عواقب احتمالی اثر گلخانه ای بر روی زمین چیست؟ اثر گلخانه ای، مشارکت آن در آینده زمین

زمین در نتیجه تاثیر فعالیت های اقتصادی انسان. نگرانی ویژه افزایش غلظت گازهای گلخانه ای است که منجر به گرم شدن سطح زمین و پایین تر شدن جو می شود و ممکن است یکی از دلایل اصلی گرم شدن آب و هوا در دهه های اخیر باشد.

مهم ترین گاز گلخانه ای طبیعی بخار آب H20 است. تابش مادون قرمز موج بلند را در محدوده طول موج 4.5 تا 80 میکرون جذب و ساطع می کند. تأثیر بخار آب بر اثر گلخانه ای تعیین کننده است و عمدتاً توسط باند جذب 5-7.5 میکرون ایجاد می شود. با این حال، بخشی از تشعشعات سطح زمین در مناطق طیفی 3 تا 5 میکرون و 8 تا 12 میکرون، که پنجره‌های شفاف نامیده می‌شوند، از اتمسفر به فضای بیرونی می‌رود. اثر گلخانه ای بخار آب توسط نوارهای جذب دی اکسید کربن که در نتیجه فعالیت های آتشفشانی، چرخه طبیعی کربن در طبیعت، پوسیدگی مواد آلی در خاک هنگام گرم شدن و همچنین فعالیت های انسانی وارد جو می شود، افزایش می یابد. عمدتاً به دلیل احتراق سوخت های فسیلی (زغال سنگ، نفت، گاز) و تخریب جنگل ها است.

علاوه بر دی اکسید کربن، محتوای گازهای گلخانه ای مانند متان، اکسید نیتروژن و ازن تروپوسفر در جو در حال افزایش است. متان از باتلاق ها و شکاف های عمیق پوسته زمین وارد جو می شود. افزایش غلظت آن با توسعه تولیدات کشاورزی (به ویژه گسترش مزارع برنج با آبیاری فراوان)، افزایش تعداد دام، سوزاندن زیست توده و تولید گاز طبیعی تسهیل می شود. غلظت اکسید نیتروژن با استفاده از کودهای نیتروژن، انتشار هواپیما و فرآیندهای اکسیداسیون افزایش می یابد. ازن در تروپوسفر در نتیجه واکنش های شیمیایی ناشی از نور خورشید بین هیدروکربن ها و اکسیدهای نیتروژن تولید شده در اثر احتراق سوخت های فسیلی افزایش می یابد. اثر ممکن است در آینده افزایش یابد. رشد اتمسفر همچنین با افزایش غلظت یک آئروسل بسیار جذب کننده منشاء صنعتی (دوده) با شعاع ذرات 0.001 - 0.05 میکرون تسهیل می شود. افزایش گازهای گلخانه ای و ذرات معلق در هوا می تواند به طور قابل توجهی دمای کره زمین را افزایش دهد و باعث تغییرات آب و هوایی دیگری شود که پیش بینی پیامدهای زیست محیطی و اجتماعی آن هنوز دشوار است.

یک بار فیلیپ دو سوسور آزمایشی انجام داد: او یک لیوان پوشیده از درپوش را در معرض نور خورشید قرار داد و پس از آن دمای داخل و خارج شیشه را اندازه گرفت. دمای داخل و خارج متفاوت بود - در یک لیوان بسته کمی گرمتر بود. کمی بعد، در سال 1827، فیزیکدان جوزف فوریه این فرضیه را مطرح کرد که یک شیشه روی طاقچه می تواند به عنوان مدلی از سیاره ما عمل کند - همان چیزی که در زیر لایه های جو اتفاق می افتد.

و معلوم شد که او درست می گوید، اکنون هر دانش آموز حداقل یک بار اصطلاح "اثر گلخانه ای" را شنیده است، این همان چیزی است که اکنون برای زمین اتفاق می افتد، آنچه اکنون برای ما اتفاق می افتد. مشکل اثر گلخانه ای یکی از مشکلات زیست محیطی جهانی است که می تواند منجر به آسیب های فاجعه بار به سیاره ما، گیاهان و جانوران آن شود. چرا اثر گلخانه ای خطرناک است؟ علل و پیامدهای آن چیست؟ آیا راه هایی برای حل این مشکل وجود دارد؟

تعریف

اثر گلخانه ای افزایش دمای سطح زمین و هوا است که منجر به تغییرات آب و هوایی می شود. چگونه این اتفاق می افتد؟

بیایید تصور کنیم که در آزمایشگاه فیلیپ دو سوسور در همان شیشه روی طاقچه هستیم. هوای بیرون گرم است، اشعه های خورشید که روی شیشه می افتند از شیشه نفوذ می کنند و کف آن را گرم می کنند. به نوبه خود، انرژی جذب شده را به شکل تابش مادون قرمز در هوای داخل شیشه آزاد می کند و در نتیجه آن را گرم می کند. اشعه مادون قرمز نمی تواند از دیوارها عبور کند و گرما را در داخل باقی می گذارد. دمای داخل لیوان بالا می رود و داغ می شویم.

در مورد مقیاس سیاره زمین، همه چیز کمی پیچیده‌تر عمل می‌کند، با توجه به اینکه به جای شیشه، لایه‌هایی از جو داریم و همراه با پرتوهای خورشید، عوامل بسیاری دیگر اثر گلخانه‌ای را ایجاد می‌کنند.

