הגורמים להתחממות העולמית

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב - גזי חממה
תיאור ההשפעות האנושיות והטבעיות על האקלים בשנים 1951-2010. בשורה 1 מתואר השינוי בטמפרטורה הנצפה בפועל. בשורה 2 השפעת גזי החממה הנפלטים כתוצאה מפעילות האדם. בשורה 3 השפעת הסיבות המשניות לשינויי אקלים(בסך הכל זה התקררות בגלל עמעום עולמי). בשורה 4 סך ההשפעות האנושיות. ההשפעות הטבעיות מתוארות בשורה 5 ובשורה 6 השינויים הטבעיים העונתיים. ניתן לראות שההשפעות בשורות 5-6 די זניחות בהשוואה להתחממות הניצפת. מקור: הפנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים.

מערכת האקלים העולמית משתנה הן באמצעות גורמים טבעיים "פנימיים", והן בתגובה לשינויים ב"כוחות" חיצוניים; הן מגורמים מעשה ידי אדם והן מגורמים שאינם מעשה ידי אדם, כולל פעילות של השמש, וכן מפליטות של גזי חממה ועפר על ידי הרי געש. הדעה הרווחת בקהילה המדעית הינה כי רוב העלייה נובעת מפעילות אנושית, בעיקר פליטה של גזי חממה, אשר גורמת להתחזקות אפקט החממה[1]. אין אף גוף מדעי בעל עמדה לאומית או בין לאומית החולק על דעה זו‏[2][3] [4].

יש מספר ארגונים עם חברים בתעשיות כרייה ודלק מחצבי שמחזיקים בעמדות בלתי מתחייבות. ישנה קבוצה קטנה של מדענים החולקת על ההשקפה לפיה פעילויות בני האדם משחקות תפקיד חשוב בעליית הטמפרטורות העכשווית. אכן ישנם גורמים של אי-ודאות בשאלה מה יהיה גודלם של שינויי אקלים בעתיד. יש גם וויכוח פוליטי וציבורי ער ולוהט שמתנהל בשאלה מה צריך לעשות כדי להקטין או להחזיר אחורה את ההתחממות העתידית, וכיצד יש להתמודד עם תוצאותיה. בנוסף למחלוקות מדעיות לגיטימיות, יש גם הכחשת אקלים - ניסיון מצד חברות נפט וגורמים עסקיים ומצד גורמים בימין הכלכלי להטות את הדיון, לזרוע ספקות ולעכב הכרה הן בקיום של התחממות עולמית והן בכך שבני האדם תורמים לה - בדרכים דומות לכך שחברות הטבק ניסו ומנסות עדיין להכחיש את נזקי העישון לבריאות וסוגיות אחרות הנוגעות לתחום.

הקונצנזוס המדעי בנוגע לסיבות לשינויי האקלים

מומחי אקלים מסכימים כי כדור הארץ התחמם באחרונה ואין מחלוקת משמעותית באשר לסיבות לשינוי זה בקהילה המדעית. יש הסכמה של בין 90% ל 100% של המומחים לגבי הסיבות, כאשר רוב המחקרים מראים על הסכמה של 97% בין מדעני האקלים שמפרסמים מאמרים בנושא. ככל שההתמחות של המדענים האלה בנושא בו הם עוסקים גדלה כך גדלה התמיכה שלהם בתאוריה המקובלת היום. זו המסקנה של 7 חוקרים: Naomi Oreskes, Peter Doran, William Anderegg, Bart Verheggen, Ed Maibach, J. Stuart Carlton,John Cook.

קשה בנושא זה לסמוך על משאל פשוט, כי אז כל אחד יכול לומר שהוא מדען אקלים גם אם הוא לא(וזה באמת אחד מהטריקים של מכחישי אקלים הם פרסמו פעם עצומה נגד התאוריה המקובלת ואמרו ש-30,000 מדענים בכירים חתמו עליה, אבל אפילו במידע שכתבו האנשים האלה על עצמם בעצומה רק 39 הגדירו עצמם כמדעני אקלים, חלק גדול אמר שיש לו רק תואר ראשון, ורבים אמרו שהם רופאי שיניים וכדומה, ובנוסף לא היה אמצעי לבדוק את אמינות המידע ואפילו מחברי העצומה הודו בכך). לכן הוחלט לבחון רק את המחקרים שפורסמו באתרים מדעיים ועוסקים בנושא.

בשנים 1991 ל-2011 נמצאו כ-12,000 מחקרים כאלה. התכנה האינטרנטית שעשתה את החיפוש הציגה את התקציר של המחקר כי לקרוא את כולם היה לוקח אולי שנים. התוצאה הייתה ששליש מתוך 12,000 המחקרים האלה - כ-4,000 מחקרים, מבטאים בתקציר עמדה בנושא שינויי האקלים ומה 4,000 האלה 97.1% תומכים בתאוריה המקובלת, פחות מ-3% מתנגדים. נותרה השאלה מה אם אלה שלא לוקחים עמדה. ההשערה הייתה שכמו שבמחקרים גאולוגיים לא כותבים ש"כדור הארץ הוא עגול" ככה גם בתקצירים של מחקרי אקלים לא כותבים בתקציר "שינויי אקלים שנובעים מפליטת גזי חממה", אבל את זה עוד היה צריך לבדוק. לכן שלחו מיילים למדענים שכתבו את המחקרים האלה ובקשו מהם לענות על השאלה: האם המחקר שלך מוכיח עמדה כל שהיא לגבי סיבות לשינויי אקלים ואם כן איזו עמדה?

כ-2,100 מדענים ענו על המייל. התוצאה הייתה ששני שליש מהמחקרים מביאים עמדה ובין המחקרים האלה ההתפלגות הייתה זהה כמעט לחלוטים להתפלגות במקרה הראשון: 97.2% בעד התאוריה המקובלת, פחות מ 3% מתנגדים. זה תומך בהשערה לגבי הסיבה של המספר הגדול של הניירות שלא מביאים עמדה. בשליש מהמחקרים אומנם לא כתבו על הסיבה בתקציר אבל יש הבעת עמדה במקום אחר במחקר. אבל ההתפלגות בין התומכים למתנגדים כמעט זהה ב 2 המקרים מה שמרמז שהאנשים פשוט לא חשבו שצריך לציין בתקציר את העמדה בנושא. לכן אפשר היה לשער שגם במחקרים בהם לא הובאה עמדה בנושא במחקר עצמו זה שוב מאותה סיבה, אבל את זה עוד היה צריך לבדוק. לכן ערכו משאלים, בהם שאלו את המדענים באופן ישיר: האם אתה תומך בתאוריה של שינויי האקלים כתוצאה מפעילות אנושית ובעיקר מפליטת גזי החממה? אבל רק בין מדעני אקלים פעילים שמפרסמים מחקרים בעיתונים מדעיים מוכרים בנושא.

האילוץ הקרינתי של גזי חממה שונים ושל מקורות אחרים

התוצאה הייתה פחות או יותר זהה בכל המשאלים: כ-9 7% תומכים בתאוריה. החפיפה בין התוצאות מלמדת שההערכה מדויקת.

יש לציין שמכחישים מלאים, כלומר כאלה שאומרים שהתאוריה המקובלת שגויה לחלוטין קשה מאוד למצוא בין המדענים האלה. רוב אלה שלא מסכימים אומרים שזה לא מספיק בטוח, שרוב הסיכויים שזה לא נכון וכך הלאה. למרות זאת נערך מחקר אשר בדק את כמות "המכחישים המלאים". מתוך כ-1 4,000 מחקרים נמצאו רק 24 כאלה.

נמצא גם שכמות המדענים התומכים בתאוריה עולה וככל שההתמחות של המדענים האלה בנושא בו הם עוסקים גדלה כך גדלה התמיכה שלהם בתאוריה המקובלת היום.

יש לציין שוב שמדובר כאן על קונצנזוס בין מומחים שעוסקים בנושא האקלים. לגבי הדעות בציבור הרחב זה עניין שונה. בנוסף כאן מדובר רק על קונצנזוס שבני האדם אחראיים לשינויי האקלים האחרונים. לגבי חומרת התופעה והדרכים להתמודד איתה יש הרבה יותר חילוקי דעות‏[5].

מדענים בדקו את הטענות של ה-3% המכחישים ומצאו מה הטעויות שבגללן הם הגיעו לזה - בדרך כלל טעויות פשוטות יחסית בגלל מידע לא מלא או חישוב לא נכון‏[6].

הסיבה העיקרית להתחממות העולמית

רוב המדענים מסכימים שהסיבה העיקרית להתחממות העולמית היא התגברות אפקט חממה באטמוספרת כדור הארץ. באטמוספרת כדור הארץ קיימים גזי חממה אשר קולטים את הקרינה האינפרא אדומה הנפלטת ממשטח כדור הארץ כאשר פוגעות בו קרני השמש ומתחממים כתוצאה מתהליך זה. הדבר גורם לעלייה בטמפרטורה העולמית. ללא אפקט החממה הטבעי הזה, על פי הערכה, הטמפרטורה על כדור הארץ הייתה נמוכה בכ-30 מעלות צלזיוס, והחיים עליו היו שונים מאוד ממה שיש היום. חלק מגזי החממה העיקריים הם פחמן דו חמצני ומתאן. לכן, הוספת פחמן דו חמצני (CO2) או מתאן (CH4) לאטמוספירה, ללא שינויים אחרים, גורמת להתחממות כדור הארץ.

