Klimagass

En klimagass eller drivhusgass er en gass i atmosfæren som bidrar til drivhuseffekten, og som ved økte konsentrasjoner vil bidra til global oppvarming.

Klimagassenes virkning 
Tabellen viser en oversikt over klimagassene, deres andel i atmosfæren og deres estimerte relative og absolutte effekt på drivhuseffekten. Relativ effekt er angitt i «globalt oppvarmingspotensial» (Global warming potential, GWP), et relativt mål på hvor oppvarmingsaktiv en gass er, som er satt til 1 for CO2. Bidrag til drivhuseffekten vil si hvor mange prosent av drivhuseffekten som faktisk skyldes den aktuelle gassen. Dette målet tar altså hensyn både til den relative effekten og til andelen i atmosfæren.

Mengden vanndamp i atmosfæren kan variere en del. Høyere temperaturer øker luftens metningspunkt og fører til at luften kan absorbere større mengder vanndamp fra havene, dette er også grunnen til at man ser mer ekstremvær i tropiske strøk. Hvor mye vann atmosfæren inneholder rapporteres gjerne som relativ fuktighet. Hvor mye vann atmosfæren kan ta opp før den er mettet er begrenset nedad av duggpunktet, som er den temperaturen hvor vanndamp kondenserer og faller som regn. 

De fleste av disse gassene forekommer naturlig i atmosfæren. Unntaket er klorfluorkarbonene som er syntetiske (menneskeskapte). Flere av de naturlige gassene har økt i konsentrasjon gjennom menneskelig aktivitet (f.eks. CO2 gjennom brenning av fossilt brensel, og metan gjennom intensivert landbruk). Derfor blir den globale oppvarmingen som har blitt observert siden rundt 1900, knyttet til økningen av menneskeskapte klimagassutslipp.

I tillegg er det flere andre gasser som bidrar i mindre grad, bl.a.
 Perfluorkarboner (PFK)
 Hydroklorfluorkarboner (HKFK)
 Hydrofluorkarboner (HFK)
 Svovelheksafluorid (SF6)

Mange av gassene i atmosfæren har tilnærmet konstant blandingsforhold selv i store høyder, men spesielt for drivhusgassene kan blandingsforholdet variere både horisontalt og vertikalt. Spesielt kan vanndamp ha store variasjoner. For eksempel kan vanndamp utgjøre 4 % av luften ved jordoverflaten ved tropene, mens i kald arktisk luft kan innholdet være under en prosent. Noen klimagasser har spesielt lang oppholdstid i atmosfæren, dette gjelder CO2, CH4 og N2O, dette betyr at de er godt blandet og konsentrasjonen er tilnærmet konstant horisontalt. Derimot vil konsentrasjonen i de forskjellige langene oppover i atmosfæren være variabel. En annen klimagass er O3, denne virker i den midlere og øvre del av stratosfæren. KFK-gasser og hydrerte halokarboner  (HFC-gasser) finnes i små mengder, men er bidrar også som klimagasser.

Dersom det ikke hadde eksistert noen drivhusgasser, ville gjennomsnittstemperaturen på jorden vært rundt −18 °C (255 K). Altså en hel del mindre enn dagens rundt +15 °C (288 K).

Beskrivelse av komponentene 
I mai 2013 ble det meldt at avlesninger for CO2 tatt på verdens primære referansested i Mauna Loa-observatoriet hadde nådd 400 ppm. Månedlige globale CO2-konsentrasjoner oversteg 400 ppm i mars 2015, trolig for første gang på flere millioner år. Ved begynnelsen av 2000-tallet blir omtrent halvparten av alt CO2 fra forbrenning av fossilt brensel ikke absorbert av vegetasjon og hav, og dermed forblir det i atmosfæren.

Karbondioksid 
Karbondioksid (CO2) inngår i et komplekst, globalt kretsløp, kalt karbonkretsløpet. Den frigjøres fra jordens indre, produseres av levende organismer via ånding, videre dannes det under prosesser i jordsmonnet, frigjøres ved forbrenning og fra levende organismer i havet. Ubalansen mellom frigivelse ved forbrenning på den ene siden, og opptak i havet og i jordoverflatens biosfære, er årsaken til nettoøkningen av denne gassen i atmosfæren.

Metan 
Metan (CH4) produseres først og fremst under anaerob (uten oksygen) prosesser i våtmarker og ved risdyrkning (40 % av totalen), men også via fordøyels hos dyr, av termitter, ved bearbeidelse av olje og kull, forbrenning av biomasse og fra søppelfyllinger. En tredjedel kommer fra menneskelige aktiviteter.

