Явление парникового эффекта было открыто Жозефом Фурье еще в конце 19 века. В своих записках о температуре поверхности Земли и других планет, ученый предположил, что термические процессы, происходящие на Земле сходны процессам под стеклом. Нельзя сказать, что ученый был неправ, но у планет нет стеклянных оболочек. Зато есть атмосферы. Парниковые газы в атмосфере создают эффект теплицы или парника, отражая тепло, исходящее от поверхности Земли, обратно на планету. Так прогреваются океаны и почва, а за их счет и воздух.
Сама планета тоже выделяет энергию за счет процессов, происходящих в ядре, но для Земли этого было бы достаточно для существования температуры в -18 градусов. При таком режиме жизнь на Земле возникнуть бы не смогла. Поэтому нельзя однозначно назвать парниковый эффект отрицательным явлением.
Впервые парниковые газы образовались в результате непрерывного действия вулканов, выбрасывающих в атмосферу большие массы углекислого газа и водяного пара. Из-за этого температура Земли повысилась настолько, что вода в Мировом океане вскипела. В таких условиях зарождалась жизнь на Земле. Но сегодняшнее повышение допустимых концентраций парниковых газов ведет к неминуемой экологической катастрофе.
Содержание страницы
Причины усиления парникового эффекта
Причиной парникового эффекта является накопление в атмосфере парниковых газов из-за антропогенных факторов. Основными факторами являются:
- Вырубка лесов и увеличение севооборота.
- Сжигание нефти в виде бензина и керосина.
- Использование угля и газа для выплавки стали и производства электроэнергии.
Практически любая человеческая деятельность сопровождается выбросами в атмосферу. Большая часть из них ведет к усилению парникового эффекта.
Парниковые газы.
К парниковым газам относят водяные пары, метан, углекислый газ, озон, оксиды азота и фреоны.
В экологических моделях основной движущей силой процесса является углекислый газ. Однако в результате последних исследований была выдвинута идея об исследовании комплексного влияния газов. Углекислый газ влияет на парниковый эффект медленно и неотвратимо, но остальные газы способны влиять на атмосферу уже сейчас, к тому же менее изучены. Научное сообщество долгое время не обращало влияния на метан или фреоны, из-за чего не выработаны средства противодействия.
Водяной пар
Водяной пар самый большой по содержанию в атмосфере парниковый газ, ученые утверждают, что 72 процента парникового эффекта обеспечивается водяными парами.
При этом имеется в виду не сам пар, а положительная обратная связь его и углекислого газа. Дело в том, что воздействие углекислого газа удваивается, в результате температура повышается, увеличивается испарение воды. Это приводит к образованию большего количества облаков и как следствие, к задержке проникновения солнечных лучей на планету. При этом, водяные пары имеют и наибольший положительный эффект, играя роль стабилизатора температур.
В городе Инсалах, который находится в стране Алжир, перепад температур летом составляет 55 градусов. Эффект вызван малым количеством водяных паров над городом.
Поэтому сам по себе водяной пар не опасен, хотя и превышает парниковый эффект CO2. При измерении радиационных потоков, доля пара составляет 75 Вт/м2, тогда как углекислый газ 32 Вт/м
Углекислый газ
Углекислый газ в разных местах атмосферы составляет от 9 до 26 процентов общего количества газов, образующих парниковый эффект. Это наиболее опасный из всех парниковых газов. Сам по себе СО2 не так опасен, но именно он является катализатором, ускоряющим катастрофу.
В огромных количествах газ попадает в атмосферу исключительно из-за деятельности человека. В обмене углерода газ связывается растениями, которые затем поедаются животными, элемент идет вверх по пищевой цепочке, пока верхнее животное или человек не умирает, попадая в землю вместе с накопленным за всю жизнь количеством углерода. В земле в результате тысячелетних процессов углерод из костей превращается в совершенно новое образование: нефть и керосин.