לפי רוב המדענים פעילויות אנושיות שונות גרמו לעלייה בריכוז גזי החממה מה שגרם לרוב העלייה בטמפרטורה העולמית. את תוספת החום מודדים בדרך כלל בוואט למטר רבוע בשנה - כלומר אם התוספת היא וואט אחד, זה אומר שבשנה זו כל מטר רבוע בכדור הארץ קיבל וואט אחד יותר של אנרגיית חום. וואט אחד משמעותו ג'ואול בשנייה‏[7] וג'ואול הוא כמות האנרגיה הדרושה כדי לחמם גרם אחד של מים ב 0.24 מעלות צלזיוס‏[8]. בשנת 1979 סך תוספת האנרגיה בגלל התגברות גזי החממה בהשוואה לשנת 1750 היתה 1.699 וואט למטר רבוע. בשנת 2017 היא היתה 3.062 וואט למטר רבוע. זאת לפי הנתונים של המנהלה הלאומית לאטמוספירה ואוקיינוסים בארצות הברית‏[9]. תוספת של 3 וואט נראית קטנה אבל בפועל זה הרבה כי שטח כדור הארץ הוא כ-6 50 מיליון קילומטרים רבועים ובכל קילומטר רבוע יש מיליון מטרים רבועים.

יש קבוצה קטנה מאוד של מדענים החולקת על כך. לא נכון להגיד כי יש מחלוקת בין אלו ש"מאמינים" לבין אלו ה"מתנגדים" לתאוריה שתוספת פחמן דו חמצני לאטמוספירה של כדור הארץ תגרום לטמפרטורה גבוהה יותר של פני השטח של כדור הארץ, ללא השפעות עקיפות מתקנות. תחת זאת, הוויכוח הוא על השאלה מה תהיה ההשפעה הכוללת של תוספת פחמן דו חמצני ומתאן לאטמוספירה, בהתחשב בגורמים נוספים.

המגמות של גזי חממה

פליטות גזי חממה מצד בני אדם

הגוף הנחשב למוסמך ביותר בנושא שינויי אקלים הוא ההפאנל הבין ממשלתי לשינוי אקלים. בשנת 2014 הוא פרסם דוח מסכם החמישי שלו, בנושא שינויי אקלים אנטרופוגניים‏[10]

לפי הדוח החמישי של הפנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים הבערתם של דלקים מחצביים, הכוללת תחנות כוח המשתמשות בגז, נפט או פחם, זיהום אוויר מתחבורה, זיהום תעשייתי הכולל ארובות בתי חרושת ועוד פליטות מזהמות מצד הסביבה האנושית מייצרות כ-4 9 מיליארד טון גזי חממה באקוויוולנט של פחמן דו חמצני נכון ל 2010‏[11].

לפי דו"ח התפלגות הפליטות לפי מקורות נראית כך:

ענף המשק התרומה שלו לפליטות גזי החממה בעולם באחוזים
חשמל וחימום 25%
כריתת יערות וחקלאות 24%
תעשייה 21%
תחבורה 14%
אנרגיה אחרת(תהליכים שונים הקשורים לדלקים פוסיליים) 9.6%
בניינים 6.4%

על פיTAR [1], חקלאות בעלי חיים, זבל, דשנים, גז טבעי, שדות אורז, מטמנות אשפה, פחם ועוד מקורות שמוצאם בפעילות אנושית תורמים כ-450 מיליון טונות של מתאן בכל שנה. הריכוזים האטמוספריים של פחמן דו חמצני ושל מתאן גדלו ב-31% וב-149% בהתאמה מעל הרמות שהיו לפני העידן התעשייתי מאז 1750. ריכוזים אלו הינם גבוהים משמעותית מהריכוזים בכל זמן אחר במשך 650,000 השנים האחרונות, התקופה שלגביה נתקבלו נתונים מהימנים, באמצעות מחקר של ליבות קרח. על סמך עדויות גאולוגיות פחות ישירות מאמינים כי רמות גבוהות כאלה של פחמן דו חמצני היו לאחרונה לפני 40 מיליון שנה. כשלושה רבעים מהפליטות ממקורות אנושיים שבוצעו ב-20 השנים האחרונות נגרמו עקב בעירה של דלקים מחצביים. מספר מכריע משאר הפליטות נובעות משינויים בשימוש בקרקע, בעיקר עקב בירוא יערות. [2]

מקורות הפליטה של גזי החממה בעולם לפי סקטורים נכון לשנת 2014. הקטע העקום ליד העיגול מראה את התפלגות הפליטות בסקטור החשמל והחימום. מקור:הפנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים.

לפי הדוח של סוכנטת האנרגיה העולמית פליטות גזי החממה ב 2018 הגיעו לשיא חדש, כאשר רוב התוספת היא מסקטור האנרגיה. אחת הסיבות העיקריות לעלייה בפליטות היא שינויי האקלים עצמם, כי הם גורמים לכך שאנשים משתמשים ביותר אנרגיה כדי להתקרר או להתחמם. מקור הדלק שתרם הכי הרבה לעלייה הוא הפחם, גז ונפט בעקבותיוח. המדינות שתרמו הכי הרבה לעלייה הם ארצות הברית, הודו, סין. המדינות שאותן יש לציין לשבח הן יפן, מקסיקו וכמה מדינות באיחוד האירופי - בהן הפליטות ירדו‏[12].

גזי החממה העיקריים הם אלה:

פחמן דו חמצני

פחמן דו חמצני אחראי על כ-72%-77% מההתחממות העולמית. נפלט בעיקר משרפת דלקים מחצביים:פחם, נפט, וגז ומפגיעה בצמחייה שבדרך כלל קולטת אותו מהאטמוספרה. שרפת הפחם, הגז והנפט מתבצעת קודם כל בתהליךייצור חשמל בתחנות הכוח ומעט פחות בתעשייה(כמו בתעשיית הפלסטיק) ובתחבורה(הדלקים השונים אשר נשרפים במנועי המכוניות, המטוסים, האוניות וכך הלאה). הפגיעה בצמחייה מתבטאת קודם כל ב ברוא יערות ופגיעה בפיטופלנקטון (אצות קטנות החיות בים וקולטות כחצי מהפחמן הדו חמצני). הגז הזה אחראי על רוב שינויי האקלים כרגע אבל יחסית לגזים האחרים קל יותר לסלק אותו: אפשר לעשות זאת בשיקום יערות תוך שיפור אורח החיים.

הריכוז של פחמן דו חמצני במשך 400,000 השנים האחרונות והעלייה המהירה שלו מאז המהפכה התעשייתית; השינויים לפני כן הם כניראה בגלל שינויים במסלול של כדור הארץ סביב השמש הידועים בשם מחזורי מילאנקוביץ', אשר גורמים למחזורים של עידני קרח ואחר כך התחממות כל 100,000 שנים. ההתחממות גורמת לפליטת פחמן דו חמצני מה שגורם להתחממות עוד יותר משמעותית. התקררות גורמת לתהליך הפוך.

המקורות להגברת פליטות הפחמן הדו חמצני הם:

ענפי תעשייה שתורמים באופן משמעותי, בסדר חשיבות יורד: כימיקלים, מלט, פלדה, אלומיניום, מזון וטבק, נייר וצבעים, בנוסף יש תרומה משמעותית בפליטות בתהליכי הזיקוק של גז טבעי ונפט, ובהפקת פחם.

חלק ניכר מהפליטות הם בגלל פגיעה בצמחים יבשתיים כמו הרס יערות ושטחי עשב ופגיעה בצמחים ימיים בעיקר בפיטופלנקטון. בתמונה משמאל רואים את מחזור הפחמן ואיך הצמחייה מסייעת להאבק בשינויי אקלים. לפני המהפכה התעשייתית כמות הפחמן הדו חמצני באטמוספירה היתה קבועה: הצמחים ביבשה לקחו 120 מיליארד טון בשנה שחזרו בתהליכי נשימה והתפרקות אחר כך לאטמוספירה. הצמחים בים לקחו 60 מיליארד טון בשנה שחזרו גם הם באותה הדרך לאטמוספרה. האדם אחרי המהפכה התעשייתית פולט כ-9 מיליארד טון נוספים בשנה שמהם 3 מיליארד טון נקלטים על ידי הצמחים ביבשה כמו עצים, שיחים, עשב ולא חוזרים לאטמוספרה ו-2 מיליארד טון נקלטים על ידי צמחים ימיים - קודם כל הפיטופלנקטון, ולא חוזרים לאטמוספירה.

המשמעות: מתוך 9 מיליארד טון פחמן דו חמצני שפולט האדם מאז המהפכה התעשייתית, 5 מיליארד נלקחים על ידי הצמחים ומאוחסנים בתוך הגוף שלהם בקרקע ובאוקיינוסים. כמות גדולה של פחמן דו חמצני, פי כמה ממה שיש באטמוספרה, נאגרה בקרקע ובאוקיינוסים, בעזרת צמחים ובעלי חיים.

