Evalueringsopgave i NF | Global opvarmning

Side 1

Naturvidenskabelig faggruppe

Evalueringsopgave om Global opvarmning

Hvad er den detaljerede årsag til global opvarmning?

[navn fjernet]

Side 2

[navn fjernet] HF Evalueringsopgave

1.T Gentofte Studenterkursus Naturvidenskabelig faggruppe

1

Hovedproblemstilling: Hvad er den detaljerede årsag til global opvarmning?

Ifølge mange forskere og en efterhånden generel konsensus rundt om i verden er global opvarmning et stort problem. Men hvad er årsagerne til opvarmningen? Med Cop-15 mødet, som er i gang i disse dage, er dette uden tvivl et interessant og mest af alt aktuelt emne at beskæftige sig med. I arbejdet med årsagerne til den globale opvarmning vil jeg besvare følgende problemstillinger:

Problemstillinger

Hvad er teorien bag drivhuseffekten? .......................................................................................... 1 Forklar jordens strålingsbalance .................................................................................................. 2 Hvilken kemisk opbygning og navngivning har de forskellige drivhusgasser? .......................... 2 Hvad og hvem forårsager udledningen af drivhusgasser? ........................................................... 3 Hvad er drivhusgassernes relative styrke? ................................................................................... 4 Hvad er menneskets indflydelse på den globale opvarmning ...................................................... 5 For at besvare problemstillingerne gør jeg brug af materiale fra lærebøgerne og bilag med model overstrålingsbalancen og figurer af forskellige relevante molekyler.

Hvad er teorien bag drivhuseffekten?

Man kalder det for drivhuseffekten, fordi drivhusgasserne i jordens atmosfære fungerer som glasset i et drivhus. De kortbølgede stråler trænger igennem atmosfæren og drivhusgasserne. Når de når atmosfæren, bliver en del reflekteret af skyer og jordens overflade. Den resterende mængde absorberes af jordens overflade og omdannes til infrarød stråling, altså varmestråling. Jordens overflade udsender varmestråling op i atmosfæren. En del af denne stråling forsvinder ud i universet

(12%), men størstedelen absorberes af atmosfæren (102%). Atmosfæren udsender varmestråling i alle retninger. Det betyder, at atmosfæren sender stråling både ud i universet (57%) og tilbage mod jorden (95%). Skyer og gasser virker altså som et isolerende lag, der reflekterer varmestrålerne og derved opvarmer atmosfæren. Varmestrålingen, der reflekteres fra atmosfæren, gør, at jorden

opvarmes med omkring 33 ˚C. Uden denne effekt ville overfladetemperaturen være ca. -18 ˚C.^{1} De

1

http://www.climateminds.dk/ressourcerum/klimaforstaaelse/drivhuseffekten/

Side 3

[navn fjernet] HF Evalueringsopgave

1.T Gentofte Studenterkursus Naturvidenskabelig faggruppe

2 menneskeskabte drivhusgasser er med til at rykke balancen mellem indgående og udgående stråling, som så resulterer i højere temperaturer.

Forklar jordens strålingsbalance

Solen sender kortbølgede stråler ned til jorden, som kommer ned gennem jordens atmosfære og ned mod jorden overflade. På vej ned rammer 23 % af de kortbølgede stråler skyerne, der dækker 50 % af jordens overflade og fungerer som et skjold over jorden, der reflekterer de kortbølgede stråler ud i universet igen. Det samme sker, når strålerne rammer isen, som reflekterer 8 % af de kortbølgede stråler (Det antages, at ca. 5 % af jordens overflade er dækket af is ).

Når de 49 % af de kortbølgede stråler absorberes i jorden, bliver de omdannet til langbølgede stråler

(infrarød stråling), der kommer ud af jorden igen. Når de langbølgede stråler rammer skyerne, reflekteres de ned til jordens overflade igen, så jorden kan holde på varmen.

Problemet nu om dage er, at der er for meget CFC, Methan, lattergas og CO2 oppe i atmosfæren, som dækker over jorden som en slags ”svamp”, der absorberer enorme mængder af varme

(Infrarøde stråler) og gør, at de langbølgede stråler har svært ved at komme ud af atmosfæren.