В настоящее время все огромные запасы, которые почва собирала в себя в течение миллионов лет, выбрасываются в атмосферу за несколько десятилетий. Это нарушает сложившийся баланс : углерод просто не успевает вернуться в цикл обмена и накапливается в атмосфере.
Существует ошибочное мнение, что потепление, это естественный процесс, предназначенный для связывания углерода. Вода способна растворять углекислый газ, который потом выпадет в осадок в виде известняков. А количество воды увеличивается с потеплением климата, за счет таяния ледников и ледяных шапок. Но в учет не берется таяние вечной мерзлоты, в которой содержится много органического вещества — старые листья, корни растений, которые росли там 1000 лет назад. При глобальном потеплении вечная мерзлота начинает таять, а ее содержимое гниет, выделяя при этом диоксид углерода.
Метан
Метан долгое время был недооценен в вопросе влияния на парниковый эффект. Газ склонен распадаться на элементы в атмосфере за 10 лет, что для атмосферы считается мизерным сроком. Но при этом его влияние на парниковый эффект в 10 раз больше углекислого газа. И при этом до сих пор неясен механизм образования метана в атмосфере.
Традиционно считается, что метан выделяется в результате процессов ферментации в желудках животных. Но тогда непонятно, почему с 1995 до 2006 года содержание метана в атмосфере держалось на одном уровне, а с 2006 и до сегодняшнего дня планомерно повышается каждый год на одно и то же число долей? Только после исследований ученого Дрю Шиндела стали идти обсуждения новых экологических моделей, с учетом пересмотра воздействия метана на атмосферу.
Сам по себе газ составляет всего от 4 до 9 процентов. Выделяется метан в результате процессов ферментации в желудках животных. В особенности коров. Поэтому процесс роста населения земли, вызывающий рост потребления пищи, а, следовательно, рост кормовых животных косвенно влияет на развитие парникового эффекта. Вместе со стадами растут и могильники, так же выделяющие метан, к тому же свой вклад вносят и утечки газа в процессе разработки месторождений.
Озон
Озон по школьной привычке все считают полезным. Но каждый газ полезен на своем месте. Есть два типа озона: содержащийся в озоновом слое и тропосферный озон. Первый защищает землю от ультрафиолетового излучения, тогда как последний угнетает растения, ухудшая их способность к фотосинтезу. В результате возрастает количество углекислого газа в атмосфере. Влияние газа оценивается в 25 процентов от влияния СО
На практике сочетание этих веществ стало возможным из-за развития транспорта и выбросов продуктов горения угля в атмосферу. Распределение газа по земному шару крайне неравномерно, из-за условий образования. Наибольшее количество скапливается в жарких странах и жаркую погоду. Увеличение озона не критично, но снижение уровня озона даст возможность частично нивелировать воздействие углекислого газа.
Согласно исследованиям, если опустить уровень озона до пределов нормы, можно сгладить воздействие углекислого газа на ближайшие 20 лет.
Оксиды азота
Оксид азота это пятый по значимости парниковый газ. Он в 298 раз активнее углекислого газа, вклад в глобальное потепление оценивается как 6 процентов общего воздействия парниковых газов. Оксиды азота образуются в результате производства удобрений, необходимых для повышения плодородности почвы.
Человечество неспособно отказаться от такого вида удобрений, но они нарушают круговорот азота в природе. Единственные культуры, которые могут связать азот, находящийся в атмосфере, это бобовые и соя. Только они способны заключить атмосферный азот в своих корнях, для дальнейшей переработки.К сожалению, посадка этих культур в разы меньше использования азота для удобрений. Именно избытку этого газа человечество обязано кислотными дождями.
Фреоны
Фреоны, это группа газов с низкой температурой кипения. Они используются в холодильном оборудовании. Любая сплит-система, холодильник или морозильная камера невозможна без фреона. За последние годы содержание веществ в установках сократилось, но не исчезло полностью.
Наметилась обратная тенденция: с повышением температуры в результате парникового эффекта, человечество все больше нуждается в фреоне, как основном элементе холодильных установок. Без сплит-систем не будет работать ни один офис, больница или торговый центр.