כאשר יער או שטח עשב נשרף או נכרת, לא רק שהוא מפסיק לקלוט פחמן דו חמצני, הפחמן הדו חמצני שהצטבר בו קודם משתחרר - גם מהצמחים וגם חלק מהפחמן הדו חמצני בקרקע. 10-20% מפליטות הפחמן הדו חמצני היום הם בגלל כריתת יערות[13]. כאשר הפיטופלנקטון נפגע בגלל עליית טמפרטורת המים הוא מפסיק לקחת את עודף הפחמן.

בתמונה רואים את מחזור הפחמן ואיך הצמחייה מסייעת להאבק בשינויי אקלים. לפני המהפכה התעשייתית כמות הפחמן הדו חמצני באטמוספירה היתה קבועה: הצמחים ביבשה לקחו 120 מיליארד טון בשנה שחזרו אחר כך לאטמוספירה. הצמחים בים לקחו 60 מיליארד טון בשנה שחזרו גם הם לאטמוספרה. האדם אחרי המהפכה התעשייתית פולט כ-9 מיליארד טון נוספים בשנה שמהם 3 נקלטים על ידי הצמחים ביבשה ולא חוזרים לאטמוספרה ו-2 נקלטים על ידי צמחים ימיים ולא חוזרים לאטמוספירה. כמות גדולה של פחמן דו חמצני, פי כמה ממה שיש באטמוספרה, נאגרה בקרקע ובאוקיינוסים, בעזרת צמחים ובעלי חיים

לפני המהפכה התעשייתית שהחלה ב 1750 ריכוז הפחמן הדו חמצני באוויר היה 280 חלקיקים למיליון.

מדידת המכשירים המתמשכת הארוכה ביותר שבוצעה של ריכוז פחמן דו חמצני באטמוספירה החלה ב1958 במאונה לואה בהוואי. מאז, הערכים הממוצעים השנתיים עלו באופן מונוטוני מ-315 ppmv (ראו את עקומת קילינג). בשנת 2017 הריכוז הגיע ל-410 ppmv. נתונים מהקוטב הדרומי מראים גידול דומה[3]. המדידות החודשיות מצביעות על תנודות עונתיות קטנות.

ב 2019 רמת הפחמן הדו חמצני הגיעה לשיא חדש. בפעם האחרונה בה ריכוז הפחמן הדו חמצני היה כה גבוה, היתה לפני 3 מיליון שנה, כאשר הטמפרטורה היתה גבוהה ב-3 - 4 מעלות והים היה גבוה ב 20 מטרים מעכשיו‏[14].

במאי 2019 לראשונה מאז הופעת האדם על פני כדור הארץ ריכוז הפחמן הדו חמצני באטמוספירה הגיע ל 415 חלקיקים למיליון‏[15].

מתאן (CH4)

מתאן אחראי על 14%-18% מההתחממות העולמית. 36% מפליטות המתאן הם טבעיות ויותר מ-60% הם מעשה ידי אדם. המקורות העיקריים הם: תעשיית הגז הנפט, והכריית פחם.

חקלאות תעשייתית - לרוב מהתפרקות הצואה של הצאן והבקר.

התפרקות של פסולת אורגנית בתנאים ללא חמצן, במזבלות, בביוב.

עוד מקורות כוללים זיקוק של נפט, כריית פחם, פעילות חקלאיות אחרות, ובעירה לא שלמה במנועי בעירה פנימית שקיימים במכוניות לדוגמה.

לפי מחקר מ-2006‏[16] חלוקת הפליטות בין המקורות מעשה ידי אדם היא כזאת:

מקור פליטת המתאן החלק של המקור הזה מתוך סך פליטות המתאן מעשה ידי אדם באחוזים
תעשיית הגז הנפט, והכריית פחם 33%
משק המזון מן החי 27%
פסולת 16%
שריפת ביומסה מסורתית - שרפת עצים לבישול, חימום 11%
שדות האורז 9%
שרפת ביומסה כדלק - למכוניות, להפקת חשמל וכדומה 4%

המתאן ידוע גם כ"גז הביצות" כי עוד לפני המהפכה התעשייתית, באופן טבעי הוא היה נפלט מביצות. הוא גז חממה חזק יותר פי 86-105 יותר מפחמן דו חמצני, אבל נפלט בכמויות הרבה יותר קטנות ומתפרק באטמוספרה הרבה יותר מהר. גז זה קשה יותר לסלק מהאטמוספרה מהפחמן הדו חמצני.

השוואת החשיבות של מקורות הפליטה השונים להגברת אפקט החממה כאשר משווים את השפעת גזי החממה לפי שיטות מדידה שונות. בתמונה גרף העוגה השמאלי מתאר את תרומת המקורות השונים של פליטת גזי החממה אם מודדים לפי השפעת גזי החממה לטווח זמן של 100 שנה. הגרף המרכזי מתאר את החשיבות שלהם אם מודדים לפי השפעת גזי החממה לטווח זמן של 20 שנה. גז המתאן, לדוגמה, משפיע הרבה יותר לטווח זמן של 20 שנה מאשר ל 100 שנה, כי הוא מתפרק מהר באטמוספרה. חלק גדול ממנו נפלט מחקלאות, לכן בגרף האמצעי החלק שתורמת החקלאות משמעותית גדול יותר.

זמן רב את המדענים הטרידה אי ההתאמה בין פליטות המתאן המשוערות ממקורות שונים שהיו גדולות יותר מהעלייה בריכוז המתאן באוויר הנצפית בפועל, אבל נראה שנכון ל-2018 התעלומה פחות או יותר נפתרה: לפי מחקר משנת 2018 פליטות המתאן לאחר 2007 עולים ב 26 טרה גרם כל שנה. מהם 12-19 טרה גרם מהדלקים הפוסיליים, 12-16 ממקורות ביולוגיים שלא משרפת ביומסה ומצד שני יש ירידה של 3.7 טרה גרם בגלל פחות שרפת ביומסה. במחקר לא מפורטים כל הסיבות לירידה בשרפה בביומסה‏[17]. לפי מחקר שנערה בשנת 2016 יש ירידה של כ-2 4.3% בשטח שנשרף בשרפות בשטחי הטבע בעולם, כאשר הירידה היא בעיקר בגלל הפיכת השטחים האלה לשטחים חקלאיים. הירידה הכי גדולה היא בשטחי עשב‏[18][19]. מצד שני בגלל שינויי האקלים יש עלייה בשרפות ביערות הצפון לדוגמה בקנדה, ארצות הברית, רוסיה.

יש לציין שהירידה בשרפת הביומסה היא הרבה פעמים בגלל מעבר משימוש בעץ לחימום ובישול לשימוש בתנור, מיקרוגל, דוד חשמלי או מזגן, המקבלים אנרגיה משרפת פחם, נפט או גז, כלומר, זה מעביר את הפליטות מצד אחד לשני.

קישורים חיצוניים על מתאן:

חמצן דו חנקני (N2O)

חמצן דו חנקני אחראי על 9%-11% מההתחממות העולמית. הגז הזה הוא גז חממה חזק פי 300 בערך מהפחמן הדו חמצני אבל נפלט בכמויות הרבה הרבה יותר קטנות. נפלט בעיקר בגלל חקלאות תעשייתית בין היתר בגלל התפרקות צואת צאן ובקר ובגלל השימוש בדשן כימי אשר גורם לחיידקים בקרקע לייצר אותו, ופרוק פסולת אורגנית בתנאים ללא חמצן, במזבלות, בביוב.

חלקים אחרים נובעים מפליטת זיהום אוויר מתחבורה, תעשיות כימיקלים, ומפעילות חקלאית אחרת.

הגז הזה היה ידוע קודם כ "גז צחוק" כי משתמשים בו ברפואה כחומר הרדמה ליצירת תחושת איפוריה. גם גז זה קשה יותר לסלק מהאטמוספרה מאשר פחמן דו חמצני.

גזים פלואורינטיים (Fluorinated Gases)

יש הערכות שונות לגבי כמה הם תורמים להתחממות. על פי נתוני גרינפיס הם תורמו כ-17% ב-2005‏[20](אם זה נכון אז הגזים האחרים תורמים פחות). לפי הדוח האחרון של הפאנל הממשלתי לשינוי אקלים מ 2014 הם תורמים כ-2 %. לפי הנתונים שמביא כתב העט הישראלי "אקולוגיה וסביבה" רק קבוצה אחת מהגזים האלה ה HFCs, היו אחראיים על 6% מההתחממות נכון ל 2015‏[21].

המגמות העיקריות בריכוז של 3 גזי חממה באטמוספרה בשנים 1750-2014 לפי הדוח של הפנל הבין ממשלתי לשינויי אקלים מ 2014. הקו הירוק מייצג את הפחמן הדו חמצני, הקו הכתום את המתאן, והקו האדום את החמצן הדו חנקני. בתמונה מוצגים כמעט כל גזי החממה העיקריים חסרים הגזים הפלואורינטיים.

קבוצת הגזים הזאת הגזים האלה מורכבים מהגזים הבאים:

  • קבוצת גזים שנקראת: הידרופלואורוקרבונים - Hydrofluorocarbonates או בשמם המקוצר (HFCs).
  • קבוצת גזים הנקראת פרפלואורוקרבונים (PFCs)
  • גז הנקרטא גופרית שש פלואורידית או בקיצור SF6
  • גז הנקרא nitrogen trifluoride בקיצור TF3 ‏[22].