Lystgass 
Lystgass (N2O) produseres primært av nitrogenbasert kunstgjødsel (50–75 %), samt andre industrielle prosesser. Flere andre kilder finnes også, både industrielle og naturlige. Det brytes ned via kjemiske prosesser drevet av sollys i stratosfæren, dermed oppstår  NOx.

Ozon 
O3 dannes ved spalting av oksygenmolekyler i den øvre atmosfæren ved at ultrafiolett solstråling skaper en komplisert kjemisk prosess. Gassen blir ødelagt av prosesser som drives av NOx og klor (Cl). Cl har sitt opphav fra KFK-gasser, vulkanisme og skogbranner.

Klorfluorkarbon og Hydrofluorkarbon 
KFK- og HFC-gasser er tilstede på grunn av menneskelig produksjon. KFK-gassene stiger langsomt opp i stratosfæren og beveger seg deretter mot polene. De brytes så ned til Cl via kjemiske prosesser på grunn av sollys. Levetiden i atmosfæren er estimert til 65–130 år. Gruppen av HFC-gasser har en levetid i atmosfæren på noen få år, men har i denne tiden en påvirkning på drivhus effekten.

Utviklingsbaner og scenarier for fremtidige utslipp 
Forskerne som lager strategier for reduksjon av klimagasser benytter ofte Kaya-identiteten. Den sier at utslipp kan deles opp i fire faktorer: befolkningstall, bruttonasjonalprodukt (BNP) per capita, energiintensitet (total forbruk av primærenergi per BNP) og karbonintensitet (utslipp dividert på total forbruk av primærenergi):

Klimagassutslipp = Befolkningstall x BNP per capita x Total forbruk av primærenergi/BNP x Klimagassutslipp/total forbruk av primærenergi

Tidligere var det BNP per capita og befolkningsvekst som hadde stor betydning for utslippene, men fra 1971 og inn på 2000-tallet ga redusert energiintensitet mindre vekst av de årlige utslippene. Fra 2000 har energiforsyningen i verden blitt mer avhengig av kull i utviklingslandene, dermed har den delen av forbruket som avhenger av BNP per capita, økt.

Estimater for klimagassutslipp i fremtiden avhenger av økonomisk utvikling, befolkningsvekst, energibehov, tilgang på energikilder og fremtidige kostnader, samt flere andre forhold. I klimapanelets spesialrapport Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation (2012) er 164 scenarier for fremtidig utvikling undersøkt. I disse scenariene, som forskjellige forskere har laget, er det tatt hensyn til de nevnt faktorene som påvirker, men det er umulig å fastslå med noen grad av sikkerhet hva som vil skje mange tiår frem i tiden.

Scenariene dekker et stort variasjonsområde for fremtidig konsentrasjon av karbondioksid i atmosfæren i 2100, fra 350 til 1050 ppm (parts per million). Mange av scenariene antyder en dobling av energiproduksjonen fra fornybare energikilder fra 2008 til 2030, samtidig som bruke av tradisjonell biomasse (fyringsved) går ned. I 2050 prognoserer de fleste fremtidscenariene energiproduksjon på mer enn 100 EJ per år fra fornybare energikilder, og i noen så mye som 400 EJ per år. Dermed vil fornybare energikilder bidra med mer enn 17 % av produksjonen av primærenergi i 2030 i mer en halvparten av scenariene, og over 27 % i 2050. Det høyeste prognoserte bidraget fra fornybare energikilder er 77 % i 2050. For mange av scenariene er det forutsatt energibehovet vil vokse betydelig, at fornybare energikilder vil bidra til bedre energitilgang og at teknologi for fornybar energi vil bli bedre og billigere.

I fremtiden er det antatt at fornybare energikilder, kjernekraft og fossile energikilder med karbonfangst og -lagring vil konkurrere. Her spiller kostnader, ytelse og tilgjengelighet for de to siste energiformene inn og er usikre. Om kostnader, ytelse, miljøforhold, sosiale og nasjonal sikkerhet setter begrensning for kjernekraft og fossile energikilder med karbonfangst og -lagring, vil, om alle andre forhold likt, anvendelsen av fornybare energikilder øke.

Referanser

Litteratur

Eksterne lenker 
 Miljøstatus i Norge: Klimagasser
 FN - liste over CO2-utslipp per land.
 EU – liste over CO2-utslipp per installasjon.

Klima