Фреоны оказывают действие в 1300-8500 раз большее, чем углекислый газ. При этом количество газов оценивается в сотые доли процента. В сравнении с прочими газами, количество фреонов настолько мало, что его воздействие трудно оценить.
Читайте также: Происхождение и образование углекислого газа.
Последствия парникового эффекта
Все последствия парникового эффекта, связаны с повышением температур. Что будет с Землей и человечеством, если температура поднимется на 5, 10, 15 градусов? Ученые давно составили примерный список проблем, которые придут с развитием парникового эффекта
Влияние на климат земли
Повышение температуры вызывает таяние вечной мерзлоты. Снег и лед, которые веками накапливались на полюсах, сейчас находятся в процессе разморозки. Это повлечет рост уровня воды в мировом океане. Низменные города, такие как Рим или Санкт-Петербург будут затоплены. Человеку придется постоянно бороться с повышением воды, начнется новое переселение народов. Наиболее плодородные земли Европы – Нидерланды будут затоплены, многие люди останутся без дома и пищи. Ученые прогнозируют увеличение уровня мирового океана на полметра раз в сто лет.
Критическое изменения начнутся после 5 метров. Кажется, что изменения произойдут нескоро, но что такое несколько сотен лет для экосистемы Земли? К тому же, негативные последствия развиваются уже сейчас. Уменьшается количество пресной воды, что вынуждает человечество увеличивать число опресняющих установок для полива посевов. Это увеличивает расход электричества, а значит увеличится расход угля и парниковый эффект начинает развиваться во времени.
Ледниковые шапки это природные погреба. В них заморожены микробы, которыми болели древние животные миллиарды лет назад. Что случится в результате таяния предугадать достаточно трудно. Никто не может предположить насколько современная медицина готова к этому вызову.
Влияние на людей
Человеку для комфортного существования требуется температура в районе 20-25 градусов. Летние колебания, доходящие до 50-52 градусов на солнце, могут негативно сказаться на здоровье. В результате повышенных температур у человека наблюдается учащенное сердцебиение, повышенное давление и обезвоживание. К тому же при температуре выше 25 градусов, работоспособность уменьшается в 2 раза, ухудшается координация движений, быстро теряются полезные соли и микроэлементы.
Читайте также: Углекислый газ в крови человека.
Снижение парникового эффекта
Снижение парниковых процессов возможно по нескольким направлениям. Различного рода посадки — увеличение количества деревьев уменьшает СО2 в атмосфере, задерживает осушение почвы и аккумулирует водяные пары из воздуха. В посадки входит и озеленение пустынь. Этот крайне дорогой процесс уменьшает количество озона в воздухе, при этом уменьшая последствия парникового эффекта.
Для восстановления обмена азотом необходимо в несколько раз увеличить посев бобовых культур. Это позволит связать атмосферный азот в корнях растений, при этом уменьшив, долю азотных удобрений.
Кроме того, необходимо ужесточить меры борьбы с лесными и степными пожарами. В результате этих процессов происходят огромные выбросы СО2 и сажи в атмосферу.
Развитие вторичной переработки. Примером всему миру служит Швейцария, где переработка мусора возведена в абсолют. Вторичная переработка страны настолько развита и отлажена, что страна вынуждена закупать мусор у соседней Норвегии. Что это дает в плане парникового эффекта? Не нужно сжигать уголь для получения энергии на производство новых товаров. Следовательно уменьшается количество СО2 в атмосфере.
Работа над энергопроизводством и энергопотреблением. Самыми экологически чистыми электростанциями являются гидроэлектростанции. Если их недостаточно, можно использовать атомные, но дело в том, что большая часть мировой энергетики держится на угле. Замена энергоносителя дело не одного десятилетия. Но это позволит в несколько раз уменьшить выбросы углекислого газа в атмосферу. К тому же, нужно увеличивать КПД уже существующих станций, развивать экологически чистые, неисчерпаемы источники электроэнергии: использовать солнечные батареи и коллекторы, ветряки и тепловые насосы. Ни одна возможность экономии не должна быть упущена.
