Przesłanie dotyczące problemu efektu cieplarnianego. Ciekawe fakty na temat efektu cieplarnianego

Efekt cieplarniany to wzrost temperatury powierzchni ziemi na skutek ogrzewania dolnych warstw atmosfery w wyniku gromadzenia się gazów cieplarnianych. W rezultacie temperatura powietrza jest wyższa niż powinna, co prowadzi do nieodwracalnych konsekwencji, takich jak zmiany klimatyczne i globalne ocieplenie. Kilka wieków temu to problemem ekologicznym istniał, ale nie był tak oczywisty. Wraz z rozwojem technologii z roku na rok zwiększa się liczba źródeł zapewniających efekt cieplarniany w atmosferze.

Przyczyny efektu cieplarnianego

wykorzystanie w przemyśle kopalin palnych – węgla, ropy naftowej, gazu ziemnego, których spalanie uwalnia do atmosfery ogromne ilości dwutlenku węgla i innych szkodliwych związków;

transport – samochody osobowe i ciężarowe emitują spaliny, które dodatkowo zanieczyszczają powietrze i zwiększają efekt cieplarniany;

wylesianie, które pochłania dwutlenek węgla i uwalnia tlen, a wraz ze zniszczeniem każdego drzewa na planecie wzrasta ilość CO2 w powietrzu;

pożary lasów są kolejnym źródłem zniszczenia roślin na planecie;

wzrost liczby ludności wpływa na wzrost popytu na żywność, odzież, mieszkania, a aby to zapewnić, rośnie produkcja przemysłowa, która w coraz większym stopniu zanieczyszcza powietrze gazami cieplarnianymi;

agrochemikalia i nawozy zawierają różne ilości związków, których odparowanie uwalnia azot, jeden z gazów cieplarnianych;

Rozkład i spalanie odpadów na składowiskach przyczynia się do wzrostu emisji gazów cieplarnianych.

Wpływ efektu cieplarnianego na klimat

Biorąc pod uwagę skutki efektu cieplarnianego, możemy stwierdzić, że głównym z nich są zmiany klimatyczne. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza z roku na rok, wody mórz i oceanów parują intensywniej. Niektórzy naukowcy przewidują, że za 200 lat zauważalne będzie zjawisko „wysychania” oceanów, czyli znacznego spadku poziomu wody. To jest jedna strona problemu. Drugim jest to, że rosnące temperatury prowadzą do topnienia lodowców, co przyczynia się do podnoszenia poziomu wody w Oceanie Światowym i prowadzi do zalewania wybrzeży kontynentów i wysp. Wzrost liczby powodzi i podtopień obszarów przybrzeżnych wskazuje, że poziom wód oceanicznych z każdym rokiem wzrasta.

Wzrost temperatury powietrza powoduje, że obszary słabo nawilżone opadami atmosferycznymi stają się suche i nieprzydatne do życia. Zniszczone są tu plony, co prowadzi do kryzysu żywnościowego dla ludności tego obszaru. Zwierzęta nie mają też pożywienia, bo rośliny wymierają z powodu braku wody.

Przede wszystkim musimy powstrzymać wylesianie i posadzić nowe drzewa i krzewy, ponieważ pochłaniają dwutlenek węgla i wytwarzają tlen. Dzięki korzystaniu z pojazdów elektrycznych zmniejszona zostanie ilość gazów spalinowych. Ponadto możesz przesiąść się z samochodu na rower, co jest wygodniejsze, tańsze i lepsze dla środowiska. Rozwijane są także paliwa alternatywne, które niestety powoli są wprowadzane do naszego codziennego życia.

19. Warstwa ozonowa: znaczenie, skład, możliwe przyczyny jej niszczenia, podejmowane działania ochronne.

Warstwa ozonowa Ziemi- to obszar ziemskiej atmosfery, w którym powstaje ozon - gaz chroniący naszą planetę przed szkodliwym działaniem promieniowania ultrafioletowego.

Zniszczenie i zubożenie warstwy ozonowej Ziemi.

Warstwa ozonowa, pomimo swojego ogromnego znaczenia dla wszystkich organizmów żywych, stanowi bardzo delikatną barierę dla promieni ultrafioletowych. Jej integralność zależy od szeregu warunków, niemniej jednak przyroda osiągnęła w tej kwestii równowagę i przez wiele milionów lat ziemska warstwa ozonowa skutecznie radziła sobie z powierzoną jej misją. Procesy powstawania i niszczenia warstwy ozonowej były ściśle zrównoważone, aż do pojawienia się człowieka na planecie i osiągnięcia obecnego poziomu technicznego w swoim rozwoju.

W latach 70 XX wieku udowodniono, że wiele substancji aktywnie wykorzystywanych przez człowieka w działalności gospodarczej może znacząco obniżyć poziom ozonu w środowisku naturalnym atmosfera ziemska.

Do substancji niszczących warstwę ozonową Ziemi zalicza się m.in fluorochlorowęglowodory – freony (gazy stosowane w aerozolach i lodówkach, składające się z atomów chloru, fluoru i węgla), produkty spalania podczas lotów lotniczych na dużych wysokościach oraz startów rakiet, tj. substancje, których cząsteczki zawierają chlor lub brom.

Substancje te, uwalniane do atmosfery na powierzchni Ziemi, osiągają szczyt w ciągu 10-20 lat. granice warstwy ozonowej. Tam pod wpływem promieniowania ultrafioletowego rozkładają się, tworząc chlor i brom, które z kolei oddziałują z ozonem stratosferycznym, znacznie zmniejszając jego ilość.

Przyczyny niszczenia i zubożenia warstwy ozonowej Ziemi.

Rozważmy jeszcze raz bardziej szczegółowo przyczyny zniszczenia warstwy ozonowej Ziemi. Jednocześnie nie będziemy rozważać naturalnego rozpadu cząsteczek ozonu. Skupimy się na działalności gospodarczej człowieka.

Wstęp

1. Efekt cieplarniany: informacje historyczne i przyczyny

1.1. Informacje historyczne

1.2. Powoduje

2. Efekt cieplarniany: mechanizm powstawania, wzmacnianie

2.1. Mechanizm efektu cieplarnianego i jego rola w biosferze

procesy

2.2. Zwiększony efekt cieplarniany w epoce przemysłowej

3. Konsekwencje nasilonego efektu cieplarnianego

Wniosek

Wykaz używanej literatury

Wstęp

Głównym źródłem energii podtrzymującej życie na Ziemi jest promieniowanie słoneczne – promieniowanie elektromagnetyczne pochodzące ze Słońca, które przenika przez atmosferę ziemską. Energia słoneczna wspomaga także wszystkie procesy atmosferyczne warunkujące zmianę pór roku: wiosna-lato-jesień-zima, a także zmiany warunków pogodowych.

