الميثان (CH4)

الشكل 11: (أ) التغييرات فى تركيز الميثان (كسر جزيئى، بالجزء في البليون= 10-9) المحدد من العينات الجليدية والثلج، والجليد وعينات الهواء الكامل المبينة للألف عام الاخيرة. ورسمت التأثيرات الإشعاعية بيانيا، مقربة على أساس النطاق الخطي منذ عصر ما قبل الصناعة، على المحور الأيمن (د) ورسمت المتوسطات العالمية لتركيز الميثان (المتغيرات الشهرية) والميثان غير المحدد المواسم (الخط المنتظم) للفترة من 1983 إلى 1999 (هـ) وحسب معدل النمو السنوي الفوري (ج ب/ سنويا) في تركيز الميثان في الغلاف الجوي من 1983 إلى 1999 كمستخلص من منحنى الاتجاه غير المحدد المواسم أعلاه. وكانت حالات عدم اليقين (الخطوط المنقطة) تعادل +1  من الانحراف المعياري [استنادا إلى الشكل 4- 1]

اشكل 12: المتوسط العالمي لتركيزات ا لكلوروفلوروكربون CFC-11 (CFCl3) في الغلاف الجوي (جزء في الطن) من 1950 إلى 1998 استنادا إلى القياسات المنتظمة ونماذج الانبعاثات ويرد التأثير الاشعاعي للكلوروفلوروكربون في المحور على اليمين [استنادا إلى الشكل 4-6]

زادت تركيزات غاز الميثان في الغلاف الجوي بنحو 150 في المائة (1.060 جزء في البليون) منذ 1750. ولم يتجاوز التركيز الحالي للميثان خلال الأربعمائة والعشرين ألف عام الماضية. والميثان غاز من غازات الدفيئة ذات مصادر التأثير الطبيعية (مثل الأراضي الغدقة) والبشرية (مثل الزرا عة وأنشطة الغازات الطبيعية ومدافن القمامة). وأكثر قليلا من نصف الانبعاثات الحالية من الميثان نتيجة لأنشطة بشرية. وتسحب هذه الانبعاثات من الغلاف الجوي من خلال التفاعلات الكيماوية. وكما يبين الشكل 11 فإن القياسات التمثيلية العالية لتركيز الميثان في الغلاف الجوي كانت تجري منذ 1983، وتم تمديد سجل التركيزات في الغلاف الجوي إلى الأزمنة الأولى من خلال الهواء المستخلص من العينات الجليدية ومن طبقات الجليد. والتأثير الإشعاعي المباشر الحالي البالغ 48،. وم- 2. من الميثان يشكل 20 في المائة من مجموع جميع غازات الدفيئة الممزوجة طويلة الأجل والعالمية (انظر الشكل 9).

ويواصل تركيز غاز الميثان في الغلاف الجوي يواصل زيادته من نحو 1610 أجزاء في البليون في 1983 إلى 1745 جزءا في البليون في 1998 إلا أن الزيادة السنوية المرصودة انخفضت خلال هذه الفترة. وكانت الزيادة متقلبة بصورة كبيرة خلال التسعينات، واقتربت من الصفر في 1992، وزادت حتى 13 جزءا في البليون في 1998. ولا تتوافر تفسيرات كمية واضحة لهذه التقلبية منذ تقرير التقييم الثاني. وقد تحسنت التقديرات الكمية لبعض مصادر الميثان بشرية المنشأ مثل تلك الصادرة عن إنتاج الأرز.

معدل زيادة الميثان في الغلاف الجوي يرجع إلى عدم توازن طفيف بين المصادر المصنفة بصورة سيئة ومصادر الامتصاص مما يجعل التنبؤ بالتركيزات في المستقبل أمرا حافلا بالمشكلات. وعلى الرغم من أنه قد يكون قد تم تحديد العوامل المساهمة الرئيسية في موازنة الميثان في العالم، فإن معظمها يحيط به عدم اليقين من الناحية الكمية نتيجة لصعوبة تقدير معدلات انبعاث المصادر البيوسفيرية شديدة التقلبات. ذلك أن قوة قيود مصادر الميثان المقدرة كميا والمصنفة بصورة سيئة تعوق التنبؤ بتركيزات الميثان في المستقبل (ومن ثم مساهمتها في التأثير الاشعاعي) في أي سيناريو للانبعاثات البشرية المنشأ وخاصة بالنظر إلى أن الانبعاثات الطبيعية وسحب الميثان يمكن أن تتأثر بصورة كبيرة بتغير المناخ.

أكسيد النتروز

زاد تركيز أكسيد النتروز في الغلاف الجوي باطراد خلال العصر الصناعي ويزيد الآن 16% (46 جزء في البليون) عما كان عليه في 1750. ولم يحدث تجاوز للتركيز الحالي لأكسيد النتروز خلال الألف سنة الأخيرة على الأقل. وأكسيد النتروز عبارة عن غاز آخر من غازات الدفيئة التي لها مصادر طبيعية وبشرية في نفس الوقت، ويزال من الغلاف الجوي بفعل التفاعلات الكيماوية. وتواصل تركيزات أكسيد النتروز زيادتها في الغلاف الجوي بمعدل 25،. في المائة سنويا (1980 إلى 1988). ورصدت تباينات كبيرة متعددة السنوات في الاتجاه التصاعدي لتركيزات أكسيد النتروز، أي انخفاض بنسبة 50% في معدل الزيادة السنوية من 1991 إلى 1993. والأسباب المقترحة لذلك متعددة الجوانب: انخفاض استخدام الأسمدة المعتمدة على النتروجين، وانخفاض الانبعاثات الطبيعية، وزيادة خسائر الستراتوسفير نتيجة لتغيرات الدورات المستحثة بركانيا. وعادت الزيادة في تركيزات أكسيد النتروز منذ 1993 إلى المعدلات القريبة من تلك المرصودة خلال الثمانينات. وفي حين أن هذا التباين المرصود متعدد السنوات قد وفر بعض النظرات المتعمقة المحتملة للعمليات التي تتحكم في سلوك أكسيد النتروز في الغلاف الجوي، فإن الاتجاهات متعددة السنوات لهذا الغاز من غازات الدفيئة ظلت دون تفسير إلى حد كبير.