בשונה מהגזים האחרים הגזים האלה הופיעו באטמוספירה רק לאחר המהפכה התעשייתית. הם גזי חממה חזקים פי אלפים מהפחמן הדו חמצני אבל נפלטים בכמויות מזעריות יחסית לגז זה. יחסית קשה להיפטר מהגזים האלה כי הם משמשים בהרבה מאוד תהליכים תעשייתיים בחברה המודרנית, אבל הכמות העיקרית נפלטת בעיקר בגלל השימוש בתרסיסים שונים כמו דאודורנטים ומטהרי אוויר, ממתקני קירור כמו מקררים ומזגנים ומתעשיית האלקטרוניקה‏[23].

יש בעיה רצינית בסילוק הגזים האלה מהאטמוספרה כי הם לא היו בה קודם ולכן לטבע אין מנגנון טבעי כדי לסלק אותם. מצד שני אלה גזים שמתפרקים לאט ולכן יכולים להישאר באטמוספרה הרבה זמן.

הסיבות המשניות לשינויי אקלים

השפעת הטבע העירוני על הטמפרטורה בעיר: בתמונה העליונה רואים את הטמפרטורה ברחוב ללא עצים ובתמונה התחתונה את הטמפרטורה ברחוב עם עצים. מקור: גרינפיס בלגיה.

כאמור רוב המדענים מסכימים שהסיבה העיקרית להתחממות היא פליטה מוגברת של גזי חממה על ידי בני האדם מאז תחילת המהפכה התעשייתית. רוב המדענים מסכימים גם שמלבד הסיבה הזו, יש כמה סיבות משניות בעלי השפעה קטנה יותר. הפנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים קורה להם בדוחות שלו: "Other Antropogenic Forcings".

פליטת חום ישירה, שינוי משטח קרקע ואי החום העירוני

Postscript-viewer-shaded.png ערכים מורחבים - יער, טבע עירוני, אי החום העירוני

חלק מסוים משינויי האקלים נגרם מהחום הנפלט ממכונות שבנה האדם בשביל לצרוך אנרגיה: תחנות כוח, מכשירים חשמליים, מכוניות, מכונות בתוך המפעלים. עוד חלק, נגרם בגלל שינוי משטח קרקע: ברוא יערות ובכלל השמדת צמחייה על ידי האדם גם מעבר לפליטת גזי החממה הנובע מתהליך זה. הצמחייה נותנת צל, כלומר מגנה מפני קרינת השמש, אבל לא מתחממת הרבה בעצמה, כי את האנרגיה הנמצאת בקרני השמש היא מנצלת לתהליך הפוטוסינתזה. בנוסף, היא מקררת את הסביבה בגלל אידוי מים במהלך תהליך הנשימה בצמחים. כאשר הצמחייה נעלמת, הטמפרטורה עולה. באופן דומה פועל גם כיסוי שטחים נרחבים בחומרים כמו בטון ואספלט על ידי האדם במאות השנים האחרונות: החומרים האלה מתחממים עוד יותר מהקרקע. צמצום שטחי הקרח והשלג גם גורם להתחממות עקב הפחתה באלבדו.

החוקרים שמדברים על הנושא ממליצים על מעבר לאנרגיות מתחדשות כמו סולארית כי לפי המחקר, כאשר מכשיר חשמלי מקבל חשמל מפנל סולארי הוא מתחמם אבל השטח שמטחת לפנל מתקרר כי הפנל הסולארי הופך חלק מאנרגיית קרני השמש לחשמל. אם זאת מחקר אחד טוען שדווקא תכונה זו של הפנלים הסולאריים עלולה לגרום לשיבושים באקלים. לפי המחקר זה יכול להשפיע על הטמפרטורות ועל המשקעים באזורים נרחבים ‏[24][25].

יש לציין, שכאשר בדקו את הטמפרטורות בפועל באזור תחנות כוח סולאריות, גילו אפקט הפוך ממה שציפו: הטמפרטורה היתה גבוהה ב 3-4 מעלות מהסביבה אפילו יותר מאשר באזורים בנויים. אם זאת שטח אי חום סולארי זה היה קטן: במרחק של מעבר ל 35 מטר הוא כבר לא נמדד. האפקט נוצר בגלל מספר סיבות הקשורות לשינויים באלבדו, הבדלים בקליטת גלי אור שונים והעדר צמחייה באזור תחנת הכוח הסולארית בהשוואה לשטחים ליד. החוקרים ממליצים לחשב מה יכולה להיות השפעתו של האפקט על ההתחממות העולמית ולהשוות אותו עם אפקט גזי החממה הנחסכים על ידי הפאנלים הסולאריים‏[26][27]. בשנת 2017 חוקרים ניסו לחשב את ההשפעה: הם גילו שיש פוטנציאל התחממות מסוים, שאפשר לצמצם, עם משתמשים בפנלים בעלי אפקטיביות אנרגטית גבוהה במקומות הנכונים‏[28].

ההשפעה של האפקטים האלה על האקלים העולמי לפי רוב המחקרים הרבה יותר קטנה מהשפעת גזי החממה עכשיו, אבל השפעתה עולה עם הזמן.

לפי מחקר של פלננר משנת 2009, פליטת החום הישירה על ידי האנושות בשנת 2005, גרמה לתוספת אנרגיה של 0.028 וואט למטר רבוע, בעוד שלפי דוח הפנל הבין ממשלתי לשינויי אקלים מ 2007 תוספת החום בגלל העלייה בריכוז גזי החממה היתה 2.29 וואט למטר רבוע. כלומר פליטת החום הישירה היתה אחראית רק על 1% מההתחממות העולמית. יש לציין שפלנר התייחס לפליטת החום הישירה אבל לא התייחס לשינוי במשטח הקרקע‏[29].‏[30].

לא כולם מסכימים עם תחשיבים אלה. לפי מחקר אחד של מדענים סיניים, האפקטים האלה גרמו לפחות ל 6.23% מסך ההתחממות השנתית של כדור הארץ בשנים 1970-2010. מחברי המחקר טוענים שהפנל הבין ממשלתי לא מתייחס ברצינות בדוחות שלו לפליטת החום הישירה. המחקר הזה מתייחס גם לשינויים במשטח הקרקע ולחום הנפלט במהלך התרכבות של פסולת. יש לציין עם זאת שכאשר המחקר מדבר על תוספת חום למטר רבוע, הוא מתייחס לאילוץ הקרינתי מגזי החממה - 2.9 וואט למטר רבוע, כסך התרומה של גזי החממה לחימום כדור הארץ מאז תחילת המהפכה התעשייתית בעוד שהתרומה השנתית הרבה יותר קטנה ועל בסיס זה הוא טוען שהתרומה מהחום הישיר דומה לתרומת גזי החממה, בעוד שבדרך כלל 2.9 וואט נחשב למידה כוללת של החימום לשנה זו והמספרים היותר קטנים שהוא מביא מתיחסים להבדל בין מידת החימום של גזי החממה משנה לשנה, כך שהמספרים האלה לא נראים אמינים‏[31]. יש לציין שבדוח המסכם האחרון (הדוח המסכם החמישי) הפנל הבין ממשלתי לשינויי אקלים התייחס מעט מאוד לשינוי משטח קרקע בהקשר של כריתת יערות ולא התייחס בכלל לפליטת חום ישירה.

עוד מחקר טוען שהאפקטים האלה גורמים לשינויים בזרם הסילון, מה שמשפיע על האקלים העולמי כבר עכשיו‏[32].

בנוסף, כמות החום הנפלטת עולה כל הזמן עקב הגדלת הכמות והעוצמה של מקורות פולטי חום. לפי המחקר של פלנר, עכשיו ואפילו בשנת 2040, פליטת חום ישירה לא תגרום לעלייה משמעותית בטמפרטורה הגלובלית, לעומת זאת עד שנת 2100 היא צפויה לגרום לעלייה של כ 0.4-0.9 מעלת צלזיוס מעל היבשה‏[33], ועד שנת 2300 בקצב הגידול הנוכחי היא תגרום לעלייה של לפחות 3 מעלות צלזיוס בטמפרטורה העולמית‏[34].

בשנת 2008, 2 חוקרים בעזרת 2 אוניברסיטאות מניוקסל שבאנגליה הוציאו מחקר האומר שאם צריכת האנרגיה תגדל ב 1% בשנה ופליטת החום מהפקת האנרגיה תמשיך להתפתח כמו היום, הטמפרטורה העולמית לא תרד גם אם יופחתו פליטות גזי החממה. נכון ל 2008 צריכת האנרגיה גדלה ב 2% בשנה. הם מציעים דרכים שונות כדי להתגבר על האפקט: ממליצים להשתמש קודם כל באנרגיית רוח, גלים ושמש ופחות באנרגיה משרפת גז, פחם, נפט, גרעינית וגאוטרמלית‏[35][36].

ההשפעה על האקלים היבשתי, הלאומי, האזורי, יותר משמעותית.

