גז חממה

גז חממה הוא שם כולל לחומרים במצב צבירה גז המצויים באטמוספירה ובולעים או מחזירים קרינה תת-אדומה הנפלטת מכדור הארץ (או כוכב לכת אחר), ובכך תורמים לאפקט החממה. למרות שבמידה מסוימת כל גז יכול להיחשב גז חממה, הגזים שונים זה מזה בקיבול החום ובספקטרום הבליעה שלהם, ובדרך כלל הכוונה למספר גזים נפוצים בעלי השפעה חזקה על אפקט החממה. עם הגזים הללו נמנים אדי מים, פחמן דו-חמצני, מתאן, חמצן דו-חנקני, אוזון ופריאונים. לגזי החממה תפקיד חשוב בוויסות האקלים – אם לא היו בכדור הארץ גזי חממה כלל, הטמפרטורה הממוצעת על פני כדור הארץ הייתה כ-18 מעלות צלזיוס מתחת לאפס, במקום הממוצע בן זמננו של כ-15 מעלות צלזיוס.

שינוי הטמפרטורה של הגז כתוצאה מבליעת קרינה תלוי בקיבול החום שלו. קיבול החום של גז תלוי לרוב במבנה המולקולרי שלו. אדי המים הם גז החממה היעיל ביותר באטמוספירת כדור הארץ (איור 1).

העלייה בריכוז גזי החממה באטמוספירה מאז ימי המהפכה התעשייתית, ובפרט בריכוז פחמן דו-חמצני, הביאה לכליאה מוגברת של חום, אשר גורמת לעלייה בטמפרטורה הממוצעת על פני כדור הארץ. הערכות מקובלות קושרות את עליית הטמפרטורה בעליית התיעוש, ובפרט בשרפת דלקים מכילי פחמן כגון פחם, מזוט, בנזין וגז טבעי, שבמהלכה נפלט פחמן דו-חמצני. התפתחוץ תעשיית החקלאות השפיעה גם היא על העלייה בריכוז גזי החממה באטמוספירה – הסבתם של שטחי יער גדולים למטרות חקלאיות גרמה להפחתה בכמות העצים שביכולתם לספוג פחמן דו-חמצני, ועל כן הגבירה את ריכוז גזי החממה באטמוספירה.

בעקבות עליית המודעות לחשיבותם של גזי החממה לאקלים העולמי, מדינות העולם, ובפרט המדינות המפותחות, החלו להשקיע מאמצים בהקטנת פליטת גזי חממה ובכך להקטין את ההתחממות העולמית. המדינות המפותחות החתומות על אמנת קיוטו התחייבו להפחית את פליטת גזי החממה הבאים:
פחמן דו-חמצני (CO2)
מתאן (CH4)
חמצן דו-חנקני (N2O)
גופרית שש-פלואורידית (SF6)
פחמימה-פלואורידית (HFC)
perfluorcarbons) PFC) 

אפקט החממה

ממוזער|שמאל|300px|איור 1. ספקטרה של אור השמש (אדום), קרינה הנפלטת מכדור הארץ (כחול), בליעה של גזי חממה שונים (מלמעלה למטה: אדי-מים, פחמן דו-חמצני, חמצן ואוזון, מתאן, תחמוצת חנקן, ופיזור ריילי)

אפקט החממה הוא התהליך בו גזי חממה באטמוספירה מחזירים אל כוכב הלכת קרינה, הגורמת להתחממותו.

כאשר קרינת השמש מגיעה לפני כדור הארץ, חלק מהאנרגיה המצויה בה הופכת לחום. כיוון שכדור הארץ קר יותר מהשמש, הוא מקרין אנרגיה בגלים ארוכים יותר מאורך הגל של קרני השמש. האטמוספירה בולעת את גלי האנרגיה הללו והופכת אותם לחום בצורה יעילה יותר מאשר את קרינת השמש. ספיגת החום מחממת את האטמוספירה אשר מתחממת גם מחום כמוס הנפלט משטח כדור הארץ.

גזי החממה הנפוצים ביותר בכדור הארץ, לפי סדר שכיחות יחסית, הם:
 אדי מים
 פחמן דו-חמצני
 מתאן
 חמצן דו-חנקני
 אוזון
 CFC – פחמן, פלואור וכלור.

 גז חממה  אחוזי השפעה על אפקט החממה אדי מים  36%–70% פחמן דו-חמצני  9%–26% מתאן  4%–9% אוזון  3%–7%
לא ניתן לייחס אחוז ספציפי לכל גז, מאחר שאזורי בליעת הקרינה ופליטת הקרינה של גזים שונים חופפים בחלקם (איור 1) (לפיכך ניתן תחום ההשפעה). גם עננים קולטים ופולטים קרינה תת-אדומה ומשפיעים על התכונות הקרינתיות של האטמוספירה.

טבלה זו מתייחסת לצירוף של שכיחות הגז ושל עוצמת השפעתו על אפקט החממה. לדוגמה – ליטר גז מתאן משפיע הרבה יותר על אפקט החממה מאשר ליטר גז פחמן דו-חמצני, למרות שריכוזו באטמוספירה קטן יותר.

מחקר של אוניברסיטת טקסס A&M משנת 2019 הראה שריכוז גזי החממה באטמוספירה, החל מאמצע המאה ה-20 ועד ימינו, הוא הגבוה ביותר ב-2.5 מיליון השנים האחרונות. במשך 2.5 מיליון השנים האחרונות ריכוז גזי החממה עמד בדרך כלל על כ-230 חלקים למיליון (ppm), וגם במקרים חריגים לא עבר את ה-320 חלקים למיליון. זאת לעומת ריכוז גזי החממה בעשורים האחרונים, שנכון לזמן מדידת המחקר עמדו על 410 חלקים למיליון.