Około połowa energii słonecznej pochodzi z widzialnej części widma, którą postrzegamy jako światło słoneczne. Promieniowanie to przechodzi dość swobodnie przez atmosferę ziemską i jest pochłaniane przez powierzchnię lądów i oceanów, ogrzewając je. Ale przecież promieniowanie słoneczne dociera do Ziemi codziennie przez wiele tysiącleci, dlaczego w tym przypadku Ziemia nie przegrzewa się i nie zamienia w małe Słońce?

Faktem jest, że z kolei ziemia, powierzchnia wody i atmosfera również emitują energię, tyle że w nieco innej formie - jako niewidzialna podczerwień, czyli promieniowanie cieplne.

Średnio przez dość długi czas dokładnie tyle samo energii trafia w przestrzeń kosmiczną w postaci promieniowania podczerwonego, co wchodzi w postaci światła słonecznego. W ten sposób ustala się równowaga termiczna naszej planety. Pytaniem pozostaje, w jakiej temperaturze zostanie ustalona ta równowaga. Gdyby nie było atmosfery, średnia temperatura Ziemi wynosiłaby -23 stopnie. Ochronne działanie atmosfery, która pochłania część promieniowania podczerwonego powierzchni ziemi, prowadzi do tego, że w rzeczywistości temperatura ta wynosi +15 stopni. Wzrost temperatury jest konsekwencją efektu cieplarnianego w atmosferze, który nasila się wraz ze wzrostem ilości dwutlenku węgla i pary wodnej w atmosferze. Gazy te najlepiej absorbują promieniowanie podczerwone.

W ostatnich dziesięcioleciach stężenie dwutlenku węgla w atmosferze coraz bardziej wzrasta. Dzieje się tak, ponieważ; że z roku na rok wzrasta ilość spalania paliw kopalnych i drewna. W rezultacie średnia temperatura powietrza na powierzchni Ziemi wzrasta o około 0,5 stopnia na stulecie. Jeżeli obecne tempo spalania paliw, a co za tym idzie wzrost stężeń gazów cieplarnianych, utrzyma się w przyszłości, to według niektórych prognoz w następnym stuleciu należy spodziewać się jeszcze większego ocieplenia klimatu.

1. Efekt cieplarniany: informacje historyczne i przyczyny

1.1. Informacje historyczne

Ideę mechanizmu efektu cieplarnianego po raz pierwszy nakreślił w 1827 roku Joseph Fourier w artykule „Notatka o temperaturach globu i innych planet”, w którym rozważał różne mechanizmy kształtowania się klimatu ziemskiego, uwzględnił przy tym zarówno czynniki wpływające na ogólny bilans cieplny Ziemi (ogrzewanie promieniowaniem słonecznym, chłodzenie promieniowaniem, ciepło wewnętrzne Ziemi), jak i czynniki wpływające na wymianę ciepła i temperatury stref klimatycznych (przewodność cieplną, przewodność cieplną atmosferyczną i oceaniczną krążenie).

Rozważając wpływ atmosfery na bilans radiacyjny, Fourier przeanalizował doświadczenie pana de Saussure'a z naczyniem pokrytym szkłem, zaczernionym od wewnątrz. De Saussure zmierzył różnicę temperatur pomiędzy wnętrzem i zewnętrzem takiego naczynia wystawionego na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Fourier tłumaczył wzrost temperatury wewnątrz takiej „mini szklarni” w stosunku do temperatury zewnętrznej działaniem dwóch czynników: blokowania konwekcyjnego przekazywania ciepła (szkło zapobiega wypływowi ogrzanego powietrza z wewnątrz i napływowi chłodnego powietrza z zewnątrz) oraz różną przezroczystość szkła w zakresie widzialnym i podczerwonym.

Był to ostatni czynnik, który w późniejszej literaturze otrzymał nazwę efektu cieplarnianego - pochłaniając światło widzialne, powierzchnia nagrzewa się i emituje promienie termiczne (podczerwień); Ponieważ szkło jest przezroczyste dla światła widzialnego i prawie nieprzezroczyste dla promieniowania cieplnego, akumulacja ciepła prowadzi do takiego wzrostu temperatury, przy którym liczba promieni cieplnych przechodzących przez szkło jest wystarczająca do ustalenia równowagi termicznej.

Fourier postulował, że właściwości optyczne atmosfery ziemskiej są podobne do właściwości optycznych szkła, czyli jego przezroczystość w zakresie podczerwieni jest mniejsza niż przezroczystość w zakresie optycznym.

1.2. Powoduje

Istota efektu cieplarnianego jest następująca: Ziemia otrzymuje energię od Słońca, głównie w widzialnej części widma, a sama emituje w przestrzeń kosmiczną głównie promienie podczerwone.

Jednak wiele gazów zawartych w jego atmosferze - para wodna, CO2, metan, podtlenek azotu itp. - jest przezroczystych dla promieni widzialnych, ale aktywnie pochłania promienie podczerwone, zatrzymując w ten sposób część ciepła w atmosferze.

W ostatnich dziesięcioleciach zawartość gazów cieplarnianych w atmosferze znacznie wzrosła. Pojawiły się także nowe, wcześniej nieistniejące substancje o „szklarniowym” widmie absorpcji – przede wszystkim fluorowęglowodory.

Gazy wywołujące efekt cieplarniany to nie tylko dwutlenek węgla (CO2). Należą do nich również metan (CH4), podtlenek azotu (N2O), fluorowęglowodory (HFC), perfluorowęglowodory (PFC), sześciofluorek siarki (SF6). Za główną przyczynę zanieczyszczeń uważa się jednak spalanie paliw węglowodorowych, któremu towarzyszy emisja CO2.