שינוי משטח קרקע גורם לכך שההתחממות באזור הארקטי מהירה יותר מיתר האזורים בעולם‏[37]. ישנם מחקרים המראים שכבר עכשיו פליטת החום הישירה גורמת לשינויים באקלים האזורי. פלננר לדוגמה ציין שתוספת האנרגיה מעל אזורים מתועשים גדולה יותר: בעבור ארצות הברית לדוגמה, עודף האנרגיה הוא 0.39 וואט למטר רבוע ועבור אירופה 0.68 וואט למטר רבוע. לטענתו נכון לעכשיו הדבר לא מתבטא בעלייה בטמפרטורה במימד היבשתי(מה שיקרה רק בעתיד), אבל מתבטא בעלייה בטמפרטורה באזורים המתועשים בתוך המדינות והיבשות מה שמצד שני, גורם לכך שהאיירוסולים מעל האזורים האלה נשארים באטמוספירה ליותר זמן, מה שגורם לקירור האטמוספירה. כל זה יכול לגרום לשינויים באקלים המקומי והמידע צריך להכלל במחקרים על הכימיה של האטמוספירה‏[38] יש עוד מחקרים הטוענים שפליטת החום הישירה משפיע על האקלים האזורי משמעותית יותר מאשר חשבו קודם‏[39][40]

בפרט קל יותר להסביר עליות וירידות בטמפרטורה השנתית במדינות כמו אנגליה ויפן באמצעות פליטת חום ישירה בהן מאשר באמצעות גזי החממה. החוקרים טוענים שצריך לעבור ממושג "אי החום העירוני למושג "אי החום הלאומי"‏[41].

דוגמה להשפעת פליטת החום הישירה על האקלים האזורי הוא ההשפעה על אירופה בכלל, ואיזור הרור בצפון מערב גרמניה המאוכלס בצפיפות גבוהה ומתועש מאוד בפרט. לפי מחקר אחד היא גרמה לעלייה של 0.1 מעלת קלווין לאירופה בכלל ו-0.5 מעלת קלווין לאיזוור הרור‏[42]. יש מחקר הטוען שהערים מחממות את הטמפרטורה בשטחים מסביב הרחק מעבר לשטח שלהם‏[43].

כריתת יערות גורמת להקצנת הטמפרטורה המקומית - התחממות באזורים חמים וקרור באזורים קרים. ברוא היערות מסיבות שונות כמו כריתה, שרפות, בצורות בשנים 2000 - 2010, גרמה לעלייה בטמפרטורה ב 0.38 מעלה באיזורים הטרופיים ו-0 .16 מעלה באזורים הממוזגים ברוא יערות באזורים הקרים גרם לקרור ב 0.04 מעלה באזורים אלה. הטמפרטורה ביום עלתה, בלילה ירדה.

ייעור באזורים האלה גרם לירידה בטמפרטורה ב 0.18 מעלה באזורים הטרופיים ו-0 .19 מעלה באזורים הממוזגים, באזורים הקרים לא היה שינוי בטמפרטורה. 

ברוא יערות של כ-5 0% באזור מסוים גרם לעלייה בטמפרטורה של 1.08 מעלה באזור זה, אם הוא נמצא באזורים הטרופיים וייעור של כ-5 0% גרם לקרור של 1.11 מעלה באזור כזה. אם כריית החערות בברזיל תמשך לפי טסריט עסקים כרגיל המשמעות היא שרק בגלל האפקטים האלה הטמפרטורה בברזיל תעלה ב 1.45 מעלה עד 2050 מה שעלול להביא לתוצאות קשות לחקלאות ולרמת החיים בה‏[44].

ההשפעה על האקלים העירוני, הרבה יותר משמעותית.

הם גורמים לתופעת אי החום העירוני.  יש מחקרים הגורסים שפליטת החום הישירה ושינוי יעודי קרקע יכולים להיות אחראיים על חלק ניכר משינויי האקלים בערים. במקרים רבים ההתחממות בתוך הערים הגדולות מושפעת יותר מהתופעות האלה מאשר מגזי החממה‏[45]. 
ההשתנות המתואמת של כמות הפחמן דו חמצני באטמוספירה והטמפרטורה העולמית ב-650,000 השנים האחרונות

ההבדל בין הטמפרטורה בתוך הערים לטמפרטורה מחוץ לערים הוא בדרך כלל 3-5 מעלות אבל יכול להגיע גם ל 8-11 מעלות אם מודדים את הטמפרטורה בצל[46]. אבל חלק מהבעיה היא שבמרכז העיר אין צל. אם מתחשבים בזה אז ההבדל יכול להגיע ל 21 מעלות. בתל אביב, לדוגמה, הטמפרטורה הממוצעת היא 22.8 מעלות, אבל העומס התרמי הממוצע הוא 45.8 מעלות עבור תנאי שמש מלאים, 32.1 מעלות בעבור תנאי צל חלקיים - (לדוגמה צל מעץ אחד) ו-24.1 מעלות לתנאי צל מלאים (צל מכמה עצים צמודים לדוגמה)‏[47].

שינוי משטר משקעים עקב פגיעה בצמחייה

בנוסף, היערות מביאים גשם. נכון ל 2018 המדענים מעריכים שכחצי מהגשמים ביערות האמזנוס מיוצר על ידי היערות עצמם. מה שאומר שאם בגלל כריתת יערות או שינויי אקלים יותר מ 25% מהיערות שם ייעלמו זה עלול להביא לתגובת שרשרת: תיווצר בצורת שתשמיד את החלקים המזרחיים, הדרומיים והמרכזיים של היער, מה שבתורו יביא לירידה משמעותית בכמות הגשמים, התייבשות ומדבור בחלקים נרחבים בדרום אמריקה.‏[48].

איירוסולים ועמעום עולמי

יש השפעה מסוימת לאיירוסולים: חלקיקים קטנים המשתחררים לאוויר מארובות המפעלים או משרפת עצים. החלקיקים האלה מקררים במידה מסוימת את האקלים, אם כי ההתקררות הזו הרבה יותר קטנה מההתחממות שגורם האדם(ראה עמעום עולמי). החלקיקים יכולים להשפיע גם על היווצרות עננים. לפי הדוח של 300 מדעני האקלים בארצות הברית, ההשפעה של החלקיקים איננה יציבה ולדוגמה עם ענן זיהום מקרר מים באוקיינוס ואחר כך נוסע למקום אחר והמים מתחממים שוב במהירות זה יכול להשפיע על היווצרות הוריקנים‏[49].

הדלדלות שכבת האוזון

ייתכן ולהדלדלות שכבת האוזון יש השפעה על האקלים עם כי לא ברור לגמרי מהיא. הפנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים אומר שיש לתופעה השפעה מקררת, אבל שוב לטענתו ההשפעות המקררות של האדם על האקלים הרבה יותר חלשות מההשפעות המחממות‏[50].

לולאות משוב מחזקות נקודות מפנה(Tipping Points)וסיכון להפתעה אקלימית

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב - נקודות מפנה(Tipping Points)וסיכון להפתעה אקלימית

התחממות עולמית מעשה ידי אדם עלולה לגרום לשחרור בלתי הפיך של גזי חממה על ידי מקורות אחרים, בתהליכים של לולאות משוב מחזקות, שיחריפו את אפקט החממה עוד הרבה יותר ויגרמו להשפעה בלתי הפיכה של שינוי אקלים עולמי, אשר חלק מהמדענים מגדירים כ "אפוקליפטי" למשך אלפי שנים.למרות כל זאת לדעת המדענים ניתן עוד למנוע תרחיש אסון אקלימי אם לקיים את הסכם פריז[51]

"הפתעות אקלים" אלה כוללות:

  • אדי מים. אדי מים הם גז החממה, אבל הם בעיקר אלמנט המגיב לגורמים אחרים שכן הם יכולים לצאת ולהיכנס מהר מהאטמוספירה. התחממות עקב גזי חממה אחרים תגדיל את האידוי ולכן תגדיל את כמות אדי המים באוויר.
  • על כדור הארץ קיימים מצבורים גדולים מאוד של מתאן במצב קפוא-בתוך קרקעות קפואות עד על היבשה ובקרקעית האוקיינוסים. מתאן הוא גז חממה חזק. כאשר כדור הארץ מתחמם מצבורי המתאן מפשירים והוא נפלט לאטמוספרה מה שמגדיל את ההתחממות וחוזר חלילה‏[52].
  • קריסת מצבורי הקרח הגדולים בגרינלנד ואנטרקטיקה. כאשר יותר קרח נמס יותר מים נצברים על פני המשטחים האלה מחלחלים לתוכם מה שמעצים את המסת הקרח. כאשר יש פחות קרח כל האזור מתחמם יותר כי הקרח מחזיר את קרינת השמש בחזרה לחלל מה ששוב גורם ליותר המסה. בנוסף קריסת מדפי הקרח(כלומר חתיכות הקרח שירדו מהיבשה וצפים על המים אבל עדיין מחוברים לכמויות הקרח העיקריות הנמצאות על היבשה) יכולה לגרום לגלישת הקרח היבשתי לים ולהמסתו.
  • המסת הקרח יכולה לגרום לקריסת זרם הגולף.
  • העצמת האל נינו.
  • דה-סטאביליזציה של המונסון באוקיינוס ההודי.
  • דה-סטאביליזציה של המונסון באפריקה המערבית.
  • העלמות יערות האמזונס
  • העלמות יערות הצפון‏[53][54].

