क्या गैसें वायुमंडल को गर्म करने का कारण बनती हैं? - विज्ञान - 2025

वायुमंडल को गर्म करने वाली गैसें वे हैं जो अवरक्त विकिरण को अवशोषित और उत्सर्जित करती हैं। इसी तरह, ओजोन परत को नुकसान पहुंचाने वाली गैसें ओवरहीटिंग में योगदान करती हैं, क्योंकि वे पराबैंगनी विकिरण के अधिक से अधिक प्रवेश की सुविधा प्रदान करते हैं।

ग्लोबल वार्मिंग पृथ्वी के जीवमंडल में औसत तापमान में वृद्धि है जो ग्रीनहाउस प्रभाव के कारण होता है। यह प्रभाव एक प्राकृतिक घटना है जिसमें बाहरी स्थान की ओर स्थलीय गर्मी (अवरक्त विकिरण) के निकास को अवरुद्ध करना शामिल है।

गैसें जो अधिक गर्मी का कारण बनती हैं। स्रोत: एक ढीला नेकटाई

यह रुकावट उन कुछ गैसों द्वारा उत्सर्जित होती है जो स्वाभाविक रूप से पृथ्वी के वायुमंडल को बनाते हैं, जैसे कि जल वाष्प और CO2। यह एक ऐसी घटना है जो स्वाभाविक रूप से होती है और ग्रह को जैविक रूप से उपयुक्त तापमान की अनुमति देता है।

गैसें पृथ्वी को कैसे गर्म करती हैं?

पृथ्वी को गर्म करने वाली ऊर्जा का मूल स्रोत सौर विकिरण है, विशेष रूप से पराबैंगनी विकिरण। यह आंशिक रूप से समताप मंडल में ओजोन परत (O3) द्वारा फ़िल्टर किया जाता है।

पराबैंगनी विकिरण (शॉर्ट वेव) जो पृथ्वी की सतह को गर्म करने का प्रबंधन करता है और इसकी गर्मी को अंतरिक्ष में अवरक्त विकिरण (लंबी लहर) के रूप में उत्सर्जित किया जाता है। हालांकि, ग्रीनहाउस गैसों के कृत्रिम उत्सर्जन के कारण प्रक्रिया पर एक मानव प्रभाव है।

ये गैसें ऊष्मा को अवशोषित और उत्सर्जित करती हैं या ओजोन को नष्ट करती हैं जो पराबैंगनी विकिरण के प्रवेश को नियंत्रित करती हैं। जो गैसें ग्रीनहाउस प्रभाव में योगदान करती हैं, वे स्वाभाविक रूप से या मानव प्रभाव से ग्रीनहाउस गैस (जीएचजी) कहलाती हैं।

वैश्विक स्तर पर, ग्लोबल वार्मिंग और ओजोन परत के विनाश पर विशेष ध्यान दिया जाता है। पदार्थों पर मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल जो ओजोन परत को अवनत करता है एक अंतरराष्ट्रीय संधि है जो 1989 में लागू हुई और इन गैसों के उपयोग को नियंत्रित करता है।

इस प्रोटोकॉल को 65 देशों ने 1 जनवरी, 2019 के किगाली संशोधन के साथ प्रमाणित किया था। इसके लिए क्योटो प्रोटोकॉल वैश्विक तापन से संबंधित मुद्दों को संबोधित करता है।

क्योटो प्रोटोकॉल में छह ग्रीनहाउस गैसों पर विचार किया जाता है जो कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, नाइट्रस ऑक्साइड, हाइड्रोफ्लोरो कार्बन, पेरफ़्लुओरिनेटेड हाइड्रोकार्बन और सल्फर हेक्साफ्लोराइड हैं।

ओवरहीटिंग पैदा करने वाली गैस का मूल्यांकन करने के लिए, इसके उपयोगी जीवन और इसकी ग्लोबल वार्मिंग क्षमता (GWP) पर विचार किया जाता है। GWP CO2 द्वारा फंसी गर्मी के साथ गैस द्वारा फंसी हुई गर्मी की मात्रा की तुलना करता है, जिसका GWP 1 से मानकीकृत होता है।

मुख्य गैसों के कारण वातावरण गर्म हो जाता है

पानी की भाप

जल वाष्प पृथ्वी के वायुमंडल का एक प्राकृतिक और महत्वपूर्ण घटक है और गर्मी को अवशोषित करने की अपनी क्षमता के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसके अलावा, तरल और ठोस अवस्था में पानी सौर ऊर्जा को दर्शाता है, जो पृथ्वी को ठंडा करता है।

कार्बन डाइऑक्साइड (CO2)

कार्बन डाइऑक्साइड मुख्य ग्रीनहाउस गैस है, इस घटना में 80% से अधिक की वृद्धि के लिए जिम्मेदार है। औद्योगिक और परिवहन गतिविधि के कारण CO2 का स्तर खतरनाक रूप से बढ़ गया है।