Powód szybkiego wzrostu ilości gazów cieplarnianych jest oczywisty – ludzkość spala obecnie dziennie tyle paliw kopalnych, ile powstało przez tysiące lat podczas powstawania złóż ropy, węgla i gazu. W wyniku tego „pchnięcia” system klimatyczny wyszedł z „równowagi” i obserwujemy większą liczbę wtórnych negatywnych zjawisk: zwłaszcza upalnych dni, susz, powodzi, nagłych zmian pogody i to właśnie powoduje największe szkody .

Zdaniem naukowców, jeśli nic nie zostanie zrobione, globalna emisja CO2 wzrośnie czterokrotnie w ciągu następnych 125 lat. Nie możemy jednak zapominać, że znaczna część przyszłych źródeł zanieczyszczeń nie została jeszcze zbudowana. W ciągu ostatnich stu lat temperatury na półkuli północnej wzrosły o 0,6 stopnia. Przewidywany wzrost temperatury w ciągu następnego stulecia wyniesie od 1,5 do 5,8 stopnia. Najbardziej prawdopodobna opcja to 2,5-3 stopnie.

Jednak zmiany klimatyczne to nie tylko wzrost temperatur. Zmiany wpływają także na inne zjawiska klimatyczne. Skutkiem globalnego ocieplenia można wytłumaczyć nie tylko ekstremalne upały, ale także poważne, nagłe przymrozki, powodzie, lawiny błotne, tornada i huragany. System klimatyczny jest zbyt złożony, aby można było oczekiwać jednolitych i jednolitych zmian we wszystkich częściach planety. A naukowcy widzą dziś główne niebezpieczeństwo właśnie we wzroście odchyleń od wartości średnich - znacznych i częstych wahaniach temperatury.

2. Efekt cieplarniany: mechanizm, wzmocnienie

2.1 Mechanizm efektu cieplarnianego i jego rola w procesach biosfery

Głównym źródłem życia i wszystkich naturalnych procesów na Ziemi jest energia promienista Słońca. Energia promieniowania słonecznego o wszystkich długościach fal docierającego do naszej planety w jednostce czasu na jednostkę powierzchni prostopadłej do promieni słonecznych nazywana jest stałą słoneczną i wynosi 1,4 kJ/cm2. To tylko jedna dwumiliardowa energia emitowana przez powierzchnię Słońca. Z całkowitej ilości energii słonecznej docierającej do Ziemi atmosfera pochłania -20%. Około 34% energii przenikającej w głąb atmosfery i docierającej do powierzchni Ziemi jest odbijane przez chmury atmosferyczne, zawarte w nich aerozole i samą powierzchnię Ziemi. Zatem -46% energii słonecznej dociera do powierzchni ziemi i jest przez nią pochłaniana. Z kolei powierzchnia lądu i wody emituje długofalowe promieniowanie podczerwone (termiczne), które częściowo trafia w przestrzeń kosmiczną, a częściowo pozostaje w atmosferze, zatrzymywane przez zawarte w jej składzie gazy i ogrzewające przyziemne warstwy powietrza. Ta izolacja Ziemi od przestrzeni kosmicznej stworzyła sprzyjające warunki do rozwoju organizmów żywych.

Charakter efektu cieplarnianego atmosfer wynika z ich różnej przezroczystości w zakresie widzialnym i dalekiej podczerwieni. Zakres długości fal 400-1500 nm (światło widzialne i bliska podczerwień) odpowiada za 75% energii promieniowania słonecznego, większość gazów nie absorbuje w tym zakresie; Rozpraszanie Rayleigha w gazach i rozpraszanie na aerozolach atmosferycznych nie zapobiega przedostawaniu się promieniowania o tych długościach fal w głąb atmosfer i docieraniu do powierzchni planet. Światło słoneczne jest pochłaniane przez powierzchnię planety i jej atmosferę (zwłaszcza promieniowanie w bliskich obszarach UV i IR) i podgrzewa je. Ogrzana powierzchnia planety i atmosfera emitują w zakresie dalekiej podczerwieni: na przykład w przypadku Ziemi () 75% promieniowania cieplnego mieści się w zakresie 7,8–28 mikronów, dla Wenus – 3,3–12 mikronów.

Atmosfera zawierająca gazy absorbujące w tym zakresie widma (tzw. gazy cieplarniane – H2O, CO2, CH4 itp.) jest w znacznym stopniu nieprzezroczysta dla takiego promieniowania kierowanego z jej powierzchni w przestrzeń kosmiczną, czyli ma dużą Grubość optyczna Dzięki takiej nieprzezroczystości atmosfera staje się dobrym izolatorem ciepła, co z kolei prowadzi do tego, że ponowne wypromieniowanie pochłoniętej energii słonecznej do przestrzeni kosmicznej następuje w górnych, zimnych warstwach atmosfery efektywna temperatura Ziemi jako grzejnika jest niższa od temperatury jej powierzchni.

W ten sposób opóźnione promieniowanie cieplne pochodzące z powierzchni ziemi (jak film nad szklarnią) otrzymało przenośną nazwę efektu cieplarnianego. Gazy, które zatrzymują promieniowanie cieplne i zapobiegają ucieczce ciepła w przestrzeń kosmiczną, nazywane są gazami cieplarnianymi. Dzięki efektowi cieplarnianemu średnia roczna temperatura na powierzchni Ziemi w ciągu ostatniego tysiąclecia kształtowała się na poziomie około 15°C. Bez efektu cieplarnianego temperatura ta spadłaby do -18°C i istnienie życia na Ziemi stałoby się niemożliwe. Głównym gazem cieplarnianym w atmosferze jest para wodna, która wychwytuje 60% promieniowania cieplnego Ziemi. Zawartość pary wodnej w atmosferze jest zdeterminowana planetarnym obiegiem wody i (przy silnych wahaniach szerokości i wysokości) jest prawie stała. Około 40% promieniowania cieplnego Ziemi jest wychwytywane przez inne gazy cieplarniane, w tym ponad 20% przez dwutlenek węgla. Głównymi naturalnymi źródłami CO2 w atmosferze są erupcje wulkanów i naturalne pożary lasów. U zarania ewolucji geobiochemicznej Ziemi dwutlenek węgla przedostał się do Oceanu Światowego przez podwodne wulkany, nasycił go i został uwolniony do atmosfery. Nadal nie ma dokładnych szacunków ilości CO2 w atmosferze na wczesnych etapach jego rozwoju. Na podstawie wyników analizy skał bazaltowych podwodnych grzbietów Pacyfiku i Atlantyku amerykański geochemik D. Marais doszedł do wniosku, że zawartość CO2 w atmosferze w ciągu pierwszego miliarda lat jej istnienia była tysiąckrotnie wyższa niż obecnie - około 39%. Wówczas temperatura powietrza w warstwie powierzchniowej osiągnęła prawie 100°C, a temperatura wody w Oceanie Światowym zbliżała się do punktu wrzenia (efekt „supercieplarni”). Wraz z pojawieniem się organizmów fotosyntetycznych i procesów chemicznych wiążących dwutlenek węgla zaczął działać potężny mechanizm usuwania CO2 z atmosfery i oceanu do skał osadowych. Efekt cieplarniany zaczął stopniowo zanikać, aż w biosferze równowaga osiągnęła tę, która istniała przed erą industrializacji i która odpowiada minimalnej zawartości dwutlenku węgla w atmosferze - 0,03%. W przypadku braku emisji antropogenicznych obieg węgla w faunie i florze lądowej i wodnej, hydrosferze, litosferze i atmosferze był w równowadze. Emisję dwutlenku węgla do atmosfery w wyniku aktywności wulkanicznej szacuje się na 175 milionów ton rocznie. Opady w postaci węglanów wiążą około 100 milionów ton Oceaniczne zasoby węgla są duże – są 80 razy większe niż atmosferyczne. W faunie i florze koncentruje się trzy razy więcej węgla niż w atmosferze, a wraz ze wzrostem CO2 wzrasta produktywność roślinności lądowej.

