Рост концентрации в атмосфере парниковых газов

Концентрация парниковых газов (углекислого газа, метана, закиси азота) возрастала в течение XX века и сейчас этот рост продолжается со все большей скоростью. Концентрация СО₂ возросла с 280 ppm (частей на миллион) в 1750 г. до 370 ppm в 2000 году. Считается, что в 2100 г. концентрация СО₂ будет в пределах от 540 до 970 ppm[16], в основном, в зависимости от того, как будет развиваться мировая энергетика. Парниковые газы отличаются большим сроком нахождения в атмосфере. Половина всех выбросов СО₂ остается в атмосфере 50-200 лет, в то время как вторая половина поглощается океаном, сушей и растительностью. При этом основная роль принадлежит океану. По некоторым оценкам, примерно 80% поглощения СО₂ и "производства" кислорода приходится на фитопланктон.

Парниковый эффект от разных газов можно привести к "общему знаменателю", выражающему то, во сколько раз больший эффект дает 1 тонна того или иного газа, чем 1 тонна СО₂. Оценки показывают, что именно с СО₂ связано примерно 80% антропогенного парникового эффекта, в то время как, например, метан дает 18-19%, а все остальные газы ‑ 1-2%.[17] Поэтому во многих случаях, говоря об антропогенном парниковом эффекте, подразумевают именно СО₂.

Парниковые газы также хорошо перемешиваются в атмосфере. В результате парниковый эффект не зависит от места конкретного выброса СО₂ или иного газа. Фактически любой локальный выброс оказывает только глобальное действие и уже глобальный эффект порождает вторичные эффекты, которые сказываются на климате того или иного конкретного места.

Аэрозоли

Аэрозоли ‑ мелкие частицы, размером в несколько десятых долей микрона, которые находятся в атмосфере во взвешенном состоянии. Они образуются в результате химических реакций между газообразными загрязняющими веществами, от лесных пожаров, сельскохозяйственной деятельности, от выбросов предприятий и транспорта.

Аэрозоли делают нижние слои тропосферы более мутными и рассеивают свет, что понижает температуру приземного слоя атмосферы. Кроме того, аэрозоли усиливают облачный покров, что также приводит к охлаждению.

Аэрозоли являются высокоэффективными рассеивателями солнечного света. Некоторые аэрозоли (такие, как сажа) также поглощают свет. Чем больше они поглощают, тем больше нагревается тропосфера и тем меньше солнечной радиации может достигнуть поверхности Земли. В результате этого аэрозоли могут понизить температуру приземного слоя атмосферы.

Продолжительность нахождения частиц пыли в атмосфере гораздо короче продолжительности существования парниковых газов, поскольку они могут исчезнуть в результате осадков в течение недели. Последствия воздействия аэрозолей также гораздо более локальны по сравнению с широко распространенным воздействием парниковых газов.

Урбанизация

За последние 150-250 лет из-за изменений в землепользовании значительно сократилось количество биомассы и почвенного углерода, а, значит, и запас углерода в наземных экосистемах в целом. В результате в атмосферу поступило большое количество СО₂  Резко сократилась площадь лесов, прежде всего, в тропиках[18]. Выпас все большего количества скота в развивающихся странах привел к деградации пастбищ. Все это повлияло не только на местный климат, но и внесло свой отрицательный вклад в глобальные процессы. Для многих территорий угроза опустынивания, связанная с локальными явлениями (вырубка лесов, истощение запасов подземных вод, чрезмерный выпас скота и т.п.) усиливается последствиями глобального изменения климата (например, большей частотой засух, ливневым характером выпадающих осадков).

Способствовала изменению климата и урбанизация. Сейчас в городах живет примерно половина населения планеты. Город с населением в 1 миллион человек в день "производит" 25 тыс. тонн СО₂ и 300 тыс. тонн сточных вод[19]. Кроме этого, в больших городах температура воздуха выше на несколько градусов из-за большого количества “горячих^” объектов: зданий, машин, и т.п. В развитых странах, находящихся в теплом климате, на кондиционирование воздуха расходуется больше энергии, чем на отопление. То есть борьба с потеплением с помощью кондиционеров приводит к еще большему потеплению.