Hvilken kemisk opbygning og navngivning har de forskellige drivhusgasser?

Jeg skal forberede: Omtale forskellige drivhusgasser, deres kemiske opbygning og navngivning.

Kuldioxid; CO → Dannes ved forbrænding af organisk materiale. En stor del kommer fra

2 forbrænding af fossile brændsler – Olie og kul. Kuldioxid har den kemiske formel: CO

2

Formlen fortæller os, at den har en kemisk struktur. Det er et molekyle, der består af et carbonatom og to oxygenatomer.

Side 4

[navn fjernet] HF Evalueringsopgave

1.T Gentofte Studenterkursus Naturvidenskabelig faggruppe

3

Methan; CH → Dannes ved nedbrydning af organisk materiale i

4 iltfattige miljøer. Kommer fra husdyr, risdyrkning og moser. Methan er en carbonhydrid med den kemiske formel CH

4.

Det er et molekyle, som består af et carbonatom og fire hydrogenatomer.

Kvælstofoxider; f.eks. Lattergas N O → Dannes ved at der er nogle denitrificerende bakterier, som

2

                              -
under iltfri forhold bruger nitrat NO

3 i stedet for ilt. Lattergas har den kemiske formel N O. Det er et molekyle, som består af to nitrogenatomer og et

2 oxygenatom.

NO^{-} → N O → N (Nitratåndinger)

3 2 2

Halocarbener; CFC – forbindelser. F.eks. CH CCl - trichlorethan -

3 3 opløsningsstoffer. Halocarbener er kulstofforbindelser, som indeholder fluor, klor, brom eller jod.

Menneskeskabt drivhusgas, som bl.a. bruges til isolering af køleskabe og fryser, bruges også i rengøringsmiddel. Trichlorethan er et opløsningsmiddel, som man bl.a. har kunnet finde i rengøringsmidler i supermarkeder. Trichlorethans kemiske formel er: CH CCl Det er et molekyle

3 3.

som består af 2 carbonatomer, 3 hydrogen atomer og 3 Cl → 3 chloratomer.

Hvad og hvem forårsager udledningen af drivhusgasser?

Kuldioxid – CO

2

Naturligt: Udledes ved nedbrydning af organisk materiale.

Menneskeskabt: Udledes ved forbrænding af fossile brændsler. Industrien og transportsektoren bruger og udleder store mængder af CO

2 i forbindelse med produktion og transport.

Byggeindustrien bruger fx CO til svejsning og produktion af beton.

2

Methan – CH

4

Naturligt: Dannes af bakterier, som omdanner organisk materiale i iltfattigt miljø, fx risdyrkning,

moser og i maven/tarmene på drøvtyggere.

Menneskeskabt: Findes primært i landbruget fx håndtering af gødning og fra drøvtyggere.

Methanudslip forekommer også fra lossepladser, minedrift og på kraftværker.

Kvælstofoxider – Lattergas – N O

2

Naturligt: Dannes i oceanerne, regnskovene og fra jordbakterier.

Side 5

[navn fjernet] HF Evalueringsopgave

1.T Gentofte Studenterkursus Naturvidenskabelig faggruppe

4

Menneskeskabt: Udslippet stammer primært fra landbrugets forbrænding af biomasse, dog kun hvis

det når en temperatur på 800^{o} C. Industrielle aktiviteter som spildevandsrensning bidrager også.

Halocarbener – CFC gasser

Udelukkende menneskeskabt, kommer af isoleringen fra køle/frys (freon), spraydåser og fra

rengøringsmidler. I dag udledes der næsten ingen CFC-gasser længere, fordi man har fundet en erstatning.

Hvad er drivhusgassernes relative styrke?

De relative drivhusgassers styrke viser, hvor stærke de enkelte gasarter er hver for sig.

CFC-gas Relative drivhuseffekt: 15000

CFC-gasser er baseret på klor-fluor-kulstof. CFC'er har en kraftig drivhuseffekt og en lang levetid ude i atmosfæren.