Efekt cieplarniany - proces wzrostu temperatury na powierzchni ziemi na skutek rosnącego stężenia gazów cieplarnianych (rysunek 3).

Gazy cieplarniane– są to związki gazowe, które intensywnie pochłaniają promienie podczerwone (promienie cieplne) i przyczyniają się do ogrzewania powierzchniowej warstwy atmosfery; zaliczają się do nich: przede wszystkim CO 2 (dwutlenek węgla), a także metan, chlorofluorowęglowodory (CFC), tlenki azotu, ozon, para wodna.

Zanieczyszczenia te zapobiegają długofalowemu promieniowaniu cieplnemu z powierzchni ziemi. Część tego pochłoniętego promieniowania cieplnego powraca z powrotem na powierzchnię ziemi. W konsekwencji wraz ze wzrostem stężenia gazów cieplarnianych w przyziemnej warstwie atmosfery wzrasta również intensywność absorpcji promieniowania podczerwonego pochodzącego z powierzchni ziemi, a co za tym idzie, wzrasta temperatura powietrza (ocieplenie klimatu).

Ważną funkcją gazów cieplarnianych jest utrzymywanie w miarę stałej i umiarkowanej temperatury na powierzchni naszej planety. Za utrzymanie korzystnych warunków temperaturowych na powierzchni Ziemi odpowiadają głównie dwutlenek węgla i woda.

Rysunek 3. Efekt cieplarniany

Ziemia znajduje się w równowadze termicznej z otoczeniem. Oznacza to, że planeta emituje energię w przestrzeń kosmiczną z szybkością równą szybkości, z jaką pochłania energię słoneczną. Ponieważ Ziemia jest stosunkowo zimnym ciałem o temperaturze 254 K, promieniowanie takich zimnych ciał przypada na długofalową (niskoenergetyczną) część widma, tj. Maksymalne natężenie promieniowania Ziemi występuje w pobliżu długości fali 12 000 nm.

Większość tego promieniowania jest zatrzymywana przez CO 2 i H 2 O, które pochłaniają je w zakresie podczerwieni, zapobiegając w ten sposób rozpraszaniu ciepła i utrzymując jednolitą temperaturę odpowiednią do życia na powierzchni Ziemi. Para wodna odgrywa ważną rolę w utrzymaniu temperatury atmosfery w nocy, kiedy powierzchnia Ziemi emituje energię w przestrzeń kosmiczną i nie otrzymuje energii słonecznej. Na pustyniach o bardzo suchym klimacie, gdzie stężenie pary wodnej jest bardzo niskie, w ciągu dnia jest nieznośnie gorąco, ale w nocy bardzo zimno.

Główne przyczyny wzmocnienia efektu cieplarnianego– znaczna emisja gazów cieplarnianych do atmosfery i wzrost ich stężeń; co dzieje się w wyniku intensywnego spalania paliw kopalnych (węgla, gazu ziemnego, produktów naftowych), wycinki roślinności: wylesianie; wysychanie lasów na skutek zanieczyszczeń, wypalanie roślinności podczas pożarów itp. W rezultacie zostaje zakłócona naturalna równowaga pomiędzy zużyciem CO 2 przez rośliny a jego pobraniem w procesie oddychania (fizjologicznym, rozkładem, spalaniem).

Jak piszą naukowcy, z prawdopodobieństwem ponad 90%, to właśnie działalność człowieka polegająca na spalaniu paliw naturalnych i wynikający z tego efekt cieplarniany w dużej mierze wyjaśnia globalne ocieplenie, które miało miejsce w ciągu ostatnich 50 lat. Procesy wywołane działalnością człowieka są jak pociąg, który stracił kontrolę. Zatrzymanie ich jest prawie niemożliwe; ocieplenie będzie trwało co najmniej kilka stuleci, a nawet całe tysiąclecie. Jak ustalili ekolodzy, do tej pory lwią część ciepła pochłaniały oceany świata, jednak pojemność tej gigantycznej baterii się wyczerpuje – woda nagrzała się do głębokości trzech kilometrów. Rezultatem są globalne zmiany klimatyczne.

Stężenie głównego gazu cieplarnianego(CO 2) w atmosferze na początku XX wieku wynosił » 0,029%, obecnie osiągnął 0,038%, tj. wzrosła o prawie 30%. Jeśli pozwoli się na utrzymanie obecnego wpływu na biosferę, do 2050 r. stężenie CO 2 w atmosferze podwoi się. W związku z tym przewiduje się, że temperatura na Ziemi wzrośnie o 1,5°C – 4,5°C (w rejonach polarnych do 10°C, w rejonach równikowych – 1°C –2°C).

To z kolei może prowadzić do krytycznego wzrostu temperatury atmosfery w strefach suchych, co doprowadzi do śmierci organizmów żywych i zmniejszenia ich aktywności życiowej; pustynnienie nowych terytoriów; topnienie lodowców polarnych i górskich, co oznacza podniesienie się poziomu oceanów świata o 1,5 m, zalewanie stref przybrzeżnych, wzmożoną aktywność burzową i migracje ludności.

