางบรรณานุกรม

1. Bolin, B. และ Doos, BR Greenhouse effect
2. Caballero, M. , Lozano, S. และ Ortega, B. (2007). ผลกระทบจากเรือนกระจกภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: มุมมองของวิทยาศาสตร์โลก นิตยสารดิจิทัลของมหาวิทยาลัย
3. เอลซัม, DM (1992). มลพิษในบรรยากาศ: ปัญหาระดับโลก
4. IPCC (2544). รายงานการประเมินฉบับที่สามการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ พ.ศ. 2544: พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์
5. IPCC (2018). ภาวะโลกร้อน 1.5 ºC
6. Mitchell, JFB, Johns, TC, Gregory, JM และ Tett, SFB (1995) การตอบสนองต่อสภาพอากาศต่อระดับที่เพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจกและละอองลอยซัลเฟต ธรรมชาติ.
7. Myhre, G. , Highwood, EJ, Shine, KP และ Stordal, F. (1998) การประมาณการใหม่ของการบังคับให้เกิดการแผ่รังสีเนื่องจากก๊าซเรือนกระจกผสมกัน จดหมายวิจัยธรณีฟิสิกส์.
8. Rodhe, H. (1990). การเปรียบเทียบการมีส่วนร่วมของก๊าซต่างๆที่มีต่อผลกระทบจากเรือนกระจก วิทยาศาสตร์.
9. ชไนเดอร์ SH (1989) ผลเรือนกระจก: วิทยาศาสตร์และนโยบาย. วิทยาศาสตร์.