कुछ अनुमानों के अनुसार, औद्योगिक क्रांति से पहले, CO2 का वायुमंडलीय सांद्रण लगभग 280 पीपीएम (भागों प्रति मिलियन) तक पहुंच गया था और 1998 में यह 365 पीपीएम तक पहुंच गया था। यह प्रति वर्ष 1.5 पीपीएम की वृद्धि दर और 1750 के स्तर से 31% की वृद्धि का प्रतिनिधित्व करता है।

CO2 एकाग्रता। स्रोत: हेंस ग्रोब 21:17, 5 नवंबर 2006 (UTC)

वर्तमान वायुमंडलीय CO2 के समस्थानिक संरचना का निर्धारण करके, यह दिखाया गया है कि वृद्धि जीवाश्म ईंधन के जलने और वनों की कटाई से होती है। सीओ 2 अवरक्त विकिरण को अवशोषित और उत्सर्जित करके काम करता है और इसका उपयोगी जीवन 5 से 200 वर्ष है।

मीथेन (सीएच)

मीथेन दूसरी ग्रीनहाउस गैस है, जो गर्मी के अवशोषण और विकिरण के माध्यम से वार्मिंग के लगभग 17% का योगदान देती है। हालांकि इस गैस का अधिकांश हिस्सा प्राकृतिक रूप से होता है, मुख्यतः दलदलों में, एक महत्वपूर्ण मानव योगदान (लगभग 50%) है।

मिथेन की सघनता। स्रोत: मीथेन-वैश्विक-औसत-2006.jpg: NOAAderivative काम: ऑर्टिसा

वायुमंडल में वर्तमान में मौजूद मिथेन का लगभग 60% मानव (मानव) गतिविधियों का उत्पाद है। मुख्य मानवजनित स्रोतों में प्रमुख हैं पशुधन, चावल की खेती, जीवाश्म ईंधन का दोहन और बायोमास का दहन।

औद्योगिक युग से पहले इस गैस का अनुमानित स्तर 700 पीपीबी (पार्ट्स प्रति बिलियन) है और 1998 के लिए यह 1,745 पीपीबी तक पहुंच गया, जो 149% की वृद्धि का प्रतिनिधित्व करता है। हालांकि, मीथेन निचले वातावरण में एक उपयोगी जीवन है, केवल 12 वर्षों तक पहुंच गया है।

नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx)

NOx, विशेष रूप से नाइट्रस ऑक्साइड, पृथ्वी में प्रवेश करने वाले पराबैंगनी विकिरण की मात्रा में वृद्धि करके स्ट्रैटोस्फेरिक ओजोन के विनाश में योगदान देता है। ये गैसें नाइट्रिक एसिड, एडिपिक एसिड और उर्वरकों के उपयोग के औद्योगिक उत्पादन से उत्पन्न होती हैं।

नाइट्रस ऑक्साइड (N2O) में औद्योगिक युग से पहले 270 पीपीबी की वायुमंडलीय एकाग्रता थी, फिर 1998 में 314 पीपीबी तक पहुंच गई। यह इसकी एकाग्रता में 16% की वृद्धि का प्रतिनिधित्व करता है, और इसके पास 114 वर्षों का उपयोगी जीवन है जो इसे बहुत समस्याग्रस्त बनाता है।

हाइड्रोफ्लोरोकार्बन (HFC)

वे विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग की जाने वाली गैसें हैं, मॉन्ट्रियल समझौते द्वारा सीमित सीएफसी की जगह। हालांकि, एचएफसी ओजोन परत को भी प्रभावित करते हैं और वायुमंडल में एक उच्च सक्रिय स्थायित्व है (260 साल तक)।

ये गैसें वायुमंडल में मौजूद नहीं थीं, इन्हें मनुष्यों द्वारा पेश किया गया था और एचएफसी -23 के मामले में यह 14 पीपीटी (ट्रिलियन प्रति पार्ट्स) की सांद्रता तक पहुंचता है।

छिद्रित हाइड्रोकार्बन (PFC)

पीएफसी का उत्पादन एल्युमीनियम गलाने की प्रक्रिया के लिए भस्मारती सुविधाओं में किया जाता है। एचएफसी की तरह, उनके पास वायुमंडल में एक उच्च स्थायित्व है और समताप मंडल की ओजोन परत की अखंडता को प्रभावित करता है।

सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6)

यह एक और गैस है जिसका ओवरहेटिंग प्रभाव ओजोन परत के विनाश के माध्यम से जाता है। इसका उपयोग उच्च वोल्टेज उपकरण और मैग्नीशियम के उत्पादन में किया जाता है, और वातावरण में एक उच्च स्थायित्व होता है।

क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी)

सीएफसी एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है जो स्ट्रैटोस्फेरिक ओजोन को नुकसान पहुंचाती है और मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल के तहत विनियमित होती है। हालाँकि, कुछ देशों में अभी भी इसका उपयोग किया जाता है, ऐसा चीन का मामला है।