علل اثر گلخانه ای

فعالیت های انسانی یکی از عوامل اصلی در شکل گیری اثر گلخانه ای است. قابل توجه است که اثر گلخانه ای چندین قرن قبل از آن وجود داشته است پیشرفت فنی و صنعتی، اما به خودی خود هیچ تهدیدی ایجاد نمی کرد. با این حال، با آلودگی هوا از کارخانه ها، انتشار مواد مضر و همچنین سوزاندن زغال سنگ، نفت و گاز، وضعیت بدتر شده است. دی اکسید کربن و سایر ترکیبات خطرناک تشکیل شده در این فرآیند نه تنها به رشد سرطان در بین جمعیت کمک می کند، بلکه به افزایش دمای هوا نیز کمک می کند.

ماشین و کامیونهمچنین به کوکتل مواد مضر منتشر شده در هوا کمک می کند و در نتیجه اثر گلخانه ای را افزایش می دهد.

ازدیاد جمعیتباعث می شود ماشین مصرف و تقاضا با بهره وری بیشتری کار کند: کارخانه ها و گاوداری های جدید افتتاح می شوند، ماشین های بیشتری تولید می شود و بار روی جو صدها برابر می شود. یکی از راه حل ها توسط خود طبیعت به ما ارائه شده است - گستره های جنگلی بی پایان که می تواند هوا را تصفیه کند و سطح دی اکسید کربن را در جو کاهش دهد. با این حال، مردم به طور انبوه جنگل ها را قطع می کند.

در صنعت کشاورزی در اکثریت قریب به اتفاق موارد از آنها استفاده می شود کودهای شیمیایی، ترویج انتشار نیتروژن - یکی از گازهای گلخانه ای. کشاورزی ارگانیک وجود دارد که می توانید در اینجا بخوانید. برای جو زمین کاملاً بی ضرر است، زیرا فقط از کودهای طبیعی استفاده می کند، اما، متأسفانه، درصد چنین مزارعی بسیار کم است تا مزارع کشاورزی غیر ارگانیک را با فعالیت های خود "پوشانده شود".

در عین حال، محل‌های دفن زباله بزرگ به افزایش گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کنند، زباله‌هایی که گاهی اوقات به‌طور خود به خود می‌سوزند یا برای مدت بسیار طولانی می‌پوسند و همان گازهای گلخانه‌ای را منتشر می‌کنند.

پیامدهای اثر گلخانه ای

افزایش غیرطبیعی دما مستلزم تغییر در آب و هوای منطقه و در نتیجه انقراض بسیاری از نمایندگان گیاهان و جانوران است که با آب و هوای داده شده سازگار نیستند. یک مشکل زیست محیطی باعث بروز مشکل دیگر می شود - کاهش گونه ها.

همچنین، قرار گرفتن در شرایط «اتاق بخار»، یخچال‌ها ذخایر عظیم آب شیرین هستند! - به آرامی اما مطمئناً در حال ذوب شدن است. به همین دلیل، سطح اقیانوس جهانی بالا می رود، به این معنی که مناطق ساحلی را سیل می کند و مساحت خشکی کاهش می یابد.

برخی از بوم شناسان پیش بینی می کنند که برعکس، سطح دریا کاهش می یابد و در 200 سال آینده. هنگامی که در معرض دمای بالا قرار می گیرد به آرامی شروع به خشک شدن می کند. نه تنها دمای هوا، بلکه دمای آب نیز افزایش می یابد، به این معنی که بسیاری از موجودات زنده که سیستم زندگی آنها به قدری دقیق سازماندهی شده است که تغییرات دمایی 1-2 درجه برای آن مضر است، زنده نخواهند ماند. برای مثال، کل صخره های مرجانی در حال از بین رفتن هستند و به انبوهی از رسوبات مرده تبدیل می شوند.

تاثیر آن بر سلامت مردم را نباید نادیده گرفت. افزایش دمای هوا به گسترش فعال ویروس‌های تهدیدکننده حیات مانند تب ابولا، بیماری خواب، آنفولانزای پرندگان، تب زرد، سل و غیره کمک می‌کند. مرگ و میر ناشی از کم آبی بدن و گرمازدگی افزایش می یابد.

راه حل ها

با وجود جهانی بودن مشکل، راه حل آن در چند مرحله ساده نهفته است. مشکل این است که تا حد امکان افراد زیادی باید آنها را اجرا کنند.

6. اقوام، دوستان و آشنایان را آموزش دهید، نیاز به مراقبت از طبیعت را در کودکان ایجاد کنید. بالاخره هر مشکلی با همفکری حل می شود.

مقدمه

1. اثر گلخانه ای: اطلاعات تاریخی و علل

1.1. اطلاعات تاریخی

1.2. دلایل

2. اثر گلخانه ای: مکانیسم تشکیل، تقویت

2.1. مکانیسم اثر گلخانه ای و نقش آن در بیوسفر

فرآیندها

2.2. افزایش اثر گلخانه ای در عصر صنعتی

3. پیامدهای افزایش اثر گلخانه ای

نتیجه گیری

فهرست ادبیات استفاده شده

مقدمه

منبع اصلی انرژی که از حیات روی زمین پشتیبانی می کند تابش خورشیدی است - تابش الکترومغناطیسی خورشید که به جو زمین نفوذ می کند. انرژی خورشیدی همچنین از تمام فرآیندهای جوی که تغییر فصل ها را تعیین می کنند پشتیبانی می کند: بهار-تابستان-پاییز-زمستان و همچنین تغییرات در شرایط آب و هوایی.