 מקורות טבעיים ומקורות מתוצרת אנושית 
ממוזער|ימין|איור 2. שינויים בריכוז אבק אטמוספירי (אדום), CO2 (ירוק) וטמפרטורה (כחול) ב-400,000 שנים אחרונות.
טרם המהפכה התעשייתית, גזי החממה נבעו בדרך כלל ממקורות טבעיים ואנתרופגניים, והיו בריכוזים קבועים יחסית. מאז המהפכה התעשייתית, ריכוזי גזי החממה עלו כתוצאה מפעילות אנושית.

 גז  רמה טרום תעשייתית  רמה נוכחית  עלייה מאז שנת 1750 פחמן דו-חמצני  280ppm  318ppm  38ppm מתאן  700ppb  1,745ppb  1,045ppb חמצן דו חנקני  270ppb  314ppb  44ppb CFC12  0  533ppt  533ppt

מחקרים בליבות הקרח מספקים עדות לשינויים בריכוזי גזי החממה ב-800,000 השנים האחרונות. ממדידת ריכוזי הגזים בקרחונים עולה כי יש קשר חזק בין עלייה בריכוזי הגזים לעלייה בטמפרטורה.
לא ניתן לבדוק בצורה ישירה את ריכוזי גזי החממה מעבר לתקופה זו אך קיימת הערכה לפיה לפני 500 מיליון שנים ריכוז הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה היה גבוה פי עשרה. מניחים כי שיעורי הפחמן הדו-חמצני נותרו גבוהים לאורך עידן העל של הפנרוזואיקון בסדר גודל של פי 4 עד פי 6 מהריכוזים הנוכחיים. התפתחותם של צמחי האדמה ככל הנראה הורידה את ריכוזי הפחמן הדו-חמצני במהלך תור הדבון ומאז היוו מוקד מייצב של ריכוזים אלו.

 פליטה מתוצרת אנושית 
בדו"ח שפרסם האו"ם, סיווגו מומחים את הסקטורים האחראים על פליטת גזי חממה, בהתאם לנתונים שנאספו בשנת 2016:
 ייצור אנרגיה – 34%
 תעשייה – 22%
 תחבורה פנים-לאומית – 14%
 חקלאות – 13%
 מבנים – 8%
 אדמה ויערות – 4%
 פסולת – 3%
 תחבורה בינלאומית – 2%

הדו"ח עקב אחר העלייה העולמית בפליטת גזי חממה מאז תחילת המאה ה-21. בכל שנה  נמדדה מידת שווה הערך לפחמן דו-חמצני , אמת מידה מקובלת להערכת כמות גזי חממה:

בשנת 2019 התגבשה קואליציית We Mean Business, בה חברות מסחריות רבות מתחייבות לצמצם את פליטות הפחמן שלהן ל-0 עד שנת 2050. על פי אתר היוזמה, נכון לאוקטובר 2019 הצטרפו ליוזמה 997 חברות – בעלות שווי שוק כולל של 20.1 טריליון דולר – ביניהן 87 חברות ענק בינלאומיות. מרבית החברות מתחייבות על הפסקת פליטת הפחמן, וכולן מצהירות על התחייבויות סביבתיות שונות. היוזמה ספגה ביקורת בתקשורת, בין השאר מאחר שנעדרות ממנה חברות מתחום האנרגיה, האחראיות על הכמות הגדולה ביותר של פליטת גזי חממה. על פי תחקיר של הגרדיאן, 20 חברות בלבד – כולן עוסקות בהפקת אנרגיה מדלקי מאובנים – אחראיות ל-35% מגזי החממה שנפלטו לאטמוספירה ב-54 השנים האחרונות.

לפי הדו"ח השישי של הפאנל הבין-ממשלתי לשינוי אקלים יש לערוך שינויים דרמטיים באורח החיים האנושי ולצמצם את פליטת גזי החממה בחצי עד שנת 2030 ולחלוטין עד שנת 2050. רק כך ניתן יהיה להימנע מהתחממות גלובלית של מעל 1.5 מעלות צלזיוס.

תפקיד אדי המים
ממוזער|350px|התגברות אדי המים בבולדר, קולורדו
אדי מים הם גז חממה טבעי האחראי על 36%–66% מאפקט החממה.
ריכוז אדי מים עולה ויורד באזורים שונים, אך פעילות אנושית אינה משפיעה ישירות על הריכוז מלבד ברמה המקומית, כגון שדות מושקים.

אוויר חם יותר מסוגל להכיל יותר אדי מים. מודלים עדכניים של מזג האוויר צופים שעליית ריכוז אדי המים באוויר חם יעצימו משמעותית את אפקט החממה הנובע מפליטות גזים אנתרופוגניות. אדי המים מייצרים משוב חיובי לפעולתם של גזים אחרים, לדוגמה הפחמן הדו-חמצני.

ראו גם
 התחממות עולמית
 אפקט החממה
 זיהום אוויר

קישורים חיצוניים

מה זה גז חממה?, מכון דוידסון




 הערות שוליים 

קטגוריה:אקלים
חממה
קטגוריה:איומים ומפגעים סביבתיים
קטגוריה:גזי חממה