גז חממה

גז חממה הוא שם כולל לחומרים במצב צבירה גז, שנמצאים באטמוספירה ובולעים או מחזירים קרינה תת-אדומה הנפלטת מכדור הארץ (או כוכב לכת אחר), ובכך תורמים לאפקט החממה. אף על פי שניתן להחשיב כל גז כגז חממה במידה מסוימת, הגזים שונים זה מזה בקיבול החום ובספקטרום הבליעה שלהם, ובדרך כלל הכוונה למספר גזים נפוצים שיש להם השפעה רבה יותר על אפקט החממה, והם אדי מים, פחמן דו-חמצני, מתאן, חמצן דו-חנקני, אוזון ופריאונים.^[1] 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.^[2]

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. 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.^[2]

בעקבות עליית המודעות לחשיבותם של גזי החממה לאקלים העולמי, החל במדינות העולם, ובפרט במדינות המפותחות, מאמץ להקטין את פליטת גזי החממה ובכך להקטין את ההתחממות העולמית. גזי החממה, שהמדינות המפותחות אשר חתומות על אמנת קיוטו התחייבו להפחית את פליטתם לאטמוספירה:

אפקט החממה

ערך מורחב – אפקט החממה

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 את הקרינה אל כוכב הלכת, וזו גורמת להתחממות שלו.

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 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:

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 יחיד לכל גז, מאחר שאזורי בליעת הקרינה ופליטת הקרינה של גזים שונים חופפים בחלקם (איור 1), (לפיכך ניתן תחום ההשפעה). גם עננים קולטים ופולטים קרינת אינפרא-אדום 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 מליטר גז פחמן דו-חמצני. על אף שהוא נמצא בריכוזים קטנים יותר.

מחקר של אוניברסיטת טקסס A&M משנת 2019 הראה שריכוז גזי החממה באטמוספירה החל מאמצע המאה ה-20 ועד ימינו הוא חסר תקדים ב-2.5 מיליון השנים האחרונות, כאשר במשך 2.5 מיליון השנים האחרונות ריכוז גזי החממה עמד בדרך כלל על כ-230 חלקים למיליון, וגם במקרים חריגים לא עבר את ה-320 חלקים למיליון. זאת לעומת ריכוז גזי החממה בעשורים האחרונים, שנכון למדידת המחקר עמדו על 410 חלקים למיליון.^[3]^[4]

מקורות טבעיים ומקורות מתוצרת אנושית

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.^[5]

גז	רמה טרום תעשייתית	רמה נוכחית	עלייה מאז 1750
פחמן דו-חמצני	280ppm	384 ppm	104 ppm
מתאן	700ppb	1,745 ppb	1,045 ppb
חמצן דו חנקני	270ppb	314 ppb	44 ppb
CFC12	0	533 ppt	533 ppt

מחקרים בליבות הקרח מספקים עדות לשינויים בריכוזי גזי החממה ב-800,000 השנים האחרונות. במדידת 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.^[6] מניחים כי שיעורי הפחמן הדו-חמצני נותרו גבוהים לאורך עידן העל של הפנרוזואיקון בסדר גודל של פי 4 עד פי 6 מהריכוזים הנוכחיים.^[7]^[8]^[9] התפתחותם של צמחי האדמה ככל הנראה הורידה את ריכוזי הפחמן הדו-חמצני במהלך תור הדבון ומאז היוו מוקד מייצב של ריכוזים אלו.^[10]

פליטה מתוצרת אנושית

בדו"ח שפרסם האו"ם, סיווגו המומחים את הסקטורים שאחראים על פליטת גזי החממה בהתאם לנתונים שנאספו בשנת 2016:^[11]

ייצור האנרגיה - 34%
תעשייה - 22%
תחבורה פנים-לאומית - 14%
חקלאות - 13%
מבנים - 8%
אדמה ויערות - 4%
פסולת - 3%
תחבורה בינלאומית - 2%

בדו"ח עקבו אחר העלייה העולמית בפליטת גזי החממה מאז תחילת המאה ה-21, כאשר מדדו בכל שנה את מידת שווה הערך לפחמן דו-חמצני (אנ'), אמת מידה מקובלת להערכת כמות גזי חממה:

לא ניתן להציג את הגרף באופן זמני –
ההרחבה Graph להצגת תרשימים מושבתת כרגע.

בשנת 2019 התגבשה קואליציית We Mean Business, בה חברות רבות מתחייבות לצמצם את פליטות הפחמן שלהן ל-0 עד שנת 2050. על פי אתר היזמה, נכון לאוקטובר 2019, הצטרפו ליזמה 997 חברות - בעלות שווי שוק כולל של 20.1 טריליון דולר - וביניהן 87 חברות ענק בינלאומיות, כאשר מרביתן מתחייבות על הפסקת פליטת הפחמן, וכולן מצהירות על התחייבויות סביבתיות שונות. היזמה ספגה ביקורת בתקשורת, בין השאר עקב כך שנעדרות ממנה החברות אשר פולטות את הכמות הגדולה ביותר של גזי חממה - אלו שעוסקות בתחום האנרגיה. 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.^[12]

לפי הדוח 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.^[13]

תפקיד אדי המים

התגברות אדי המים בבולדר, קולורדו

אדי מים הם גז חממה טבעי אשר אחראי על 36% - 66% מאפקט החממה.^[14] ריכוזי אדי מים עולים ויורדים באזורים שונים אך פעילות אנושית אינה משפיעה ישירות על ריכוזיהם מלבד ברמה המקומית, כגון שדות מושקים.