حدود نیمی از انرژی خورشید از قسمت مرئی طیف می آید که ما آن را به عنوان نور خورشید درک می کنیم. این تشعشع کاملا آزادانه از جو زمین عبور می کند و توسط سطح زمین و اقیانوس ها جذب می شود و آنها را گرم می کند. اما به هر حال، تابش خورشیدی هر روز برای هزاران سال به زمین می رسد، چرا، در این صورت، زمین بیش از حد گرم نمی شود و به یک خورشید کوچک تبدیل نمی شود؟

واقعیت این است که زمین، سطح آب و جو نیز به نوبه خود انرژی ساطع می کنند، فقط به شکل کمی متفاوت - به عنوان تابش مادون قرمز نامرئی یا تابش حرارتی.

به طور متوسط، برای مدت زمان طولانی، دقیقاً همان مقدار انرژی به شکل تابش مادون قرمز به فضای بیرونی می رود که به شکل نور خورشید وارد می شود. بنابراین، تعادل حرارتی سیاره ما برقرار می شود. تمام سوال این است که این تعادل در چه دمایی برقرار خواهد شد. اگر جو وجود نداشت، میانگین دمای زمین 23- درجه بود. اثر محافظتی جو، که بخشی از تابش مادون قرمز سطح زمین را جذب می کند، منجر به این واقعیت می شود که این دما در واقع +15 درجه است. افزایش دما نتیجه اثر گلخانه ای در جو است که با افزایش میزان دی اکسید کربن و بخار آب در جو تشدید می شود. این گازها تابش مادون قرمز را به بهترین نحو جذب می کنند.

در دهه های اخیر، غلظت دی اکسید کربن در اتمسفر بیش از پیش افزایش یافته است. این اتفاق می افتد زیرا؛ که حجم سوزاندن سوخت های فسیلی و چوب هر سال افزایش می یابد. در نتیجه میانگین دمای هوا در سطح زمین حدود 0.5 درجه در هر قرن افزایش می یابد. اگر سرعت فعلی احتراق سوخت و در نتیجه افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای در آینده ادامه یابد، طبق برخی پیش‌بینی‌ها، گرمایش بیشتر آب و هوا در قرن آینده پیش‌بینی می‌شود.

1. اثر گلخانه ای: اطلاعات تاریخی و علل

1.1. اطلاعات تاریخی

ایده مکانیسم اثر گلخانه ای برای اولین بار در سال 1827 توسط جوزف فوریه در مقاله "یادداشتی در مورد دمای کره زمین و سایر سیارات" مطرح شد، که در آن مکانیسم های مختلفی برای شکل گیری آب و هوای زمین در نظر گرفته شد. در حالی که او هر دو عامل موثر بر تعادل حرارتی کلی زمین (گرمایش توسط تابش خورشیدی، سرمایش ناشی از تشعشع، گرمای داخلی زمین) و همچنین عوامل موثر بر انتقال حرارت و دمای مناطق اقلیمی (رسانایی گرمایی، اتمسفر و اقیانوسی) را در نظر گرفت. گردش).

هنگامی که تأثیر جو بر تعادل تشعشعات را در نظر گرفت، فوریه آزمایش M. de Saussure را با یک ظرف پوشیده از شیشه، که از داخل سیاه شده بود، تجزیه و تحلیل کرد. دو سوسور اختلاف دمای داخل و خارج چنین ظرفی را که در معرض نور مستقیم خورشید قرار داشت اندازه گیری کرد. فوریه افزایش دما در داخل چنین "مینی گلخانه" را در مقایسه با دمای خارجی توسط دو عامل توضیح داد: مسدود کردن انتقال حرارت همرفتی (شیشه از خروج هوای گرم شده از داخل و هجوم هوای خنک از بیرون جلوگیری می کند). و شفافیت متفاوت شیشه در محدوده مرئی و مادون قرمز.

این آخرین عاملی بود که در ادبیات بعدی نام اثر گلخانه ای را دریافت کرد - جذب نور مرئی، سطح گرم می شود و پرتوهای حرارتی (مادون قرمز) ساطع می کند. از آنجایی که شیشه نسبت به نور مرئی شفاف و نسبت به تابش حرارتی تقریباً مات است، تجمع گرما منجر به افزایش دما می شود که در آن تعداد پرتوهای حرارتی عبوری از شیشه برای ایجاد تعادل حرارتی کافی است.

فوریه فرض کرد که خواص نوری جو زمین مشابه خواص نوری شیشه است، یعنی شفافیت آن در محدوده مادون قرمز کمتر از شفافیت در محدوده نوری است.

1.2. دلایل

ماهیت اثر گلخانه ای به شرح زیر است: زمین از خورشید انرژی دریافت می کند، عمدتاً در قسمت مرئی طیف، و خود عمدتاً پرتوهای مادون قرمز را به فضای بیرونی ساطع می کند.

با این حال، بسیاری از گازهای موجود در اتمسفر آن - بخار آب، CO2، متان، اکسید نیتروژن و غیره - در برابر پرتوهای مرئی شفاف هستند، اما به طور فعال پرتوهای مادون قرمز را جذب می کنند و در نتیجه مقداری از گرما را در جو حفظ می کنند.

در دهه های اخیر، محتوای گازهای گلخانه ای در جو به شدت افزایش یافته است. مواد جدیدی که قبلاً وجود نداشتند با طیف جذب "گلخانه ای" نیز ظاهر شده اند - در درجه اول فلوئوروکربن ها.