Konsekwencje globalnego ocieplenia:

1. Przewiduje się, że w wyniku globalnego ocieplenia zmiana cyrkulacji atmosferycznej , zmiany w rozmieszczeniu opadów, zmiany w strukturze biocenoz; w wielu obszarach spadek plonów rolnych.

2. Globalna zmiana klimatu . Australia będzie cierpieć bardziej. Klimatolodzy przewidują dla Sydney katastrofę klimatyczną: do 2070 roku średnia temperatura w tej australijskiej metropolii wzrośnie o około pięć stopni, pożary lasów spustoszą jej otoczenie, a gigantyczne fale zniszczą morskie plaże. Europa zostanie zniszczone przez zmiany klimatyczne. W raporcie unijni naukowcy przewidują, że ekosystem zostanie zdestabilizowany przez nieustannie rosnące temperatury. Na północy kontynentu plony będą rosły wraz z wydłużaniem się sezonu wegetacyjnego i okresu bezmrozowego. Już ciepły i suchy klimat tej części planety stanie się jeszcze cieplejszy, co doprowadzi do susz i wysychania wielu zbiorników słodkiej wody (Europa Południowa). Zmiany te będą stanowić prawdziwe wyzwanie dla rolników i leśników. W Europie Północnej ciepłym zimom będzie towarzyszyć wzmożona ilość opadów. Ocieplenie na północy regionu doprowadzi także do pozytywnych zjawisk: ekspansji lasów i wzrostu plonów. Będą one jednak szły w parze z powodziami, zniszczeniem obszarów przybrzeżnych, wyginięciem niektórych gatunków zwierząt i roślin oraz topnieniem lodowców i obszarów wiecznej zmarzliny. W Regiony Dalekiego Wschodu i Syberii liczba dni chłodnych zmniejszy się o 10-15, a w części europejskiej - o 15-30.

3. Globalne zmiany klimatyczne kosztują ludzkość już 315 tys zyje rocznie i liczba ta z roku na rok stale rośnie. Powoduje choroby, susze i inne anomalie pogodowe, które już zabijają ludzi. Eksperci organizacji podają także inne dane – według ich szacunków obecnie zmianami klimatycznymi dotkniętych jest ponad 325 milionów ludzi, głównie z krajów rozwijających się. Eksperci szacują wpływ globalnego ocieplenia na światową gospodarkę na szkody rzędu 125 miliardów dolarów rocznie, a do 2030 roku kwota ta może wzrosnąć do 340 miliardów dolarów.

4. Egzamin 30 lodowce w różnych regionach globu, przeprowadzone przez World Glacier Watch, wykazało, że w 2005 roku grubość pokrywy lodowej zmniejszyła się o 60-70 centymetrów. Liczba ta stanowi 1,6-krotność średniej rocznej z lat 90. i 3-krotność średniej z lat 80. Niektórzy eksperci uważają, że biorąc pod uwagę, że grubość lodowców wynosi zaledwie kilkadziesiąt metrów, jeśli ich topnienie będzie kontynuowane w tym tempie, za kilka dekad lodowce znikną całkowicie. Najbardziej dramatyczne procesy topnienia lodowców zaobserwowano w Europie. Tym samym norweski lodowiec Breidalblikkbrea stracił w 2006 roku ponad trzy metry, czyli 10 razy więcej niż w 2005 roku. Groźne topnienie lodowców odnotowano w Austrii, Szwajcarii, Szwecji, Francji, Włoszech i Hiszpanii. Obecna tendencja do topnienia lodowców sugeruje, że rzeki takie jak Ganges, Indus, Brahmaputra (najwyższa rzeka na świecie) i inne rzeki przecinające północną równinę Indii mogą w najbliższej przyszłości stać się rzekami sezonowymi ze względu na zmiany klimatyczne.

5. Szybki rozmrażanie wiecznej zmarzliny Ze względu na ocieplenie klimatu stanowi dziś poważne zagrożenie dla północnych regionów Rosji, z których połowa znajduje się w tzw. „strefie wiecznej zmarzliny”. Eksperci z Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych Federacji Rosyjskiej prognozują: według ich obliczeń powierzchnia wiecznej zmarzliny w Rosji w ciągu najbliższych 30 lat zmniejszy się o ponad 20%, a głębokość rozmrożenia gleby - o 50% . Największe zmiany klimatyczne mogą wystąpić w obwodzie archangielskim, Republice Komi, Chanty-Mansyjskim Okręgu Autonomicznym i Jakucji. Eksperci przewidują, że rozmrożenie wiecznej zmarzliny doprowadzi do znaczących zmian w krajobrazie, wylewów rzek i powstania jezior termokrasowych. Ponadto w wyniku rozmrażania wiecznej zmarzliny wzrośnie tempo erozji rosyjskich wybrzeży Arktyki. Paradoksalnie, w wyniku zmian w krajobrazie nadmorskim, terytorium Rosji może zostać zmniejszone o kilkadziesiąt kilometrów kwadratowych. Z powodu ocieplenia klimatu inne kraje północne również cierpią z powodu erozji wybrzeży. Na przykład proces erozji falowej doprowadzi [http://ecoportal.su/news.php?id=56170] do całkowitego zniknięcia najbardziej wysuniętej na północ wyspy Islandii do roku 2020. Wyspa Kolbeinsey, uznawana za najbardziej wysunięty na północ punkt Islandii, do 2020 roku całkowicie zniknie pod wodą w wyniku przyspieszenia procesu abrazyjno – falowej erozji wybrzeża.

6. Światowy poziom oceanu Według raportu grupy ekspertów ONZ do 2100 r. może wzrosnąć o 59 centymetrów. Ale to nie jest granica; jeśli stopnieją lody Grenlandii i Antarktydy, poziom Oceanu Światowego może wzrosnąć jeszcze bardziej. O lokalizacji Petersburga wskaże wówczas jedynie szczyt kopuły katedry św. Izaaka i wystająca z wody iglica Twierdzy Pietropawłowskiej. Podobny los spotka Londyn, Sztokholm, Kopenhagę i inne duże nadmorskie miasta.