ओजोन परत को नुकसान क्लोरीन परमाणुओं द्वारा पराबैंगनी विकिरण की चपेट में आने से अलग होने के कारण होता है।

मुख्य क्लोरोफ्लोरोकार्बन CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-113, CFC-114 और CFC-115 हैं। ये गैसें वायुमंडल में मौजूद नहीं थीं, लेकिन 1998 तक CFC-11 पहले ही 268 पीपीटी तक पहुंच गया, जिसमें 45 साल का उपयोगी जीवन था।

मिथाइलक्लोरोफॉर्म या ट्राइक्लोरोएथेन (CH3CCL3)

यह एक विशेष प्रकार का CFC है, जिसका उपयोग विलायक के रूप में और सफाई धातुओं में किया जाता है। विघटित होने पर, यह क्लोराइड गैसों का उत्सर्जन करता है, जिनके क्लोरीन परमाणु ओजोन परत के विनाश में योगदान करते हैं।

ट्रोपोस्फेरिक ओजोन (O3)

ट्रोपोस्फेरिक ओ 3 ओजोन है जो सतह और 18 किमी की ऊँचाई के बीच जमीनी स्तर पर बनता है। यद्यपि स्ट्रैटोस्फेरिक ओजोन पराबैंगनी विकिरण के प्रवेश को कम करके ग्लोबल ओवरहीटिंग को कम करने में योगदान देता है, ट्रोपोस्फेरिक ओजोन वार्मिंग उत्पन्न करता है।

हार्बिन (चीन) में स्मॉग। स्रोत: फ्रेड्रिक रूबेन्सन

यह तर्क दिया गया है कि ट्रोपोस्फेरिक ओजोन का प्रभाव विरोधाभासी है। एक ओर यह पृथ्वी की एक सतही ऊष्मा उत्पन्न करता है, लेकिन साथ ही साथ यह अन्य ग्रीनहाउस गैसों को भी समाप्त कर देता है।

किसी भी मामले में, ओ 3 एक विषाक्त गैस है जो विभिन्न सामग्रियों के बिगड़ने के अलावा, फेफड़ों को नुकसान पहुंचाता है।

क्लोरोडिफ्लोरोमीथेन (HCFC-22)

इसे R-22, एक रंगहीन गैस और हाल ही में प्रशीतन उपकरणों में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाता है। हालांकि, आज यह दुनिया में ओजोन परत पर इसके नकारात्मक प्रभाव के कारण बहुत से प्रतिबंधित है।

कार्बन क्लोराइड या कार्बन टेट्राक्लोराइड (CCl4)

यह एक ऑर्गेनोक्लोरिन है जो अब कई जगहों पर इसकी विषाक्तता के कारण प्रतिबंधित है, लेकिन इसे व्यापक रूप से एक सर्द, बुझाने वाले एजेंट, degreaser और कीटनाशक के रूप में उपयोग किया जाता था। जब यह यौगिक घटता है, तो यह व्युत्पन्न पदार्थ उत्पन्न करता है जो ओजोन परत को प्रभावित करता है।

Tetrafluoromethane या perfluoromethane (CF4)

यह एक गैस है जिसे आर -14 के रूप में जाना जाता है और एक सर्द के रूप में उपयोग किया जाता है, लेकिन इसमें पराबैंगनी ऊर्जा को अवशोषित करने और उत्सर्जित करने की उच्च क्षमता है। यह 50,000 से अधिक वर्षों के वातावरण में जीवनकाल और 6,500 की ग्लोबल वार्मिंग क्षमता है।

गिनीज वर्ल्ड रिकॉर्ड्स के अनुसार, टेट्रफ्लुओरोमेथेन सबसे लगातार ग्रीनहाउस गैस है, हालांकि वायुमंडल में इसका कम अनुपात इसके प्रभाव को प्रतिबंधित करता है।

Hexafluoroethane (C2F6)

इसका उपयोग रेफ्रिजरेटर में और एल्यूमीनियम के उत्पादन में किया जाता है, क्योंकि इसके कार्बन-फ्लोरीन बांड की उच्च ऊर्जा के लिए धन्यवाद यह बहुत स्थिर है। यह इसे कम से कम 500 वर्षों का लंबा सेवा जीवन देता है।

इसी तरह, यह अवरक्त विकिरण को अवशोषित करने की उच्च क्षमता है, जिससे यह वैश्विक तापमान के लिए एक समस्या है। हेक्साफ्लोरोइथेन जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल (IPCC) से ग्रीनहाउस गैसों की सूची में है।

सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6)

यह एक गैर विषैले गैस है, जो हवा से पांच गुना भारी है, जिसमें GWP सूचकांक 176 (CO2 से 20,000 गुना अधिक) है। दूसरी ओर, इसका 3,200 साल का उपयोगी जीवन है, हालांकि यह इतना घना है कि यह वायुमंडल की ऊपरी परतों तक नहीं पहुंचता है।

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