ישנן עוד לולאות משוב מחזקות עליהם מדברים פחות. התגברות עומס החום גורמת ליותר אורח חיים יושבני, כלומר אנשים פחות רוצים ללכת ברחוב אלה מעדיפים להשאר בבית או לנסוע ברכב כי אלה הם חללים ממוזגים. הדבר גורם ליותר פליטות גזי חממה גם בגלל בזבוז האנרגיה על ידי המזגנים והמאווררים, גם בגלל שבאמצעי הקרור הממונעים יש גזים פלואורינטיים שהם גזי חממה חזקים, גם בגלל שמנועי הרכבים ומכשירי החשמל פולטים חום באופן ישיר וגם בגלל שאדם שישב בבית ינטה יותר להדליק טלוויזיה, מחשב, קריוקי(המכשיר להדמיית שירה). עלייה בעומס החום מגבירה את השימוש בדאודורנטים ובדאודורנטים שהם תרסיסים(ספריי)יש את הגזים הפלואורינטיים. היא מגבירה את השימוש במקררים שהם גם בזבזנים גדולים של אנרגיה וגם בהם יש את הגזים הפלואורינטיים. לעומת זאת בזבוז האנרגיה על חימום אמור לרדת למרות שכפי שהוכיח הניסיון שינויי האקלים גורמים גם ליותר גלי קור.

תאוריות חלופיות

ישנה קבוצה קטנה של מדענים החולקת על ההשקפה לפיה פעילויות בני האדם משחקות תפקיד חשוב בעליית הטמפרטורות העכשווית. אכן ישנם גורמים של אי-ודאות בשאלה מה יהיה גודלם של שינויי אקלים בעתיד. יש גם וויכוח פוליטי וציבורי ער ולוהט שמתנהל בשאלה מה צריך לעשות כדי להקטין או להחזיר אחורה את ההתחממות העתידית, וכיצד יש להתמודד עם תוצאותיה. בנוסף למחלוקות מדעיות לגיטימיות, יש גם הכחשת אקלים - ניסיון מצד חברות נפט וגורמים עסקיים ומצד גורמים בימין הכלכלי להטות את הדיון, לזרוע ספקות ולעכב הכרה הן בקיום של התחממות עולמית והן בכך שבני האדם תורמים לה - בדרכים דומות לכך שחברות הטבק ניסו ומנסות עדיין להכחיש את נזקי העישון לבריאות וסוגיות אחרות הנוגעות לתחום.

לדוגמה חברת הנפט "אקסון" ידעה לפחות מאז 1977, שדלק מחצבי תורם להתחממות גלובלית, אך מאז החברה עושה מאמצים לטעת ספק לגבי הקשר של בני האדם לבעיות האקלים‏[55][56][57][58]

תאוריית השונות הסולארית

לפי הדוח החמישי של הפנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים התרומה של השמש וגורמים טבעיים נוספים לשינויי האקלים בשנים 1951-2010 הייתה פחות או יותר זניחה. זה כתוב בעמוד 6 בדוח הזה‏[59].

למרות שרוב המדענים חושבים כי השינויים בקרינה הישירה של השמש הינם קטנים מכדי שתהיה להם השפעה משמעותית על האקלים, מדענים אחדים (לדוגמה [4]) הציעו כי המשוב החוזר מהעננים או של מנגנונים אחרים העצימו את ההשפעה. הרמה של הפעילות הסולארית במשך 70 שנה, עד שנות ה-70 של המאה ה-20 הייתה גבוהה במיוחד, הגבוהה מתוך 8,000 השנים האחרונות. אבל, נכון לאפריל 2017 הנתונים מראים שבעשרות השנים האחרונות השמש הייתה פחות פעילה כלומר עוצמת הקרינה ירדה. לעומת זאת הטמפרטורה עלתה בקביעות. מכאן שהשמש אינה יכולה לגרום להתחממות ולשינויי האקלים הנגרמים ממנה. נוסף על כך, עם השמש הייתה הגורם המרכזי השכבות העליונות של האטמוספרה היו מתחממים גם. אבל זה לא קורה. מה שמתחמם זה החלק התחתון של האטמוספרה והקרקע. לפי הנתונים השמש הוסיפה 0.1-0.01 מעלת צלסיוס להתחממות, הרי הגעש קיררו את כדור הארץ ב-0.1-0.2 מעלה, מחזור האל ניניו-לה ניניה(שגם הוא מתחזק בגלל שינויי אקלים) מקרר ומחמם את כדור הארץ כל כמה שנים ב-0.1-0.2 מעלה, גזי החממה חיממו את כדור הארץ ב יותר מ 0.8 מעלת צלסיוס‏[60] .

20 שנה של קרינה מהשמש

בדיווח השלישי של ה-IPCC ,(TAR), דווח כי פעילותם של הרי געש ושינויים סולאריים עשויים לתרום עד למחצית מהשינוי בטמפרטורה לפני 1950, אבל ההשפעה הנקייה של כוחות טבעיים אלו הייתה ניטרלית למדי מאז [5]. מדענים מעריכים כי השינוי באקלים עקב גזי חממה מאז 1750 גדול פי שמונה ביחס לשינוי באקלים עקב פעילות סולארית מוגברת לאורך אותה תקופה [6].

בעשרות השנים האחרונות העוצמה של קרינת השמש המגיעה לכדור הארץ פוחתת, לעומת זאת הטמפרטורה בכדור הארץ עולה אפילו יותר מהר מקודם. לכן השמש איננה יכולה להיות הגורם העיקרי להתחממות העולמית.

מאז הפרסום של TAR, מחקרים שונים (Lean et al., 2002, Wang et al., 2005), הציעו כי שינויים בקרינה מאז התקופה הפרה-תעשייתית הינם נמוכים בפקטור של 3-4 מאשר החישובים שנערכו ב-TAR (לדוגמה Hoyt and Schatten, 1993, Lean, 2000.). סוט ואחרים [7] מעריכים כי התרומה של הפעילות המוגברת של השמש להתחממות העולמית הינה 16% - 36% ביחס לתרומה של גזי החממה.

תאוריות אחרות

הוצעו גם תאוריות אחרות, ולהלן רשימה חלקית שלהן:

  • ההתחממות הינה בתוך התחום של השונות הטבעית.
  • ההתחממות הינה תוצאה של יציאה מתקופה קרה – תקופת הקרח הקטנה.
  • הנטייה להתחממות עצמה לא הוכחה באופן ברור.

נכון לעכשיו, אף אחת מהתאוריות האלו לא צברה יותר ממספר קטן של תומכים מקרב קהילת מדעני האקלים.

מחלוקת ציבורית

קיימת מחלוקת מתמשכת על השאלה מה ההשפעה של בני האדם על האקלים העולמי ואלו קווי מדיניות צריכים להינקט כדי להקל על השפעות מזיקות עכשוויות ומניעת השפעות הרסניות בעתיד. יש קונצנזוס נרחב של מדעני אקלים [8] שטוען שההתחממות הנוכחית נגרמת בעיקר בגלל פעילות אנושית. יש כמעט קונצנזוס בקרב המדענים כי התחממות גלובלית נגרמת כבר עתה בעקבות גזי חממה.

מחקר שפורסם בשנת 2004 בירחון המדעי Science סקר 928 מחקרים מדעיים שעברו ביקורת עמיתים, רשמו התייחסות לביטוי "שינוי אקלים", ופורסמו בשנים 1993-2003. הסקר מאת Naomi Oreskes, חילק את המחקרים ל-6 קטגוריות: תמיכה מפורשת בעמדת הקונצנזוס המדעי בדבר התחממות עולמית מעשה ידי אדם, הערכות של השפעות התחממות, הצעות להקטנת ההתחממות, שיטות מחקר, אנליזות מחקר פלאו-אקלימיות (חקר אירועים קדומים של שינויי אקלים) ודחייה של הקונצנזוס המדעי. 75% מהפרסומים שנסקרו השתייכו לשלוש הקטגוריות הראשונות שתומכות בקונצנזוס המדעי בצורה מפורשת או משתמעת, 25% מהמחקרים התייחסו לשיטות מחקר או לשינוי אקלים בפרה-היסטוריה. לא נמצא אף לא מחקר אחד ששלל את הקונצנזוס המרכזי. [61]

בסרט אמת מטרידה הציג אל גור מחקר משנת 2004 מאת Max וJules Boykoff שטען כי 53% מהמאמרים שהופיעו בעיתונים מרכזיים בארצות הברית במהלך 14 השנים שלפני הסרט נתנו משקל שווה למדענים שהציגו דעות לפיהם התחממות עולמית נגמרת בידי בני אדם, ול"ספקני אקלים" (שרבים מהם קיבלו מימון מתעשיית הדלק המחצבי), דבר שיצר תחושה כוזבת של איזון בין שני הצדדים.[62]

באוגוסט 2017 הוציאו מדעני האקלים בארצות הברית דוח בו הם קובעים חד משמעית ששינויי האקלים הנוכחיים נגרמים מפעילות אנושית ולא מפעילות השמש והרי הגעש. "מבחינה מדעית, הדוח הזה הוא חסין ירי", ל"וול סטריט ג'ורנל" בכיר בקרן אמריקאית להגנת הסביבה, "הדוח הזה לוקח אותנו אל מעבר לשאלות ומאפשר לנו להתמקד במציאת פתרונות"‏[63].