7. Tim Lenton, ekspert ds. klimatu na Uniwersytecie Anglii Wschodniej i jego współpracownicy, korzystając z obliczeń matematycznych, odkryli, że wzrost średniej rocznej temperatury nawet o 2°C w ciągu 100 lat byłby przyczyną 20-40% zgonów. Lasy amazońskie ze względu na zbliżającą się suszę. Wzrost temperatury o 3°C spowoduje śmierć 75% lasów w ciągu 100 lat, a wzrost temperatury o 4°C spowoduje zanik 85% wszystkich lasów amazońskich. I to one najskuteczniej absorbują CO 2 (Fot. NASA, prezentacja).

8. Przy obecnym tempie globalnego ocieplenia do 2080 r. aż 3,2 miliarda ludzi na świecie będzie borykać się z tym problemem niedobór wody pitnej . Naukowcy zauważają, że problemy z wodą dotkną przede wszystkim Afrykę i Bliski Wschód, ale krytyczna sytuacja może rozwinąć się także w Chinach, Australii, niektórych częściach Europy i Stanach Zjednoczonych. ONZ opublikowała listę krajów, które będą najbardziej dotknięte zmianami klimatycznymi. Na jej czele stoją Indie, Pakistan i Afganistan.

9. Migranci klimatyczni . Globalne ocieplenie spowoduje, że pod koniec XXI wieku do poszczególnych kategorii może zostać dodana kolejna kategoria uchodźców i migrantów – związanych z klimatem. Do 2100 roku liczba migrantów klimatycznych może osiągnąć około 200 milionów ludzi.

Żaden z naukowców nie wątpi w istnienie ocieplenia – to oczywiste. Ale tutaj są alternatywne punkty widzenia. Na przykład członek korespondent Rosyjskiej Akademii Nauk, doktor nauk geograficznych, profesor, kierownik Katedry Zarządzania Środowiskiem na Moskiewskim Uniwersytecie Państwowym Andrzej Kapica uważa zmianę klimatu za normalne zjawisko naturalne. Mamy do czynienia z globalnym ociepleniem, które występuje na przemian z globalnym ochłodzeniem.

Zwolennicy „klasyczne” podejście do problemu efektu cieplarnianego opierają się na założeniu szwedzkiego naukowca Svante Arrheniusa o nagrzewaniu atmosfery w wyniku tego, że „gazy cieplarniane” swobodnie przepuszczają promienie słoneczne na powierzchnię Ziemi i jednocześnie opóźniają promieniowanie ciepła ziemskiego w kosmos. Jednak procesy wymiany ciepła w atmosferze ziemskiej okazały się znacznie bardziej skomplikowane. „Warstwa” gazu inaczej reguluje przepływ ciepła słonecznego niż szyba w przydomowej szklarni.

W rzeczywistości gazy takie jak dwutlenek węgla nie powodują efektu cieplarnianego. Zostało to przekonująco udowodnione przez rosyjskich naukowców. Akademik Oleg Sorochtin, pracujący w Instytucie Oceanologii Rosyjskiej Akademii Nauk, jako pierwszy stworzył matematyczną teorię efektu cieplarnianego. Z jego obliczeń, potwierdzonych pomiarami na Marsie i Wenus, wynika, że ​​nawet znacząca emisja wytworzonego przez człowieka dwutlenku węgla do atmosfery ziemskiej praktycznie nie zmienia reżimu termicznego Ziemi i nie powoduje efektu cieplarnianego. Wręcz przeciwnie, należy spodziewać się lekkiego, ułamkowego stopnia ochłodzenia.

To nie zwiększona zawartość CO2 w atmosferze doprowadziła do ocieplenia, ale W wyniku ocieplenia do atmosfery przedostały się gigantyczne ilości dwutlenku węgla - pamiętajcie, bez udziału człowieka. 95 procent CO 2 jest rozpuszczone w oceanach świata. Wystarczy, że słupy wody ogrzeją się o pół stopnia - a ocean „wydycha” dwutlenek węgla. Erupcje wulkanów i pożary lasów również w znaczący sposób przyczyniają się do pompowania CO 2 do atmosfery ziemskiej. Mimo wszystkich kosztów postępu przemysłowego emisja gazów cieplarnianych z rur fabryk i elektrociepłowni nie przekracza kilku procent całkowitego obrotu dwutlenkiem węgla w przyrodzie.

Były epoki lodowcowe, po których nastąpiło globalne ocieplenie, a teraz żyjemy w okresie globalnego ocieplenia. Normalne wahania klimatu, które są związane z wahaniami aktywności Słońca i orbity Ziemi. Absolutnie nie z działalnością człowieka.

800 tysięcy lat temu mogliśmy zajrzeć w przeszłość Ziemi dzięki studni wywierconej w grubości lodowca na Antarktydzie (3800 m).

Wykorzystując zachowane w rdzeniu pęcherzyki powietrza, określili temperaturę, wiek i zawartość dwutlenku węgla i uzyskali krzywe dla około 800 tysięcy lat. Na podstawie stosunku izotopów tlenu w tych pęcherzykach naukowcy określili temperaturę, w której opada śnieg. Uzyskane dane obejmują większość okresu czwartorzędu. Oczywiście w odległej przeszłości człowiek nie mógł wpływać na przyrodę. Stwierdzono jednak, że zawartość CO 2 uległa wówczas znacznej zmianie. Co więcej, każdorazowe ocieplenie poprzedzało wzrost stężenia CO 2 w powietrzu. Teoria efektu cieplarnianego sugeruje odwrotną kolejność.

Istnieją pewne epoki lodowcowe, które występują naprzemiennie z okresami ocieplenia. Obecnie jesteśmy w okresie ocieplenia, które trwa od małej epoki lodowcowej, która przypada na XV-XVI wiek, a od XVI wieku następuje ocieplenie o około jeden stopień na stulecie;

Ale to, co nazywa się „efektem cieplarnianym”, nie jest udowodnionym faktem. Fizycy pokazują, że CO 2 nie ma wpływu na efekt cieplarniany.

W 1998 roku były prezes Narodowej Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych Frederick Seitz złożył petycję do społeczności naukowej, wzywając USA i inne rządy do odrzucenia porozumień z Kioto w sprawie ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Do petycji dołączono ankietę, z której wynika, że ​​Ziemia ociepla się w ciągu ostatnich 300 lat. A wpływ działalności człowieka na zmiany klimatyczne nie został wiarygodnie ustalony. Ponadto Seitz argumentuje, że zwiększona zawartość CO2 stymuluje fotosyntezę w roślinach, a tym samym przyczynia się do zwiększenia produktywności rolnictwa i przyspieszenia wzrostu lasów. Pod petycją podpisało się 16 tys. naukowców. Administracja Clintona odrzuciła jednak te apele, dając jasno do zrozumienia, że ​​debata na temat natury globalnych zmian klimatycznych dobiegła końca.