الموازنة العالمية لأكسيد النتروز تحقق توازنا أفضل مما كانت عليه في تقرير التقييم الثاني إلا أن حالات عدم اليقين في الانبعاثات من المصادر المختلفة مازالت كبيرة. ويقدر أن المصادر الطبيعية لأكسيد النتروز قد اقتربت من تيرغرام نتروز/ سنة (1990) حيث تشكل التربة نحو 65% من المصادر، والمحيطات نحو 30%. وأدت التقديرات المرتفعة الجديدة للانبعاثات من المصادر البشرية المنشأ (الزراعة وحرق الكتلة الأحيائية والأنشطة الاصطناعية وإدارة الثروة الحيوانية) البالغة ما يقرب من 7 تيراغرام نتروز/ سنة إلى الاقتراب بتقديرات المصادر/ الامتصاص من التوازن بالمقارنة بتلك الواردة في تقرير التقييم الثاني. غير أن الفهم التنبؤي المرتبط بهذا الغاز من غازات الدفيئة طويل العمر والكبير لم يتحسن بصورة كبيرة منذ التقييم السابق. ويقدر التأثير الإشعاعي بمقدار 15،. وم-2 أى 6% من مجموع غازات الدفيئة الممزوجة عالميا وطويلة الأجل (انظر الشكل 9).

الكربون الهالوجينى والمركبات ذات الصلة

تركيزات الكثير من  تلك الغازات التي هي تستنزف طبقة الأوزون ومن غازات الدفيئة في الغلاف الجوي إما تتناقص (CFC-11, CFC-113, CH₃CCl₃ and CCl₄) أو تتزايد بصورة أكثر بطئا (CFC-12) في استجابتها للانبعاثات المنخفضة التي تحكمها قوا عد بروتوكول مونتريال وتعديلاته. والكثير من أنواع الكربون الهالوجيني هذه من غازات الدفيئة أيضا الفعالة من الناحية الإشعاعية وطويلة العمر. والكربون الهالوجيني عبارة عن مركبات كربونية تحتوي على الفلورين والكلورين والبرومين أو اليود. والأنشطة البشرية هي المصدر الوحيد لمعظم هذه التركيبات. والكربون الهالوجيني الذي يحتوي على كلورين (مثل الكلروفلوروكربون - CFCs) والبروم (مثل الهالون) يتسبب في استنزاف طبقة الأوزون في الستراتوسفير، ويتم التحكم فيها بمقتضى بروتوكول مونتريال. وقد وصلت التركيزات المجتمعة للغازات المستنزفة للأوزون في طبقة التروبوسفير ذروتها في 1994 ثم أخذت تتناقص ببطء. ووصلت تركيزات بعض غازات الكربون الهالوجيني الدفيئة الرئيسية ذروتها على النحو المبين في الشكل 12. وتتسق تركيزات غازات CFCs والكلوركربون في التروسفير مع الانبعاثات المبلغة. وتسهم غازات الكربون الهالوجيني بتأثير إشعاعي قدره 34،. وم-2 وهـ و ما يعادل 14% من التأثير الاشعاعي الناجم عن جميع غازات الدفيئة الممزوجة عالميا (الشكل 9).

تتزايد تركيزات بدائل غازات ح م ح المرصودة في الغلاف الجوي وبعض هذه المركبات هي من غازات الدفيئة. Tوتتزايد تركيزات الهيدروكلور فلوروكربون (HCFCs) والهيدروفلوروكربون (HFCs) نتيجة لا ستمرار استخد ا ماتها السابقة واستخدامها كبدائل لغازات CFCs. فعلى سبيل المثال، فإن تركيزات غازات HFC-23 زادت بأكثر من عنصر من ثلاثة فيما بين 1978 و1955. ونظرا لأن التركيزات الحالية منخفضة نسبيا، فإن مساهمة غازات HFCs الحالية في التأثير الإشعاعي صغيرة نسبيا. كما أن المساهمة الحالية لغازات HCFCs في التأثير الإشعاعي صغيرة أيضا نسبيا، وقيّد بروتوكول مونتريال من انبعاثات هذه الغازات في المستقبل.

البرفلوروكربونات (PFCs, مثل, CF₄ و C₂F₆) والهكسافلوريد الكبريت (SF₆) لها مصادر بشرية وأزمنة بقاء طويلة للغاية في الغلاف الجوي، كما أنهاءوامل امتصاص قوية للاشعاعات تحت الحمراء. ولذا فإن هذه المركبات، حتى مع بعض الانبعاثات الصغيرة نسبيا تنطوي على إمكانيات التأثير في المناخ في أزمنة بعيدة في المستقبل. فغازات البيرفلوروميثان تبقى في الغلاف الجوي لما لا يقل عن 50000 سنة. ولهذه الغازات خلفية طبيعية. غير أن الانبعاثات البشرية المنشأ الحالية تتجاوز الانبعاثات الطبيعية بنسبة من 1000 مرة أو أكثر وهي مسؤولة عن الزيادة المرصودة. كما أن غازات هكسافلوريد الكبريت أكثر فعالية كغازات دفيئة بنحو 22200 مرة عن ثاني أكسيد الكربون على أساس الكيلوغرام الواحد.