گازهایی که باعث اثر گلخانه ای می شوند فقط دی اکسید کربن (CO2) نیستند. اینها همچنین شامل متان (CH4)، اکسید نیتروژن (N2O)، هیدروفلوئوروکربن ها (HFCs)، پرفلوئوروکربن ها (PFCs)، هگزا فلوراید گوگرد (SF6) هستند. با این حال، احتراق سوخت های هیدروکربنی همراه با انتشار CO2 است که عامل اصلی آلودگی در نظر گرفته می شود.

دلیل افزایش سریع میزان گازهای گلخانه ای واضح است - بشریت در حال حاضر به همان اندازه سوخت فسیلی در روز می سوزاند که طی هزاران سال در طول تشکیل ذخایر نفت، زغال سنگ و گاز شکل گرفته است. در نتیجه این «فشار»، سیستم اقلیمی از حالت «تعادل» خارج شد و ما شاهد تعداد بیشتری از پدیده‌های منفی ثانویه هستیم: به ویژه روزهای گرم، خشکسالی، سیل، تغییرات ناگهانی آب و هوا و این همان چیزی است که بیشترین خسارت را به همراه دارد. .

به گفته محققان، اگر کاری انجام نشود، انتشار جهانی CO2 در 125 سال آینده چهار برابر خواهد شد. اما ما نباید فراموش کنیم که بخش قابل توجهی از منابع آلودگی آینده هنوز ساخته نشده است. در طول صد سال گذشته، دما در نیمکره شمالی 0.6 درجه افزایش یافته است. پیش بینی افزایش دما در قرن آینده بین 1.5 تا 5.8 درجه خواهد بود. محتمل ترین گزینه 2.5-3 درجه است.

با این حال، تغییر آب و هوا فقط به افزایش دما نیست. این تغییرات سایر پدیده های اقلیمی را نیز تحت تأثیر قرار می دهد. نه تنها گرمای شدید، بلکه یخبندان های شدید ناگهانی، سیل، گل و لای، گردبادها و طوفان ها نیز با تأثیرات گرمایش جهانی توضیح داده می شوند. سیستم اقلیمی آنقدر پیچیده است که نمی توان انتظار داشت در تمام نقاط کره زمین به طور یکسان و یکسان تغییر کند. و دانشمندان امروز خطر اصلی را دقیقاً در رشد انحرافات از مقادیر متوسط ​​می بینند - نوسانات قابل توجه و مکرر دما.

2. اثر گلخانه ای: مکانیسم، افزایش

2.1 مکانیسم اثر گلخانه ای و نقش آن در فرآیندهای زیست کره

منبع اصلی حیات و تمام فرآیندهای طبیعی روی زمین، انرژی تابشی خورشید است. انرژی تابش خورشیدی تمام طول موج هایی که به سیاره ما وارد می شوند در واحد زمان در واحد سطح عمود بر پرتوهای خورشید ثابت خورشیدی نامیده می شود و 1.4 کیلوژول بر سانتی متر مربع است. این تنها یک دو میلیاردم انرژی ساطع شده از سطح خورشید است. از کل انرژی خورشیدی ورودی به زمین، اتمسفر 20-٪ را جذب می کند. تقریباً 34 درصد از انرژی که به اعماق جو نفوذ می کند و به سطح زمین می رسد توسط ابرهای جوی، ذرات معلق در هوا و سطح زمین منعکس می شود. بنابراین 46- درصد انرژی خورشیدی به سطح زمین می رسد و جذب آن می شود. به نوبه خود، سطح زمین و آب تابش مادون قرمز (حرارتی) با موج بلند منتشر می کند که بخشی از آن به فضا می رود و بخشی در جو باقی می ماند و توسط گازهای موجود در ترکیب آن حفظ می شود و لایه های زمینی هوا را گرم می کند. این انزوای زمین از فضا شرایط مساعدی را برای رشد موجودات زنده ایجاد کرد.

ماهیت اثر گلخانه ای جوها به دلیل شفافیت متفاوت آنها در محدوده مرئی و مادون قرمز دور است. محدوده طول موج 400-1500 نانومتر (نور مرئی و مادون قرمز نزدیک) 75 درصد از انرژی تابش خورشیدی را تشکیل می دهد که اکثر گازها در این محدوده جذب نمی شوند. پراکندگی رایلی در گازها و پراکندگی بر روی ذرات معلق در اتمسفر مانع از نفوذ تابش این طول موج ها به اعماق جوها و رسیدن به سطح سیارات نمی شود. نور خورشید توسط سطح سیاره و جو آن (به ویژه تابش در مناطق نزدیک به UV و IR) جذب شده و آنها را گرم می کند. سطح گرم سیاره و جو در محدوده مادون قرمز دور ساطع می شود: به عنوان مثال، در مورد زمین () 75٪ تابش حرارتی در محدوده 7.8-28 میکرون قرار می گیرد، برای زهره - 3.3-12 میکرون.

اتمسفر حاوی گازهایی که در این ناحیه از طیف جذب می شوند (به اصطلاح گازهای گلخانه ای - H2O، CO2، CH4 و غیره) برای چنین تشعشعی که از سطح آن به فضای بیرونی هدایت می شود، به طور قابل توجهی مات است، یعنی دارای حجم زیادی است. ضخامت نوری به دلیل چنین کدورتی، اتمسفر به یک عایق حرارتی خوب تبدیل می شود که به نوبه خود منجر به این واقعیت می شود که تابش مجدد انرژی خورشیدی جذب شده به فضای بیرونی در لایه های سرد بالایی جو اتفاق می افتد دمای موثر زمین به عنوان یک رادیاتور کمتر از دمای سطح آن است.