אוויר חם יותר מסוגל להכיל יותר אדי מים. מודלים עדכניים של מזג האוויר צופים שהתגברות ריכוזי אדי המים באוויר חם יעצימו משמעותית את אפקט החממה הנובע מפליטות גזים אנתרופוגניות. למעשה מייצרים אדי המים משוב חיובי לפעולתם של גזים אחרים דוגמת הפחמן הדו-חמצני.^[15]

ראו גם

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא גז חממה בוויקישיתוף

מה זה גז חממה?, מכון דוידסון
צפריר רינת, דו"ח האו"ם: גם אם פליטות גזי החממה ייפסקו, השפעתן תימשך עוד מאות שנים, באתר הארץ, 27 בספטמבר 2013
אביב לביא, בעוד העולם מצמצם פליטות גזי חממה, ישראל דוהרת בכיוון ההפוך, באתר זמן ישראל, 6 בספטמבר 2023
topic/water-vapor-feedback גז חממה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

הערות שוליים

^ ד"ר איתן אוקסנברג, מה זה גז חממה?, במדור "שאל את המומחה" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 22 בינואר 2018
^ ¹ ² אפקט החממה, באתר המשרד להגנת הסביבה
^ המין האנושי לא חי עם אטמוספירה רווית פחמן דו-חמצני עד אמצע המאה העשרים, באתר הידען
^ Humankind did not live with a high-carbon dioxide atmosphere until 1965, eurekalert
^ "Chapter 1 Historical Overview of Climate Change Science" (PDF). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Intergovernmental Panel on Climate Change. 2007-02-05. נבדק ב-2008-04-25.
^ Image:Phanerozoic Carbon Dioxide.png
^ Berner, Robert A. (1994). "GEOCARB II: a revised model of atmospheric CO₂ over Phanerozoic time" (PDF). American Journal of Science. 294: 56–91. ISSN 0002-9599. אורכב מ-המקור (PDF) ב-2011-07-15. נבדק ב-2008-08-10.
^ Royer, DL; RA Berner; DJ Beerling (2001). "Phanerozoic atmospheric CO₂ change: evaluating geochemical and paleobiological approaches". Earth-Science Reviews. 54: 349–392.
^ Berner, Robert A.; Kothavala, Zavareth (2001). "GEOCARB III: a revised model of atmospheric CO₂ over Phanerozoic time" (PDF). American Journal of Science. 301 (2): 182–204. ISSN 0002-9599. אורכב מ-המקור (PDF) ב-2004-08-06. נבדק ב-2008-08-10.
^ Beerling, DJ; Berner, RA (2005). "Feedbacks and the co-evolution of plants and atmospheric CO₂". Proceedings of the National Academy of Science. 102: 1302–1305.
^ United Nations Climate Change Secretariat, Climate action and support trends (עמ' 6), ‏2019
^ עומר כביר, ענקיות ההייטק ומשבר האקלים: נכונות אמיתית או יח"צ?, באתר כלכליסט, 16 באוקטובר 2019
^ הולך הולך ומתחמם – דו"ח המומחים הבין-ממשלתי על שינויי אקלים – IPCC, באתר GOV.IL
^ realclimate.org. Water vapour: feedback or forcing?
^ Held, Isaac M. & Soden, Brian J. (2006), "Robust Responses of the Hydrological Cycle to Global Warming", Journal of Climate 19(21): 5686–5699

[1] ד"ר איתן אוקסנברג, מה זה גז חממה?, במדור "שאל את המומחה" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 22 בינואר 2018

[הערה_מספר_26784060:0-2] ¹ ² אפקט החממה, באתר המשרד להגנת הסביבה

[3] המין האנושי לא חי עם אטמוספירה רווית פחמן דו-חמצני עד אמצע המאה העשרים, באתר הידען

[4] Humankind did not live with a high-carbon dioxide atmosphere until 1965, eurekalert

[5] "Chapter 1 Historical Overview of Climate Change Science" (PDF). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Intergovernmental Panel on Climate Change. 2007-02-05. נבדק ב-2008-04-25.

[6] Image:Phanerozoic Carbon Dioxide.png

[Berner1994-7] Berner, Robert A. (1994). "GEOCARB II: a revised model of atmospheric CO₂ over Phanerozoic time" (PDF). American Journal of Science. 294: 56–91. ISSN 0002-9599. אורכב מ-המקור (PDF) ב-2011-07-15. נבדק ב-2008-08-10.

[Royeretal2001-8] Royer, DL; RA Berner; DJ Beerling (2001). "Phanerozoic atmospheric CO₂ change: evaluating geochemical and paleobiological approaches". Earth-Science Reviews. 54: 349–392.

[Berner&Kothavala2001-9] Berner, Robert A.; Kothavala, Zavareth (2001). "GEOCARB III: a revised model of atmospheric CO₂ over Phanerozoic time" (PDF). American Journal of Science. 301 (2): 182–204. ISSN 0002-9599. אורכב מ-המקור (PDF) ב-2004-08-06. נבדק ב-2008-08-10.

[Beerling2005-10] Beerling, DJ; Berner, RA (2005). "Feedbacks and the co-evolution of plants and atmospheric CO₂". Proceedings of the National Academy of Science. 102: 1302–1305.

[11] United Nations Climate Change Secretariat, Climate action and support trends (עמ' 6), ‏2019

[12] עומר כביר, ענקיות ההייטק ומשבר האקלים: נכונות אמיתית או יח"צ?, באתר כלכליסט, 16 באוקטובר 2019

[13] הולך הולך ומתחמם – דו"ח המומחים הבין-ממשלתי על שינויי אקלים – IPCC, באתר GOV.IL

[14] realclimate.org. Water vapour: feedback or forcing?

[15] Held, Isaac M. & Soden, Brian J. (2006), "Robust Responses of the Hydrological Cycle to Global Warming", Journal of Climate 19(21): 5686–5699

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]