W rzeczywistości, Czynniki kosmiczne prowadzą do poważnych zmian klimatycznych. Na zmianę temperatury wpływają wahania aktywności Słońca, a także zmiany nachylenia osi Ziemi i okres obrotu naszej planety. Wiadomo, że tego rodzaju wahania prowadziły w przeszłości do epok lodowcowych.

Kwestia globalnego ocieplenia jest kwestią polityczną. I tu toczy się walka dwóch kierunków. Jeden kierunek to ci, którzy korzystają z paliw, ropy, gazu, węgla. W każdy możliwy sposób udowadniają, że przejście na paliwo jądrowe powoduje szkody. Jednak zwolennicy paliwa nuklearnego udowadniają coś wręcz przeciwnego – gaz, ropa naftowa, węgiel wytwarzają CO 2 i powodują ocieplenie. To walka pomiędzy dwoma dużymi systemami gospodarczymi.

Publikacje na ten temat pełne są ponurych przepowiedni. Nie zgadzam się z takimi ocenami. Wzrost średniej rocznej temperatury o jeden stopień na stulecie nie doprowadzi do fatalnych konsekwencji. Do stopienia lodu Antarktydy, którego granice praktycznie nie skurczyły się przez cały okres obserwacji, potrzeba ogromnej ilości energii. Przynajmniej w XXI wieku katastrofy klimatyczne nie zagrażają ludzkości.

Efekt cieplarniany– zdolność (gazów znajdujących się w atmosferze) do przenoszenia promieniowania słonecznego na powierzchnię Ziemi w większym stopniu niż promieniowanie cieplne emitowane przez Ziemię ogrzewaną przez Słońce. W rezultacie temperatura powierzchni Ziemi i przyziemnej warstwy powietrza jest wyższa niż w przypadku braku efektu cieplarnianego. Średnia temperatura powierzchni Ziemi wynosi plus 15°C, a bez efektu cieplarnianego wynosiłaby minus 18°! Efekt cieplarniany jest jednym z mechanizmów podtrzymywania życia na Ziemi.

Działalność człowieka w ciągu ostatnich 200 lat, a zwłaszcza od 1950 r., doprowadziła do ciągłego wzrostu stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze. Nieuniknioną reakcją atmosfery jest antropogeniczne wzmocnienie naturalnego efektu cieplarnianego. Całkowite antropogeniczne wzmocnienie efektu cieplarnianego +2,45 wata/m2 (Międzynarodowy Komitet ds. Zmian Klimatu IPCC).

Efekt cieplarniany każdego z tych gazów zależy od trzech głównych czynników:

a) spodziewany efekt cieplarniany w ciągu najbliższych dziesięcioleci lub stuleci (na przykład 20, 100 lub 500 lat) spowodowany jednostkową objętością gazu już dostającego się do atmosfery, w porównaniu z wpływem dwutlenku węgla przyjętego jako jednostka;

b) typowy czas przebywania w atmosferze, oraz

c) wielkość emisji gazów.

Połączenie dwóch pierwszych czynników nazywa się „względnym potencjałem cieplarnianym” i wyraża się je w jednostkach potencjału CO2.

Gazy cieplarniane:

Rola para wodna zawarte w atmosferze w globalnym efekcie cieplarnianym są duże, ale trudne do jednoznacznego określenia. W miarę ocieplania się klimatu zawartość pary wodnej w atmosferze będzie wzrastać, zwiększając w ten sposób efekt cieplarniany.

D tlenek węgla, czyli dwutlenek węgla (CO2) (64% w efekcie cieplarnianym), różni się wg

W porównaniu do innych gazów cieplarnianych ma stosunkowo niski potencjał efektu cieplarnianego, ale dość znaczny czas istnienia w atmosferze – 50–200 lat i stosunkowo wysokie stężenie. Stężenie dwutlenku węgla w atmosferze w okresie od 1000 do 1800 roku. wynosił 270–290 części na milion (ppmv), a do 1994 r. osiągnął 358 ppmv i nadal rośnie. Pod koniec XXI wieku może osiągnąć 500 ppmv. Stabilizację stężeń można osiągnąć poprzez znaczną redukcję emisji. Głównym źródłem dwutlenku węgla przedostającego się do atmosfery jest spalanie paliw kopalnych (węgla, ropy, gazu) w celu wytworzenia energii.

Źródła CO2

(1) Uwolnienie do atmosfery w wyniku spalania paliw kopalnych i produkcji cementu 5,5±0,5

(2) Uwolnienie do atmosfery na skutek przekształcenia krajobrazu w strefie tropikalnej i równikowej, degradacja gleby 1,6±1,0

Absorpcja przez różne zbiorniki

(3) Akumulacja w atmosferze 3,3±0,2

(4) Akumulacja przez Ocean Światowy 2,0±0,8

(5) Akumulacja w biomasie półkuli północnej 0,5±0,5

(6) Pozostały termin salda, wyjaśnione absorpcją CO2 przez ekosystemy lądowe (nawożenie itp.) = (1+2)-(3+4+5)=1,3±1,5

Wzrost stężenia dwutlenku węgla w atmosferze powinien stymulować proces fotosyntezy. Jest to tzw. nawożenie, dzięki któremu, według niektórych szacunków, przy dwukrotności obecnego stężenia dwutlenku węgla, produkcja materii organicznej może wzrosnąć o 20-40%.

Metan (CH4) - 19% całkowitej wartości gazów cieplarnianych (stan na 1995 r.). Metan powstaje w warunkach beztlenowych, np. na różnego rodzaju naturalnych bagnach, gęstej zmarzlinie sezonowej i wiecznej, na plantacjach ryżu, na wysypiskach śmieci, a także w wyniku życiowej działalności przeżuwaczy i termitów. Szacunki wskazują, że około 20% całkowitej emisji metanu wiąże się z technologią wykorzystania paliw kopalnych (spalanie paliw, emisje z kopalń węgla, wydobycie i dystrybucja surowców naturalnych).

gaz, rafinacja ropy). Ogółem działalność antropogeniczna odpowiada za 60–80% całkowitej emisji metanu do atmosfery. Metan jest niestabilny w atmosferze. Jest z niego usuwany w wyniku interakcji z jonem hydroksylowym (OH) w troposferze. Pomimo tego procesu stężenie metanu w atmosferze wzrosło w przybliżeniu dwukrotnie w porównaniu z czasami przedindustrialnymi i nadal rośnie w tempie około 0,8% rocznie.