بنابراین، تابش حرارتی تاخیری که از سطح زمین می‌آید (مثل یک فیلم روی گلخانه) نام مجازی اثر گلخانه‌ای را دریافت کرد. گازهایی که تشعشعات حرارتی را به دام می اندازند و از خروج گرما به فضا جلوگیری می کنند، گازهای گلخانه ای نامیده می شوند. به لطف اثر گلخانه ای، میانگین دمای سالانه سطح زمین در هزاره گذشته تقریباً 15 درجه سانتیگراد بوده است. بدون اثر گلخانه ای، این دما تا 18- درجه سانتیگراد کاهش می یابد و وجود حیات بر روی زمین غیرممکن می شود. گاز گلخانه ای اصلی در جو بخار آب است که 60 درصد از تشعشعات حرارتی زمین را به دام می اندازد. محتوای بخار آب در جو توسط چرخه آب سیاره ای تعیین می شود و (با نوسانات عرضی و ارتفاعی شدید) تقریباً ثابت است. تقریباً 40 درصد از تشعشعات حرارتی زمین توسط سایر گازهای گلخانه ای به دام می افتد که بیش از 20 درصد آن توسط دی اکسید کربن به دام افتاده است. منابع طبیعی اصلی CO2 در جو فوران های آتشفشانی و آتش سوزی های طبیعی جنگل ها هستند. در طلوع تکامل ژئوبیوشیمیایی زمین، دی اکسید کربن از طریق آتشفشان های زیر آب وارد اقیانوس جهانی شد، آن را اشباع کرد و در جو منتشر شد. هنوز تخمین دقیقی از میزان CO2 در جو در مراحل اولیه توسعه آن وجود ندارد. بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل سنگ های بازالتی پشته های زیر آب در اقیانوس آرام و اقیانوس اطلس، ژئوشیمیدان آمریکایی D. Marais به این نتیجه رسید که میزان CO2 در جو در میلیارد سال اول وجود آن هزار برابر بیشتر از حال حاضر بوده است. - حدود 39٪. سپس دمای هوا در لایه سطحی تقریباً به 100 درجه سانتیگراد رسید و دمای آب در اقیانوس جهانی به نقطه جوش نزدیک می شد (اثر "ابر گلخانه"). با ظهور موجودات فتوسنتزی و فرآیندهای شیمیایی برای تثبیت دی اکسید کربن، مکانیسم قدرتمندی برای حذف CO2 از جو و اقیانوس به سنگ های رسوبی شروع به کار کرد. اثر گلخانه ای به تدریج شروع به کاهش کرد تا زمانی که تعادل در بیوسفر به تعادلی رسید که قبل از عصر صنعتی شدن وجود داشت و مطابق با حداقل محتوای دی اکسید کربن در جو - 0.03٪ است. در غیاب انتشارات انسانی، چرخه کربن موجودات زمینی و آبی، هیدروسفر، لیتوسفر و جو در تعادل بود. انتشار دی اکسید کربن در جو در اثر فعالیت های آتشفشانی 175 میلیون تن در سال تخمین زده می شود. بارندگی به شکل کربنات حدود 100 میلیون تن است. ذخیره کربن اقیانوسی 80 برابر بیشتر از جو است. کربن سه برابر بیشتر از اتمسفر در موجودات زنده متمرکز می شود و با افزایش CO2، بهره وری پوشش گیاهی زمینی افزایش می یابد.

اثر گلخانه ای افزایش دما در سطح سیاره در نتیجه انرژی گرمایی است که در جو به دلیل گرم شدن گازها ظاهر می شود. گازهای اصلی که منجر به اثر گلخانه ای روی زمین می شوند بخار آب و دی اکسید کربن هستند.

اثر گلخانه ای به ما اجازه می دهد دمایی را در سطح زمین حفظ کنیم که در آن ظهور و توسعه حیات امکان پذیر باشد. اگر اثر گلخانه ای وجود نداشت، میانگین دمای سطح کره زمین بسیار کمتر از اکنون بود. اما با افزایش غلظت گازهای گلخانه ای، نفوذناپذیری جو در برابر اشعه مادون قرمز افزایش می یابد که منجر به افزایش دمای زمین می شود.

در سال 2007، هیئت بین دولتی تغییرات آب و هوایی (IPCC)، معتبرترین نهاد بین المللی که هزاران دانشمند از 130 کشور را گرد هم می آورد، چهارمین گزارش ارزیابی خود را ارائه کرد که حاوی نتایج کلی در مورد تغییرات آب و هوایی گذشته و حال، تأثیر آنها بر طبیعت و مردم و همچنین اقدامات ممکن برای مقابله با چنین تغییراتی.

بر اساس داده های منتشر شده، بین سال های 1906 تا 2005 میانگین دمای زمین 0.74 درجه افزایش یافته است. در 20 سال آینده، به گفته کارشناسان، افزایش دما به طور متوسط ​​0.2 درجه در هر دهه خواهد بود و در پایان قرن بیست و یکم، دمای زمین ممکن است از 1.8 به 4.6 درجه افزایش یابد (این تفاوت در داده ها نتیجه انطباق مجموعه ای کامل از مدل های آب و هوای آینده، که سناریوهای مختلفی را برای توسعه اقتصاد و جامعه جهانی در نظر گرفته است).