סוגיות

קשר להידלדלות האוזון

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב - התדלדלות שכבת האוזון
בעיות סביבתיות

הידלדלות שכבת האוזון מתארת איום סביבתי אחר שבו צמצום שכבת האוזון החלק הגבוה של האטמוספירה עלול להכניס קרינה אולטרה-סגולה בכמות גדולה מידי שעלולה לגרום סרטן, בעיות עיניים ומחלות ביבולים. לעיתים תקשורת ההמונים מקשרת בין שתי התופעות, ואנשים רבים מתבלבלים בין שתי התופעות, למרות שאין הרבה קשר ביניהן. בכל זאת ישנם ארבע תחומים של קשרים:

  • ההתחממות העולמית כתוצאה מהאילוץ הקרינתי של פחמן דו חמצני צפויה (אולי באופן מפתיע) ל"קרר" את הסטרטוספירה. דבר זה, בתורו יוביל ל"הגדלה" של התדלדלות האוזון ואת התדירות של חורים באוזון.
  • התדלדלות האוזון מהווה אולי אילוץ קרינתי של מערכת האקלים. ישנן שתי השפעות מנוגדות: הקטנת כמות האוזון מאפשרת חדירה של קרינת שמש רבה יותר, דבר שמחמם את הטרופוספירה. אבל סטרוספרה קרה יותר פולטת פחות קרינה באורך גל ארוך, דבר שנוטה לקרר את הטרופוספירה. בסך הכל, ההשפעה המקררת חזקה יותר: ה-IPCC הסיק כי "אובדן אוזון בסטרטוספירה במשך שני העשורים האחרונים הוביל להקטנת הקרינה של מערכת הקרקע-טרופוספירה" [9] של כ-−0.15 ± 0.10 W/m². [10]
  • אחת מהתחזיות החזקות ביותר של תאוריית אפקט החממה היא שהסטרטוספירה תתקרר. עם זאת, למרות שניתן לצפות בכך, קשה להשתמש בכך בדיון על הסיבות להתחממות העולמית בגלל שקירור דומה נגרם בגלל התדלדלות שכבת האוזון.
  • כימיקלים הגורמים להידלדלות שכבת האוזון הם גם גזי חממה, ומייצגים 0.34 ± 0.03 W/m², או כ-14% מסך האילוץ הקרינתי של תמהיל גזי החממה [11]

קשר לעמעום עולמי

ישנם מדענים שחושבים כי התופעה שנתגלתה זה מכבר של עמעום עולמי (הקטנת כמות קרינת השמש שמגיעה לפני השטח של כדור הארץ, ייתכן שעקב ארוסולים), עשויה למסך חלק מההשפעה של ההתחממות העולמית. אם נכון הדבר, ההשפעה העקיפה של ארוסולים הינה חזקה יותר ממה שחשבו בעבר, דבר שירמז על כך שהרגישות האקלימית לגזי חממה חזקה יותר אף היא. חששות מפני ההשפעות של ארוסולים על האקלים העולמי נחקרו לראשונה כחלק מהחששות בדבר התקררות עולמית בשנות ה-70 של המאה ה-20.

התחממות עולמית קדם-אנושית

האילוץ הקרינתי של גזי חממה שונים ושל מקורות אחרים

ישנם גאולוגים חושבים כי כדור הארץ חווה התחממות עולמית בתחילת תקופת היורה, עם עליה בטמפרטורות הממוצעות של כ-5 °C. מחקר של האוניברסיטה הפתוחה באנגליה שפורסם בכתב העת "גאולוגיה" (32: 157–160, 2004 [12]) מצביע על כך שדבר זה הגביר את קצב האוורור של סלעים ב-400%. אוורור סלעים מקבע פחמן בסלעי קלציט, ודולומיט שהם מינרלים עם דרגות שונות של פחמן דו חמצני. כתוצאה מכך, רמות הפחמן הדו חמצני באטמוספירה ירדו לרמה הרגילה במשך כ-150,000 השנים העוקבות.

שחרור מהיר של מתאן מתרכובות מורכבות (תאוריית תותח המתאן), הוצע כהסבר אפשרי להתחממויות עולמיות קודמות. שני אירועים שאולי קשורים בדרך זו הם ארוע ההכחדה בתקופת הפרם-טיראס, וגל החום של הפליאוקן-איאוקן. עם זאת, חושבים כי ההתחממות בסוף עידן הקרח האחרון לא נגרמה עקב שחרור מתאן [13].

כמו כן ניסו להיעזר באפקט החממה כדי להסביר כיצד כדור הארץ נחלץ מתוך תקופת כדור הארץ המושלג. בתקופה זו כל סלעי הצורן היו מכוסים בקרח, דבר שמנע מהם להתרכב עם הפחמן הדו חמצני באטמוספירה. רמת הפחמן הדו חמצני שבאטמוספירה גדלה בהתמדה עד שהגיעה לכמות גדולה פי 350 מזו הנוכחית. בנקודה זו הטמפרטורות עלו עד ל-50 מעלות צלזיוס בממוצע, דבר שהיה חם מספיק כדי להמיס את הקרח. כמות גדולה של גשמים יכלה לשטוף במהירות את הפחמן הדו חמצני מתוך האטמוספירה. מאמינים כי שכבות עבות של משקעי פחמן א-ביוטי, שניתן למצוא בסלעי קרחונים מתקופה זו, נוצרו על ידי תהליך מהיר זה של הוצאת פחמן דו חמצני מהאטמוספירה.

על פי נתונים של פלאוקלימטולוגיה (חקר ההיסטוריה של האקלים) של 500 מיליון השנים האחרונות הסיקו וויזר ועמיתיו (Veizer et al. 2000, Nature 408, pp. 698-701) כי שינויים ארוכי-טווח בטמפרטורה קשורים רק באופן חלש לשינויים בפחמן דו חמצני. שביב ווויזר (2003, [14]) הרחיבו טענה זו כשהם טוענים כי ההשפעה ארוכת הטווח הגדולה ביותר על הטמפרטורה נגרמת למעשה מתנועת מערכת השמש ברחבי גלקסיית שביל החלב. לאחר מכן, הם טענו כי במשך זמנים גאולוגיים שינויים בריכוזים של פחמן דו חמצני ברי השוואה לפי שניים מאלו ששררו לפני תחילת העידן התעשייתי, הביאו לחימום של רק 0.75 °C במקום 1.5-4.5 °C שמדווח על ידי מודלים אקלימיים[15]. בתגובה, התקיים דיון ונמתחה ביקורת על עבודתו האחרונה של וויזר ב-RealClimate.org[16].

הפליאוקלימטולוג וויליאם רודימן טען (לדוגמה Scientific American, March 2005) כי ההשפעה של בני האדם על האקלים העולמי החלה לפני 8,000 שנה עם פיתוח החקלאות. דבר זה מנע מרמות הפחמן הדו חמצני (ולאחר מכן המתאן) מלצנוח כפי שהיו עושות אלמלא כן. רודימן טוען כי ללא אפקט זה, כדור הארץ היה נכנס או שהוא כבר נכנס לעידן קרח חדש. ועם זאת, עבודה אחרת בתחום זה (Nature 2004) טוענת כי העידן החם בין עידני הקרח הנוכחי דומה לעידן החם מלפני 400,000 שנים שנמשך כ-28,000 שנים, ושבמקרה זה אין צורך לראות בהתפשטות החקלאות כדבר שעיכב את עידן הקרח הבא.

