温室効果ガス排出：原因と発生源

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地球温暖化と気候変動への取り組みの背後には、大気中の温室効果ガスの増加があります。温室効果ガスとは、赤外線を吸収して大気中の熱を閉じ込め、保持することができる大気中のガス状化合物です。大気中の熱を増加させることにより、温室効果ガスは温室効果の原因となり、最終的には地球温暖化につながります。

日射と「温室効果」

地球温暖化は科学の新しい概念ではありません。この現象の基本は、1世紀以上前に1896年にスヴァンテアレニウスによって十分に考案されました。哲学雑誌とジャーナルオブサイエンスで発表された彼の論文は、現在科学者が「温室効果。"

温室効果が発生するのは、太陽が地球に大量の放射線を照射し、可視光の形で地球の大気に当たるだけでなく、人間の目には見えない紫外線（UV）、赤外線（IR）およびその他の種類の放射線が地球に当たるからです。地球に当たる放射線の約30％は、雲、氷、その他の反射面によって宇宙に反射されます。 NASAによると、残りの70％は海、陸、大気に吸収されています。

それらが放射を吸収して加熱すると、海、陸、および大気はIR熱放射の形で熱を放出し、それは大気から宇宙へと通過します。 NASAによれば、入射放射と放射放射のバランスにより、地球全体の平均気温は華氏約59度（摂氏15度）に保たれます。

温室はほぼ同じように機能するため、地球を暖めるこの入出放射線の交換は温室効果と呼ばれます。入ってくる紫外線は温室のガラス壁を簡単に通過し、植物と内部の硬い表面に吸収されます。ただし、弱いIR放射はガラスの壁を通過するのが難しく、内部に閉じ込められ、温室が暖められます。

温室効果ガスが地球温暖化に与える影響

放射線を吸収する大気中のガスは、温室効果の主な原因であるため、「温室効果ガス」（GHGと略されることもあります）と呼ばれます。温室効果は、今度は地球温暖化の主要な原因の1つです。環境保護庁（EPA）によると、最も重要な温室効果ガスは、水蒸気（H2O）、二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）、亜酸化窒素（N2O）です。「酸素（O2）は大気中で2番目に多いガスですが、O2は熱赤外線を吸収しません」とマサチューセッツ州のラッセルカレッジの環境科学の准教授であるマイケルデーリーは述べました。

地球温暖化は自然の過程であり、温室効果ガスは常に存在すると主張する人もいますが、大気中のガスの量は最近の歴史の中で急増しています。産業革命以前は、大気中のCO2は氷河期には約180百万分の一（ppm）の間で変動し、氷河期の温暖期には280 ppmの間で変動しました。国立海洋大気庁（NOAA）によると、産業革命以降、CO2の量は最後の氷河期が終わったときの増加よりも100倍速く増加しています。

フッ化ガス-つまり、フッ素元素が追加されたガス-ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、六フッ化硫黄などは、工業プロセス中に生成され、温室効果ガスとも見なされます。それらは非常に低い濃度で存在しますが、熱を非常に効果的に閉じ込め、それらを高い「地球温暖化係数」（GWP）ガスにします。

クロロフルオロカーボン（CFC）は、かつて国際合意によって段階的に廃止されるまで冷媒およびエアゾール噴射剤として使用されていましたが、これも温室効果ガスです。

温室効果ガスが地球温暖化に与える影響には、次の3つの要因があります。

大気中のその豊富さ。
大気にどれだけ留まるか。
その地球温暖化の可能性。

二酸化炭素は大気中に豊富にあるため、地球温暖化に大きな影響を与えます。 EPAによると、2016年の米国の温室効果ガス排出量は65億1100万メートルトン（71億7700万トン）で、これはすべての人為的温室効果ガスの81％に相当し、前年から2.5％減少しました。さらに、CO2は何千年もの間大気中に留まります。

ただし、EPAによると、メタンはCO2よりも約21倍効率的に放射線を吸収し、大気中にわずか約10年滞在したとしても、GWPの評価が高くなります。

温室効果ガスの発生源

メタンのようないくつかの温室効果ガスは、家畜の糞尿を含む農業の慣行によって生成されます。 CO2のような他のものは、主に呼吸のような自然の過程と、石炭、石油、ガスのような化石燃料の燃焼から生じます。

デューク大学が発表した調査によると、CO2放出の2番目の原因は森林破壊です。商品や熱を生産するために木が殺されると、それらは通常光合成のために貯蔵されている炭素を放出します。 2010年の世界森林資源評価によると、このプロセスにより、年間10億トン近くの炭素が大気中に放出されます。

EPAによれば、林業やその他の土地利用慣行は、これらの温室効果ガスの排出の一部を相殺することができます。

「植栽は、成長する木々が光合成を通じて二酸化炭素を隔離するので、大気中の二酸化炭素の蓄積を減らすのに役立ちます」とデイリーはライブサイエンスに話しました。「しかし、森林は化石燃料の燃焼を通じて大気に排出している二酸化炭素のすべてを隔離することはできず、大気中での蓄積を避けるために化石燃料の排出量の削減が依然として必要です。」

世界中で、温室効果ガスの排出量は重大な懸念の原因となっています。 NASAによれば、産業革命が始まってから2009年までの間に、大気中のCO2レベルはほぼ38％増加し、メタンレベルはなんと148％増加しました。その増加のほとんどは過去50年間でした。世界気象機関によると、地球温暖化のため、2016年は記録上最も暖かい年であり、2018年は4番目に暖かいと予測されており、記録上最も暑い年の20年はすべて1998年以降です。

「観測された温暖化は、大気循環に影響を及ぼし、降雨パターンにグローバルに影響を与えます」とピッツバーグ大学の地質学および惑星科学学部の准教授であるジョセフ・ウェルンは述べました。「これは、世界中の人々にとって大きな環境変化と課題につながるでしょう。」

私たちの惑星の未来

現在の傾向が続く場合、科学者、政府関係者、およびますます多くの市民が、地球温暖化の最悪の影響-極端な天候、海面上昇、植物や動物の絶滅、海洋の酸性化、気候の大きな変化および前例のない社会的激変-が起こることを恐れています必然。

温室効果ガスによる地球温暖化によって引き起こされる問題に答えて、米国政府は2013年に気候変動対策計画を作成しました。そして2016年4月、73か国の代表者が持続可能な協定に投資することにより気候変動と戦う国際協定であるパリ協定に署名しました国連気候変動枠組条約（UNFCCC）によると、低炭素の未来。米国は2016年に合意に合意した国に含まれていましたが、2017年6月にパリ協定からの脱退に向けた手続きを開始しました。

EPAによると、2016年の温室効果ガス排出量は、2005年よりも12％減少しました。これは、石炭から天然ガスへの切り替えに起因する化石燃料燃焼の大幅な減少によるものです。それらの年の間に暖かい冬の条件はまた多くの家および企業が熱を上げる必要性を減らした。

世界中の研究者は、温室効果ガスの排出量を削減し、その影響を軽減する方法を模索し続けています。科学者が検討している潜在的な解決策の1つは、二酸化炭素を大気から吸い取り、無期限に地下に埋めることです、とバージニアのロングウッド大学の生物学および環境科学の准教授であるDina Leech氏は述べています。

「私たちにできることは、そこに置く炭素の量を最小限に抑え、その結果、温度変化を最小限に抑えることです」とリーチ氏は語った。「しかし、行動の窓はすぐに閉ざされている。」

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