به گفته دانشمندان، با احتمال 90 درصد، تغییرات آب و هوایی مشاهده شده با فعالیت های انسانی - سوزاندن سوخت های فسیلی مبتنی بر کربن (به عنوان مثال نفت، گاز، زغال سنگ و غیره)، فرآیندهای صنعتی، و همچنین پاکسازی جنگل ها مرتبط است. - جاذب های طبیعی دی اکسید کربن از جو.

پیامدهای احتمالی تغییرات آب و هوایی:
1. تغییر در فراوانی و شدت بارش.
به طور کلی، آب و هوای سیاره مرطوب تر خواهد شد. اما میزان بارش به طور مساوی در سراسر زمین پخش نمی شود. در مناطقی که امروز بارندگی کافی دارند، بارش آنها شدیدتر خواهد شد. و در مناطق با رطوبت ناکافی، دوره های خشکی بیشتر خواهد شد.

2. افزایش سطح دریا.
در طول قرن 20، میانگین سطح دریا 0.1-0.2 متر افزایش یافته است، طبق گفته دانشمندان، در طول قرن 21 افزایش سطح دریا تا 1 متر خواهد بود، در این صورت، مناطق ساحلی و جزایر کوچک آسیب پذیرترین خواهند بود. کشورهایی مانند هلند، بریتانیای کبیر و کشورهای جزیره ای کوچک اقیانوسیه و کارائیب اولین کشورهایی هستند که در معرض خطر سیل قرار می گیرند. علاوه بر این، جزر و مد زیاد خواهد شد و فرسایش سواحل افزایش خواهد یافت.

3. تهدیدی برای اکوسیستم ها و تنوع زیستی
پیش‌بینی‌هایی وجود دارد که 30 تا 40 درصد از گونه‌های گیاهی و جانوری ناپدید می‌شوند، زیرا زیستگاه‌های آنها سریع‌تر از آن‌چه که بتوانند با این تغییرات سازگار شوند، تغییر می‌کنند.

هنگامی که دما 1 درجه افزایش می یابد، تغییر در ترکیب گونه ای جنگل پیش بینی می شود. جنگل ها ذخیره طبیعی کربن هستند (۸۰ درصد کل کربن در پوشش گیاهی زمین و حدود ۴۰ درصد کربن در خاک). انتقال از یک نوع جنگل به نوع دیگر با انتشار مقادیر زیادی کربن همراه خواهد بود.

4. ذوب شدن یخچال های طبیعی
یخبندان مدرن زمین را می توان یکی از حساس ترین شاخص های تغییرات جهانی در حال انجام در نظر گرفت. داده های ماهواره ای نشان می دهد که از دهه 1960 حدود 10 درصد کاهش پوشش برف وجود داشته است. از دهه 1950، در نیمکره شمالی، وسعت یخ دریا تقریباً 10-15٪ کاهش یافته و ضخامت آن تا 40٪ کاهش یافته است. بر اساس پیش بینی کارشناسان موسسه تحقیقات قطب شمال و قطب جنوب (سن پترزبورگ)، در 30 سال آینده اقیانوس منجمد شمالی در طول دوره گرم سال به طور کامل از زیر یخ ها باز می شود.

به گفته دانشمندان، ضخامت یخ هیمالیا با سرعت 10-15 متر در سال در حال ذوب شدن است. با سرعت فعلی این فرآیندها، دو سوم یخچال ها تا سال 2060 ناپدید می شوند و تا سال 2100 تمام یخچال ها به طور کامل ذوب می شوند.
افزایش سرعت ذوب یخچال‌های طبیعی تعدادی از تهدیدات فوری را برای توسعه انسان ایجاد می‌کند. برای مناطق پرجمعیت کوهستانی و کوهپایه ای، ریزش بهمن، سیل یا برعکس، کاهش جریان کامل رودخانه ها و در نتیجه کاهش ذخایر آب شیرین، خطر خاصی را ایجاد می کند.

5. کشاورزی.
تاثیر گرم شدن هوا بر بهره وری کشاورزی بحث برانگیز است. در برخی مناطق معتدل، با افزایش جزئی دما، عملکرد ممکن است افزایش یابد، اما با تغییرات زیاد دما کاهش خواهد یافت. در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری، به طور کلی پیش بینی می شود که عملکرد کاهش یابد.

بزرگترین ضربه می تواند به فقیرترین کشورها باشد، کشورهایی که کمترین آمادگی را برای سازگاری با تغییرات آب و هوایی دارند. بر اساس گزارش IPCC، تعداد افرادی که با گرسنگی روبرو هستند تا سال 2080 می تواند 600 میلیون نفر افزایش یابد که دو برابر تعداد افرادی است که در حال حاضر در کشورهای جنوب صحرای آفریقا در فقر زندگی می کنند.

6. مصرف آب و تامین آب.
یکی از پیامدهای تغییرات آب و هوایی ممکن است کمبود آب آشامیدنی باشد. در مناطقی با آب و هوای خشک (آسیای مرکزی، مدیترانه، آفریقای جنوبی، استرالیا و غیره) به دلیل کاهش میزان بارندگی، وضعیت بدتر خواهد شد.
به دلیل ذوب شدن یخچال های طبیعی، جریان بزرگترین آبراه های آسیا - برهماپوترا، گنگ، رود زرد، سند، مکونگ، سالوان و یانگ تسه - به طور قابل توجهی کاهش می یابد. کمبود آب شیرین نه تنها بر سلامت انسان و توسعه کشاورزی تأثیر می گذارد، بلکه خطر اختلافات سیاسی و درگیری ها بر سر دسترسی به منابع آب را افزایش می دهد.