הערות שוליים

  1. ^ Sceptical Science The 97% consensus on global warming 08.05.2016
  2. ^ NASA [ https://climate.nasa.gov/scientific-consensus/ Scientific consensus: Earth's climate is warming] 12.09.2018
  3. ^ לשכת מושל קליפורניה לתכנון ומחקר List of Worldwide Scientific Organizations2011
  4. ^ Oreskes, Naomi (2004). "Beyond the Ivory Tower: The Scientific Consensus on Climate Change". Science 306 (5702): 1686. doi:10.1126/science.1103618. PMID 15576594.
  5. ^ Sceptical Science The 97% consensus on global warming 08.05.2016
  6. ^ Rasmus E. Benestad Dana NuccitelliStephan LewandowskyKatharine HayhoeHans Olav HygenRob van Dorland John Cook Learning from mistakes in climate research 20.08.2015, Springer Nature
  7. ^ ויקיפדיה Watt
  8. ^ ויקיפדיה Practical examples
  9. ^ James.H.Butler Stephen.A.Montzka THE NOAA ANNUAL GREENHOUSE GAS INDEX (AGGI) אביב 2018, National Oceanic & Atmospheric Administration
  10. ^ הפאנל הבין משלתי לשינויי אקלים [https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/syr/SYR_AR5_FINAL_full_wcover.pdf Climate Change 2014 Synthesis Report] 2014
  11. ^ הפנל הבין משלתי לשינויי אקלים F Fifth Assesment Report Mitigation of Climate Change Summary for policemakers 2014
  12. ^ Olivia Rosane Global Carbon Emissions Reached Record High in 2018 26 למרץ 2019 Ecowatch
  13. ^ ויקיפדיה Deforestation and climate change
  14. ^ Olivia Rosane CO2 Levels Are Now at a 3 Million-Year High 5 לאפריל 2019
  15. ^ Olivia Rosane CO2 Levels Top 415 PPM for First Time in Human History 13 למאי 2019, Ecowatch
  16. ^ What's Your Impact Main sources of methane emissions
  17. ^ John R. Worden, A. Anthony Bloom, Sudhanshu Pandey, Zhe Jiang, Helen M. Worden, Thomas W. Walker, Sander Houweling & Thomas Röckmann Reduced biomass burning emissions reconcile conflicting estimates of the post-2006 atmospheric methane budget 20 בדצמבר 2017, Springer Nature
  18. ^ N. Andela1,2,*, D. C. Morton1, L. Giglio3, Y. Chen2, G. R. van der Werf4, P. S. Kasibhatla5, R. S. DeFries6, G. J. Collatz1, S. Hantson7, S. Kloster8, D. Bachelet9, M. Forrest10, G. Lasslop8, F. Li11, S. Mangeon12, J. R. Melton13, C. Yue14, J. T. Randerson2 A human-driven decline in global burned area 30 ביולי 2017, Science
  19. ^ Chelsea Harvey Scientists find a surprising result on global wildfires: They’re actually burning less land 29 ביוני 2017, The Washington Post
  20. ^ גרינפיס [http://www.greenpeace.org/international/Global/international/planet-2/report/2009/5/HFCs-Fgases.pdf HFCs and other F-gases: The Worst Greenhouse Gases You’ve Never Heard Of]
  21. ^ מיכאל גרבר, המנהל בפועל של מזכירות האמנה הבין-לאומית להגנה על שכבת האוזון, לשעבראליה וקוץ בה – הגזים הידידותיים לאוזון תורמים להתחממות העולמית אפריל 2016, אקולוגיה וסביבה
  22. ^ הסוכנות להגנת הסביבה בארצות הברית Emissions of Fluorinated Gases
  23. ^ ויקיפדיה Fluorinated gases
  24. ^ Aixue Hu[https://www.nature.com/articles/nclimate2843.epdf?referrer_access_token=9UpIos5nbkRkNcJLRAE6Q9RgN0jAjWel9jnR3ZoTv0Mhk46FmRPT6xmGxMzCdDQj_TR4jrCkwdeqZFN1QrXjfHoK87yJZqypLgWpzOmK61DNYfeT2hs3rYl59iPKYONBGn_0izI1woInoyvtFs9WQ5P1OaaNW3cnY-LYYJRk6H_EBuxVUw5DaQ-U00hLlUoY-eiBVldc-UBSKD4nB-IvLSLtcTLfkMV0sfgMClr8tqa1JbmWuKg2lsHfY-urVpePIglAB4wKIlgDhSCjewcgNoYbWqaqj03hRI9BTLmBNLGs9yxMB_s7u9sURFWs3EX1&tracking_referrer=www.washingtonpost.com LETTERSPUBLISHED ONLINE: 2 נובמבר 2015 [Impact of solar panels on global climate Nature Climate Change
  25. ^ Carolyn Williams Solar Energy Contributes to Climate Change Some, Study Finds 03.11.2015 The weather channel
  26. ^ Greg A. Barron-Gafford, Rebecca L. Minor, Nathan A. Allen, Alex D. Cronin, Adria E. Brooks & Mitchell A. Pavao-Zuckerman. The Photovoltaic Heat Island Effect: Larger solar power plants increase local temperatures 13 לאוקטובר 2016, Springer Nature
  27. ^ Graham Binder, University of Maryland Researchers discover solar heat island effect caused by large-scale solar power plants 7 לנובמבר 2016, Phys.org
  28. ^ Brian R.BurgPatrickRuchStephanParedesBrunoMichel Effects of radiative forcing of building integrated photovoltaic systems in different urban climates 28 למרץ 2017, Elsevier Ltd
  29. ^ Mark G. Flanner Integrating anthropogenic heat flux with global climate models 16 לינואר 2009 Geophysical Research Letters
  30. ^ John Cook Greenhouse warming 100 times greater than waste heat 27 ליולי 2010, Sceptical Science
  31. ^ Fei Wang, Xingmin Mu, Guangju Zhao, Peng Gao, and Pengfei Li Role of anthropogenic direct heat emissions in global warminga Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University, Yangling, 712100, Shaanxi, China, Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources, Yangling, 712100, Shaanxi, China
  32. ^ Guang J. Zhang, Ming Cai Aixue Hu Energy consumption and the unexplained winter warming over northern Asia and North America 27 לינואר 2013,Nature Climate
  33. ^ Mark G. Flanner Integrating anthropogenic heat flux with global climate models 16 לינואר 2009 Geophysical Research Letters
  34. ^ ויקיפדיה Waste_heat Environmental_impact
  35. ^ Mark Buchanan Heat we emit could warm the Earth 26.11.2008, New Scientist
  36. ^ Nick E.B. Cowern and Chihak Ahn [https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0811/0811.0476.pdf Thermal emissions and climate change: Cooler options for future energy technology] School of Electrical, Electronic and Computer Engineering, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, NE1 7RU, UK Institute for Research on Environment and Sustainability, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, NE1 7RU, UK
  37. ^ ויקיפדיה Arctic amplification
  38. ^ Mark G. Flanner Integrating anthropogenic heat flux with global climate models 16 לינואר 2009 Geophysical Research Letters
  39. ^ ויקיפדיה Waste_heat Environmental_impact
  40. ^ Anthony Watts Waste heat – a bigger climate effect than once thought 27.01.2013, Watts Up With That?
  41. ^ John Murray Douglas Heggie From urban to national heat island: The effect of anthropogenic heat output on climate change in high population industrial countries 17.06.2016 American Geophysical Union
  42. ^ Alexander Block Klaus Keuler Eberhard Schaller Impacts of anthropogenic heat on regional climate patterns 26.06.2004, Geophysical Research Letters , American Geophysical Union
  43. ^ Decheng Zhou, Shuqing Zhao, Liangxia Zhang, Ge Sun & Yongqiang Liu The footprint of urban heat island effect in China 10 June 2015, natureresearch
  44. ^ Jayme A. Prevedello , Gisele R. Winck, Marcelo M. Weber, Elizabeth Nichols, Barry Sinervo Impacts of forestation and deforestation on local temperature across the globe 20 במארס 2019, PLOS
  45. ^ Zong-Ci Zhao Are There Impacts of Urban Heat Island on FutureClimate Change? ינואר 2011, ResearchGate
  46. ^ אי חום עירוני- עבודה מיכל קורן-כנות, אדריכלית, קלימתון
  47. ^ אלינה ארביטמן עומס תרמי כבד 22.09.2017, זווית-סוכנות ידיעות למדע ולסביבה
  48. ^ Thomas E. Lovejoy and Carlos Nobre Amazon Tipping Point 21.02.2018, Science Advances
  49. ^ 300 מדענים בארצות הברית[http://nca2014.globalchange.gov/highlights/report-findings/extreme-weather National Climate Assessment Home HIGHLIGHTS Extreme Weather] 2014 National Climate Assessment. U.S. Global Change Research Program
  50. ^ ויקיפדיה Attribution of recent climate change
  51. ^ Dr. Joe Romm 7,000 massive methane gas bubbles under the Russian permafrost could explode anytime 17.04.2017 Thinkprogress
  52. ^ ויקיפדיה Clathrate gun hypothesis
  53. ^ Timothy M. Lenton, Hermann Held, Elmar Kriegler, Jim W. Hall , Wolfgang Lucht Stefan Rahmstorf, and Hans Joachim Schellnhuber elements in the Earth's climate system 21.11.2007 Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
  54. ^ סוכנות החלל האמריקאית The study of Earth as an integrated system
  55. ^ NEELA BANERJEE, LISA SONG AND DAVID HASEMYER,Exxon's Own Research Confirmed Fossil Fuels' Role in Global Warming Decades Ago, inside climate news, SEP 16, 2015
  56. ^ Dana Nuccitelli, Two-faced Exxon: the misinformation campaign against its own scientists, the guardian ,25 Nov 2015
  57. ^ Bill McKibben, Imagine if Exxon had told the truth on climate change, the guardian ,28 Nov 2015
  58. ^ חקירה נגד אקסון בארה"ב - בחשד כי הטעתה הציבור בנוגע לשינויי אקלים, כלכליסט, 06.11.15
  59. ^ הפנל הבין ממשלתי לשינויי אקלים IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.). IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp]
  60. ^ Larry M, Sarah Sun & climate: moving in opposite directions 02.04.2017 Skeptical Science
  61. ^ Oreskes, Naomi (2004). "Beyond the Ivory Tower: The Scientific Consensus on Climate Change". Science 306 (5702): 1686. doi:10.1126/science.1103618. PMID 15576594.
  62. ^ Jules Boykoff, Maxwell Boykoff (November 2004). "Journalistic Balance as Global Warming Bias". FAIR
  63. ^ שחר סמוחה אסונות טבע, רעב ומלחמות: דוח האקלים החדש מטריד במיוחד 19.08.2017, גלובס