Wzrost temperatury i wzrost wilgotności (tzn. czas przebywania terytorium w warunkach beztlenowych) dodatkowo zwiększają emisję metanu. To jest postać-

wspaniały przykład pozytywnego feedbacku. I odwrotnie, spadek poziomu wód gruntowych na skutek zmniejszonej wilgotności powinien prowadzić do zmniejszenia emisji metanu (ujemne sprzężenie zwrotne).

Obecna rola tlenek azotu (N2O) w całkowitym efekcie cieplarnianym jest tylko około 6%. Rośnie także stężenie tlenku azotu w atmosferze. Przyjmuje się, że jego źródła antropogeniczne są w przybliżeniu o połowę mniejsze od naturalnych. Źródła antropogenicznego tlenku azotu obejmują rolnictwo (zwłaszcza tropikalne użytki zielone), spalanie biomasy i przemysł wytwarzający azot. Jego względny potencjał cieplarniany (290 razy

powyżej potencjału dwutlenku węgla) oraz typowy czas przebywania w atmosferze (120 lat) są znaczne, rekompensując jego niskie stężenie.

Chlorofluorowęglowodory (CFC)- są to substancje syntetyzowane przez człowieka i zawierające chlor, fluor i brom. Mają bardzo duży względny potencjał cieplarniany i znaczną długość życia w atmosferze. Ich ostateczna rola w efekcie cieplarnianym wynosi 7%. Produkcja chlorofluorowęglowodorów na świecie jest obecnie kontrolowana przez międzynarodowe porozumienia o ochronie warstwy ozonowej, które zawierają zapis dotyczący stopniowego ograniczania produkcji tych substancji i zastępowania ich mniej niszczącymi warstwę ozonową, a następnie jej całkowitego zaprzestania . W rezultacie stężenie CFC w atmosferze zaczęło spadać.

Ozon (O3) jest ważnym gazem cieplarnianym występującym zarówno w stratosferze, jak i troposferze. Oddziałuje on zarówno na promieniowanie krótkofalowe, jak i długofalowe, dlatego też uzyskany kierunek i wielkość jego udziału w bilansie radiacyjnym silnie zależy od pionowego rozkładu zawartości ozonu, szczególnie na poziomie tropopauzy. Szacunki wskazują na dodatni wynik +0,4 W/m2.

W ostatniej dekadzie hasło „efekt cieplarniany” praktycznie nie opuszczało ekranów telewizyjnych ani łamów gazet. Programy nauczania w kilku dyscyplinach jednocześnie zapewniają jego gruntowną naukę, a niemal zawsze wskazuje się na jego negatywne znaczenie dla klimatu naszej planety. Jednak zjawisko to jest w rzeczywistości o wiele bardziej wieloaspektowe, niż to się wydaje przeciętnemu człowiekowi.

Bez efektu cieplarnianego życie na naszej planecie byłoby zagrożone

Zacznijmy od tego, że efekt cieplarniany istniał na naszej planecie przez całą jej historię. Zjawisko to jest po prostu nieuniknione w przypadku ciał niebieskich, które podobnie jak Ziemia mają stabilną atmosferę. Bez niej na przykład Ocean Światowy dawno by zamarzł i wyższe formy życia w ogóle by się nie pojawiły. Naukowcy już dawno udowodnili naukowo, że gdyby w naszej atmosferze nie było dwutlenku węgla, którego obecność jest niezbędnym składnikiem procesu powstawania efektu cieplarnianego, wówczas temperatura na planecie wahałaby się w granicach -20 0 C, a więc nie byłoby w ogóle nie ma mowy o powstaniu życia.

Przyczyny i istota efektu cieplarnianego

Odpowiadając na pytanie: „Co to jest efekt cieplarniany?”, należy przede wszystkim zauważyć, że to zjawisko fizyczne otrzymało swoją nazwę przez analogię do procesów zachodzących w szklarniach ogrodników. Wewnątrz niego, niezależnie od pory roku, jest zawsze o kilka stopni cieplej niż w otaczającej przestrzeni. Rzecz w tym, że rośliny pochłaniają widzialne światło słoneczne, które przechodzi całkowicie swobodnie przez szkło, polietylen i ogólnie przez prawie każdą przeszkodę. Następnie same rośliny również zaczynają emitować energię, ale w zakresie podczerwieni, której promienie nie mogą już swobodnie pokonywać tego samego szkła, więc pojawia się efekt cieplarniany. Przyczyny tego zjawiska leżą zatem właśnie w braku równowagi pomiędzy widmem światła widzialnego a promieniowaniem, które rośliny i inne przedmioty emitują do środowiska zewnętrznego.

Fizyczne podstawy efektu cieplarnianego

Jeśli chodzi o naszą planetę jako całość, efekt cieplarniany powstaje tutaj z powodu obecności stabilnej atmosfery. Aby utrzymać równowagę temperaturową, Ziemia musi oddać tyle energii, ile otrzymuje od Słońca. Jednak obecność w atmosferze dwutlenku węgla i wody, które pochłaniają promienie podczerwone, pełniąc tym samym rolę szkła w szklarni, powoduje powstawanie tzw. gazów cieplarnianych, których część wraca z powrotem do Ziemi. Gazy te tworzą „efekt ogólny”, podnosząc temperaturę na powierzchni planety.

Efekt cieplarniany na Wenus

Z powyższego możemy wywnioskować, że efekt cieplarniany jest charakterystyczny nie tylko dla Ziemi, ale także wszystkich planet i innych ciał niebieskich o stabilnej atmosferze. Rzeczywiście badania przeprowadzone przez naukowców wykazały, że np. w pobliżu powierzchni Wenus zjawisko to jest znacznie wyraźniejsze, co wynika przede wszystkim z faktu, że jej powłoka powietrzna składa się z prawie stu procentowego dwutlenku węgla.