7. سلامت انسان.
به گفته دانشمندان، تغییرات آب و هوایی منجر به افزایش خطرات سلامتی برای مردم، به ویژه اقشار کمتر مرفه مردم خواهد شد. بنابراین، کاهش تولید غذا به ناچار منجر به سوء تغذیه و گرسنگی خواهد شد. دمای غیرعادی بالا می تواند منجر به تشدید بیماری های قلبی عروقی، تنفسی و سایر بیماری ها شود.

افزایش دما ممکن است توزیع جغرافیایی گونه های مختلف ناقل بیماری را تغییر دهد. با افزایش دما، دامنه حیوانات و حشرات دوستدار گرما (به عنوان مثال، کنه های آنسفالیت و پشه های مالاریا) به سمت شمال گسترش می یابد، در حالی که مردم ساکن در این مناطق از بیماری های جدید مصون نخواهند بود.

به گفته کارشناسان محیط زیست، بعید است بشریت بتواند به طور کامل از تغییرات آب و هوایی پیش بینی شده جلوگیری کند. با این حال، کاهش تغییرات آب و هوایی، کاهش سرعت افزایش دما به منظور جلوگیری از پیامدهای خطرناک و غیرقابل برگشت در آینده، از نظر انسانی امکان پذیر است. اول از همه، به دلیل:
1. محدودیت ها و کاهش مصرف سوخت های کربن فسیلی (زغال سنگ، نفت، گاز).
2. افزایش راندمان مصرف انرژی;
3. معرفی اقدامات صرفه جویی در انرژی.
4. افزایش استفاده از منابع انرژی غیر کربنی و تجدید پذیر.
5. توسعه فن آوری های جدید سازگار با محیط زیست و کم کربن.
6. از طریق جلوگیری از آتش سوزی جنگل ها و احیای جنگل ها، زیرا جنگل ها جذب کننده های طبیعی دی اکسید کربن از جو هستند.

اثر گلخانه ای فقط در زمین رخ نمی دهد. اثر گلخانه ای قوی - در سیاره همسایه، زهره. جو زهره تقریباً به طور کامل از دی اکسید کربن تشکیل شده است و در نتیجه سطح سیاره تا 475 درجه گرم می شود. اقلیم شناسان معتقدند که زمین به دلیل وجود اقیانوس ها از چنین سرنوشتی اجتناب کرده است. اقیانوس ها کربن اتمسفر را جذب می کنند و در سنگ هایی مانند سنگ آهک تجمع می یابد - در نتیجه دی اکسید کربن را از جو حذف می کند. هیچ اقیانوسی در زهره وجود ندارد و تمام دی اکسید کربنی که آتشفشان ها در جو منتشر می کنند در آنجا باقی می مانند. در نتیجه، سیاره یک اثر گلخانه ای غیرقابل کنترل را تجربه می کند.

این مطالب بر اساس اطلاعات RIA Novosti و منابع باز تهیه شده است

اثر گلخانه ای- توانایی (گازهای موجود در جو) برای انتقال تشعشعات خورشیدی به میزان بیشتری به سطح زمین در مقایسه با تابش گرمایی ساطع شده از زمین گرم شده توسط خورشید. در نتیجه دمای سطح زمین و لایه زمینی هوا بالاتر از آن چیزی است که در غیاب اثر گلخانه ای وجود دارد. میانگین دمای سطح زمین به اضافه 15 درجه سانتیگراد است و بدون اثر گلخانه ای منفی 18 درجه است! اثر گلخانه ای یکی از مکانیسم های حمایت از حیات در زمین است.

فعالیت های انسانی در 200 سال گذشته و به ویژه از سال 1950، منجر به افزایش مداوم غلظت گازهای گلخانه ای در جو شده است. واکنش اجتناب‌ناپذیر جوی که در پی می‌آید، افزایش انسانی اثر طبیعی گلخانه است. افزایش کل انسان زایی اثر گلخانه ای +2.45 وات بر متر مربع (کمیته بین المللی تغییرات آب و هوایی IPCC).

اثر گلخانه ای هر یک از این گازها به سه عامل اصلی بستگی دارد:

الف) اثر گلخانه‌ای مورد انتظار طی دهه‌ها یا قرن‌های آینده (مثلاً 20، 100 یا 500 سال) ناشی از یک واحد حجم گازی که قبلاً وارد اتمسفر می‌شود، در مقایسه با اثر دی اکسید کربن که به عنوان یک واحد در نظر گرفته شده است.

ب) مدت معمول اقامت آن در جو، و

ج) حجم انتشار گاز.

ترکیب دو عامل اول "پتانسیل نسبی گلخانه ای" نامیده می شود و در واحدهای پتانسیل CO2 بیان می شود.

گازهای گلخانه ای:

نقش بخار آبموجود در اتمسفر در اثر گلخانه ای جهانی بزرگ است، اما به طور واضح تعیین آن دشوار است. با گرم شدن آب و هوا، میزان بخار آب در جو افزایش می یابد و در نتیجه اثر گلخانه ای افزایش می یابد.