Везде, где это возможно, нужно заменять любое другое топливо на природный газ. В результате сжигания топлива выделяются продукты сгорания, куда входит и углекислый газ. Но количество выбросов от газа в несколько раз меньше выбросов от сжигания угля. Газ не выделяет сажу, не требует энергии на подогрев, как мазут, и не нуждается в специальных приспособлений для сжигания. В совокупности с грамотным утеплением домов это позволит сократить расходы тепла примерно на 30 процентов.
Заключение
Парниковый эффект это не отрицательное явление. Другой вопрос, что антропогенная деятельность человека выводит парниковый эффект на совершенно другой уровень. Если повальную вырубку лесов, небрежное обращение с почвами и постоянное сжигание огромного количества угля и нефти не прекратить, то уже через век процесс будет необратим.
Организм просто не предназначен для столь высоких тепловых нагрузок. Уже сегодня есть места на земном шаре, в которых летняя температура превышает 50 градусов. В таких условиях жить и работать невозможно чисто физически.
При этом процесс развивается:
- Повышение температур ведет к повышению количества испарения, а значит, повышается количество водяного пара в атмосфере.
- Уменьшение пресной воды вызывает дополнительную нужду в опреснительных установках и электричестве, для добычи которого и сжигается 80 процентов угля на планете.
- Население планеты растет, а основной катализатор парникового эффекта углекислый газ, который является продуктом дыхания.
Есть мнение, что развитие парникового эффекта не связано с человечеством. Температура на планете и раньше менялась, доходя до высоких температур. Задача человечества сделать все, чтобы парниковый эффект не повторился в истории Земли, даже если это невозможно – атмосфера Земли станет только чище от борьбы с парниковыми газами.
Парниковые газы — Википедия
Парниковые газы — газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и с высоким поглощением в дальнем инфракрасном диапазоне. Присутствие таких газов в атмосферах планет приводит к появлению парникового эффекта.
Основными парниковыми газами Земли являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон (в порядке их оцениваемого воздействия на тепловой баланс)[1]. Потенциально в парниковый эффект могут вносить вклад и антропогенные галогенированные углеводороды и оксиды азота, однако ввиду низких концентраций в атмосфере оценка их вклада проблематична.
| Газ | Формула | Вклад (%) |
|---|---|---|
| Водяной пар | H2O | 36 — 72 % |
| Углекислый газ | CO2 | 9 — 26 % |
| Метан | CH4 | 4 — 9 % |
| Озон | O3 | 3 — 7 % |
Основным парниковым газом в атмосферах Венеры и Марса является углекислый газ.
Водяной пар является основным естественным парниковым газом, который ответственен более чем за 60 % эффекта.
В то же время, увеличение температуры Земли, вызванное другими факторами, увеличивает испарение и общую концентрацию водяного пара в атмосфере при практически постоянной относительной влажности, что, в свою очередь, повышает парниковый эффект. Таким образом, возникает некоторая положительная обратная связь. С другой стороны, повышение влажности способствует развитию облачного покрова, а облака в атмосфере отражают прямой солнечный свет, тем самым увеличивая альбедо Земли. Повышенное альбедо приводит к антипарниковому эффекту, несколько уменьшая общее количество поступающего солнечного излучения и дневной прогрев атмосферы.
Источниками углекислого газа в атмосфере Земли являются вулканические выбросы, жизнедеятельность биосферы, деятельность человека. Антропогенными источниками являются: сжигание ископаемого топлива; сжигание биомассы, включая сведение лесов; некоторые промышленные процессы приводят к значительному выделению углекислоты (например, производство цемента). Основными потребителями углекислого газа являются растения, однако в состоянии равновесия большинство биоценозов за счет гниения биомассы производит приблизительно столько же углекислого газа, сколько и поглощает. Антропогенная эмиссия увеличивает концентрацию углекислого газа в атмосфере, что, предположительно, является главным фактором изменения климата. Углекислый газ является «долго живущим» в атмосфере. Согласно современным научным представлениям, возможность дальнейшего накапливания СО2 в атмосфере ограничена риском неприемлемых последствий для биосферы и человеческой цивилизации, в связи с чем его будущий эмиссионный бюджет является конечной величиной.
