Od kilkudziesięciu lat świat ma świadomość zachodzących zmian klimatycznych i ich potencjalnych skutków, już obserwowanych jak i prognozowanych na przyszłość. Co istotne coraz częściej i głośniej, zwłaszcza naukowcy alarmują, że nie mówimy o dalekiej przyszłości. Obserwowane tempo wzrostu średniej temperatur ma tak duża dynamikę, że groźnych w skutkach zmian klimatycznych możemy spodziewać się w tym stuleciu, a nawet w perspektywie nadchodzących dekad.
Powszechnie wiadomo, że głównym czynnikiem zmieniającym klimat naszej planety jest ciągle zbyt wysoka emisja gazów cieplarnianych (GHG). Organizacje międzynarodowe, w tym w szczególności UE podejmują działania, aby radykalnie ograniczyć emisje. Uwaga wszystkich skupia się na najbardziej znanym gazie cieplarnianym jakim jest dwutlenek węgla (CO2), ale inne gazy, obecne w atmosferze w mniejszych ilościach, mogą mieć większy wpływ na globalne ocieplenie. I o tym fakcie mówi się zdecydowanie rzadziej.
Zacznijmy od tego jak działają gazy cieplarniane. Przede wszystkim pochłaniają ciepło słoneczne promieniujące z powierzchni Ziemi, zatrzymując je w atmosferze i zapobiegając jego ucieczce w przestrzeń kosmiczną. Przez to analogicznie jak w przypadku szklarni, przy powierzchni ziemi utrzymujemy temperaturę na wyższym poziomie.
Większość gazów cieplarnianych występuje naturalnie w atmosferze, natomiast w wyniku działalności człowieka dochodzi do ich akumulacji, co powoduje wzmocnienie efektu cieplarnianego w atmosferze i zmian klimatu, takich jak zmiany w rozkładzie opadów śniegu i deszczu, wzrost średnich temperatur i bardziej ekstremalne zjawiska klimatyczne, fale upałów i powodzie.
Dwutlenek węgla o którym zdecydowanie najwięcej mówimy występuje w środowisku w stanie wolnym i związanym. Znajduje się w powietrzu, w źródłach mineralnych, wyziewach wulkanicznych. Jest gazem bezbarwnym, bezzapachowym, o kwaskowatym smaku i gęstości o 1,53 razy większej od gęstości powietrza. Dwutlenek węgla dobrze rozpuszcza się w wodzie a w postaci skroplonej jest cieczą bezbarwną. Może być też wykorzystywany jako suchy lód – środek mrożący, po zestaleniu.
Koncentracja dwutlenku węgla standardowo wynosi ok. 0,04% objętości powietrza, jednak w dużych skupiskach ludzkich, zwłaszcza dużych miastach wartość ta może dochodzić do 0,08%. Dla człowieka staje się on szkodliwy, jeśli wielkość jego koncentracji przekroczy 0,2%.
Dwutlenek węgla do atmosfery przenika ze źródeł naturalnych oraz przez procesy wywołane działalnością człowieka:
Przykłady naturalnych źródeł to między innymi szybki i wolny cykl węglowy, oddychanie ludzi i zwierząt, rozkład materii organicznej, utlenianie podczas erupcji wulkanicznych a także w trakcie procesu wymiany atmosfera – ocean (absorpcja i emisja).
Procesy prowadzące do emisji związane z działalnością człowieka, to przede wszystkim spalanie paliw kopalnych (w przemyśle energetycznym, transporcie). Równie groźne i wielkoskalowe są emisje z przemysłu materiałów budowlanych, elektromaszynowego, celulozowo – papierniczego, rafineryjnego i naftowego. Do wzrostu koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze człowiek przyczynia się także poprzez wielkoskalowe wylesianie, czyli ograniczanie naturalnego neutralizatora jakim są drzewa, pochłaniające w procesie fotosyntezy dwutlenek węgla.
Mimo, że CO2 odpowiada za 25% efektu cieplarnianego, to nie możemy zapominać o pozostałych gazach mających także wpływ na zmiany klimatyczne. Zaliczamy do nich między innymi: metan (CH4), podtlenek azotu (N2O), ozon (O3), parę wodną (H2O), fluorowęglowodory (HFCs), perfluorokarbony (PFCs) oraz sześciofluorki siarki (SF6).
Gazy te w różnym stopniu mają wpływ na efekt cieplarniany. Wpływ ten wyrażany jest przez tzw. potencjał cieplarniany, który mierzony jest w odniesieniu do jednej molekuły CO2. I tak jedna molekuła CH4 równoważy 28 molekuł CO2, a więc pochłania 28 razy więcej ciepła niż molekuła dwutlenku węgla. Bardzo ważną cechą gazów cieplarnianych (oprócz pary wodnej, których molekuły żyją od 4 do 10 dni) jest również ich żywotność, która mieści się w przedziale od 12 do 50 000 lat.