D مونوکسید کربن یا دی اکسید کربن (CO2) (64٪ در اثر گلخانه ای)،بر اساس متفاوت است

در مقایسه با سایر گازهای گلخانه ای، پتانسیل اثر گلخانه ای نسبتاً کمی دارد، اما مدت زمان نسبتاً قابل توجهی در جو - 50 تا 200 سال و غلظت نسبتاً بالایی دارد. غلظت دی اکسید کربن در جو طی دوره 1000 تا 1800. 270-290 قسمت در میلیون در حجم (ppmv) بود و تا سال 1994 به ppmv 358 رسید و همچنان رو به افزایش است. ممکن است تا پایان قرن بیست و یکم به 500 ppmv برسد. تثبیت غلظت ها را می توان از طریق کاهش قابل توجه انتشار حاصل کرد. منبع اصلی ورود دی اکسید کربن به جو، احتراق سوخت های فسیلی (زغال سنگ، نفت، گاز) برای تولید انرژی است.

منابع CO2

(1) انتشار به جو در اثر احتراق سوخت های فسیلی و تولید سیمان 5.5±0.5

(2) انتشار در جو به دلیل تغییر مناظر در مناطق گرمسیری و استوایی، تخریب خاک 1.6±1.0

جذب توسط مخازن مختلف

(3) تجمع در جو 3.3±0.2

(4) تجمع توسط اقیانوس جهانی 2.0±0.8

(5) تجمع در زیست توده نیمکره شمالی 0.5±0.5

(6) مدت تراز باقیماندهتوضیح داده شده توسط جذب CO2 توسط اکوسیستم های زمینی (لقاح و غیره) = (1+2)-(3+4+5)=1.3±1.5

افزایش غلظت دی اکسید کربن در جو باید فرآیند فتوسنتز را تحریک کند. این به اصطلاح لقاح است که به دلیل آن، طبق برخی برآوردها، تولید مواد آلی می تواند 20-40٪ در دو برابر غلظت فعلی دی اکسید کربن افزایش یابد.

متان (CH4) - 19 درصد از ارزش کل گازهای گلخانه ای آن (تا سال 1995). متان در شرایط بی‌هوازی مانند باتلاق‌های طبیعی از انواع مختلف، فصلی و منجمد غلیظ، مزارع برنج، محل‌های دفن زباله و همچنین در نتیجه فعالیت حیاتی نشخوارکنندگان و موریانه‌ها تشکیل می‌شود. برآوردها نشان می دهد که حدود 20 درصد از کل انتشار متان با فناوری استفاده از سوخت های فسیلی (احتراق سوخت، انتشارات از معادن زغال سنگ، استخراج و توزیع منابع طبیعی) مرتبط است.

گاز، پالایش نفت). در مجموع، فعالیت های انسانی 60 تا 80 درصد از مجموع انتشار متان در جو را فراهم می کند. متان در جو ناپایدار است. به دلیل برهمکنش با یون هیدروکسیل (OH) در تروپوسفر از آن جدا می شود. با وجود این فرآیند، غلظت متان در جو در مقایسه با دوران پیش از صنعتی شدن تقریباً دو برابر شده است و با نرخ حدود 0.8٪ در سال به افزایش خود ادامه می دهد.

افزایش دما و افزایش رطوبت (یعنی مدت زمان بودن قلمرو در شرایط بی هوازی) انتشار متان را بیشتر افزایش می دهد. این شخصیت است -

یک مثال عالی از بازخورد مثبت در مقابل، کاهش سطح آب های زیرزمینی به دلیل کاهش رطوبت باید منجر به کاهش انتشار متان شود (بازخورد منفی).

نقش فعلی اکسید نیتریک (N2O)در کل اثر گلخانه ای تنها حدود 6٪ است. غلظت اکسید نیتروژن در جو نیز در حال افزایش است. فرض بر این است که منابع انسانی آن تقریباً نصف منابع طبیعی است. منابع اکسید نیتریک انسانی شامل کشاورزی (به ویژه علفزارهای استوایی)، سوزاندن زیست توده و صنایع تولید نیتروژن است. پتانسیل نسبی گلخانه ای آن (290 برابر

بالاتر از پتانسیل دی اکسید کربن) و مدت زمان معمول وجود در جو (120 سال) قابل توجه است و غلظت کم آن را جبران می کند.

کلروفلوئوروکربن ها (CFC)- اینها موادی هستند که توسط انسان سنتز می شوند و حاوی کلر، فلوئور و برم هستند. آنها پتانسیل گلخانه ای نسبی بسیار قوی و طول عمر جوی قابل توجهی دارند. نقش نهایی آنها در اثر گلخانه ای 7 درصد است. تولید کلروفلوئوروکربن‌ها در جهان در حال حاضر توسط توافق‌نامه‌های بین‌المللی در مورد حفاظت از لایه اوزون کنترل می‌شود که شامل پیش‌بینی کاهش تدریجی تولید این مواد، جایگزینی آنها با مواد تخریب‌کننده کمتر لایه اوزون و به دنبال آن توقف کامل آن است. . در نتیجه، غلظت CFC در جو شروع به کاهش کرد.

ازن (O3)یک گاز گلخانه ای مهم است که هم در استراتوسفر و هم در تروپوسفر یافت می شود. هم بر تشعشعات موج کوتاه و هم بر تابش موج بلند تأثیر می گذارد و بنابراین جهت و میزان سهم حاصل از آن در تعادل تشعشع به شدت به توزیع عمودی محتوای ازن به ویژه در سطح تروپوپوز بستگی دارد. برآوردها نشان دهنده نتیجه مثبت +0.4 وات بر متر مربع است.