Klor fraspaltet CFC-gasser ødelægger Jordens ozonlag.

Det er en række stoffer som er 100 % skabt af mennesker og som blev brugt i industrien ved produktion af: skumplast i køleanlæg, driv- og opløsningsmidler osv.

CFC-Gasser er derfor de værste stoffer imod miljøet, men i der udledes de næsten ikke mere.

Ozon <=> O Relative drivhuseffekt: 2000

3

Ozon dannes i atmosfæren ved fotokemiske reaktioner (dvs ved påvirkning af sollys).

Størstedelen af den O_{3}, der måles i luften i Danmark, stammer fra kilder uden for landets grænser. O3 af NO

fra trafikken. De største koncentrationer findes i sommerhalvåret i perioder med varmt og solrigt vejr. O har
                                                                                   3

den næststørste relative styrke. Men igen har vi ikke et overforbrug af den gasart.

Lattergas <=> N_{2} O:

Relative drivhuseffekt: 150

Ligesom med methan (næste stof) ligger hovedkilden til det menneskeskabte udslip i landbruget, hvor det opstår ved at jordbakterier omdanner kvælstof fra gødning til lattergas. Det har ikke en særlig stor relativ drivhuseffekt, men det er noget af det vi har mest af, da vi har utrolig stor landbrugsindustri i Danmark.

Metan <=>CH_{4}:

Relative drivhuseffekt: 32

Side 6

[navn fjernet] HF Evalueringsopgave

1.T Gentofte Studenterkursus Naturvidenskabelig faggruppe

5

Vi hører utrolig meget om methangasser fra køerne osv, men i virkeligheden er dens relative styrke ikke høj.

Dog spiser vi så meget kød og produkter fra dyr, at det forværrer methanudslippet markant.

Kuldioxid <=> CO2 Relative drivhuseffekt: 1

Den er kraftigere end alle de øvrige drivhusgasser tilsammen. Men udregnet pr. molekyle bliver påvirkningen lavere end de andres. Således har både metan og lattergas en større klimapåvirkning pr.

molekyle end CO_{2}.

På samme måde kan man konstatere, at CFC-gasser og beslægtede stoffers klimapåvirkning er lav.

Hvad er menneskets indflydelse på den globale opvarmning

Diskutere og vurdere menneskets indflydelse på den globale opvarmning.

Når man tænker på, at mennesket er en af de sidst udviklede livsformer, er det utroligt at tænke på, hvor meget vi bidrager til den globale opvarmning. Kuldioxid, methan og kvælstofoxider, som alle er naturlige stoffer, som jorden selv producerer. Vi har formået at misbruge naturen til det yderste.

Vi producerer en ekstrem mængde af de naturlige drivhusgasser, så jorden ikke selv kan følge med.

Vi har endda udviklet CFC – gasser som ikke er naturlige gasser, og selvom de bliver produceret i små mængder kan de være fatale for ozonlaget. Menneskets udledning af drivhusgasser består primært af Kuldioxid. Udslippet af kuldioxid skyldes først og fremmest forbrænding af fossile brændstoffer og fældning af store tropiske skove. Vores enorme landbrug bidrager også til de mængder af methan og lattergas, vi frigiver.

Konklusion

Meget peger på, mennesket bidrager markant til den globale opvarmning. Industri og produktion gør, at der udledes drivhusgasser. Drivhusgasser er ikke en dårlig ting, da de sørger for at holde jorden varm. Men når der udledes ekstra drivhusgasser, forrykkes balancen mellem indstråling og udstråling i jordens strålingsbalance.

Størstedelen af de menneskeskabte drivhusgasser kommer fra CO

2 2

, men vi kan konkludere, at CO faktisk ikke er den farligste drivhusgas for mennesker at udlede. Stoffer som methan og lattergas har en væsentligt højere relativ drivhuseffekt.

Set i et biologisk perspektiv er det utroligt at tænke på, at mennesket kan påvirke Jorden så markant, selvom vi er en af de sidst udviklede livsformer.