Время жизни метана в атмосфере составляет примерно 10 лет. Сравнительно короткое время жизни в сочетании с большим парниковым потенциалом делает его кандидатом для смягчения последствий глобального потепления в ближайшей перспективе.
До последнего времени считалось, что парниковый эффект от метана в 25 раз сильнее, чем от углекислого газа. Однако теперь Межправительственная группа экспертов по изменению климата ООН (IPCC) утверждает, что «парниковый потенциал» метана еще опаснее, чем оценивалось раньше. Как следует из свежего доклада IPCC, который цитирует Die Welt, в расчете на 100 лет парниковая активность метана в 28 раза сильнее, чем у углекислого газа, а в 20-летней перспективе — в 84 раза.[2][3]
Основными антропогенными источниками метана являются пищеварительная ферментация у скота, рисоводство, горение биомассы (в т. ч. сведение лесов). Как показали недавние исследования, быстрый рост концентрации метана в атмосфере происходил в первом тысячелетии нашей эры (предположительно в результате расширения сельхозпроизводства и скотоводства и выжигания лесов). В период с 1000 по 1700 годы концентрация метана упала на 40 %, но снова стала расти в последние столетия (предположительно в результате увеличения пахотных земель, пастбищ и выжигания лесов, использования древесины для отопления, увеличения поголовья домашнего скота, количества нечистот, выращивания риса). Некоторый вклад в поступление метана дают утечки при разработке месторождений каменного угля и природного газа, а также эмиссия метана в составе биогаза, образующегося на полигонах захоронения отходов.
Анализ пузырьков воздуха во льдах свидетельствует о том, что сейчас в атмосфере Земли больше метана, чем в любое время за последние 400000 лет. С 1750 года средняя глобальная атмосферная концентрация метана возросла на 150 процентов от приблизительно 700 до 1745 частей на миллиард по объему (ppbv) в 1998 году. За последнее десятилетие, хотя концентрация метана продолжала расти, скорость роста замедлилась. В конце 1970-х годов темпы роста составили около 20 ppbv в год. В 1980-х годов рост замедлился до 9-13 ppbv в год. В период с 1990 по 1998 наблюдался рост между 0 и 13 ppbv в год. Недавние исследования (Dlugokencky и др.) показывают устойчивую концентрацию 1751 ppbv между 1999 и 2002 гг.[4]
Метан удаляется из атмосферы посредством нескольких процессов. Баланс между выбросами метана и процессами его удаления в конечном итоге определяет атмосферные концентрации и время пребывания метана в атмосфере. Доминирующим является окисление с помощью химической реакции с гидроксильными радикалами (ОН). Метан реагирует с ОН в тропосфере, производя СН3 и воду. Стратосферное окисление также играет некоторую (незначительную) роль в устранении метана из атмосферы. На эти две реакции с ОН приходится около 90 % удаления метана из атмосферы. Кроме реакции с ОН известно еще два процесса: микробиологическое поглощение метана в почвах и реакция метана с атомами хлора (Cl) на поверхности моря. Вклад этих процессов 7 % и менее 2 % соответственно.[5]
Озон необходим для жизни, поскольку защищает Землю от жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца.
Однако ученые различают стратосферный и тропосферный озон. Первый (так называемый озоновый слой) является постоянной и основной защитой от вредного излучения. Второй же считается вредным, так как может переноситься к поверхности Земли и ввиду своей токсичности вредить живым существам. Кроме того, повышение содержания именно тропосферного озона внесло вклад в рост парникового эффекта атмосферы. По наиболее широко распространенным научным оценкам, вклад озона составляет около 25 % от вклада СО2[6]
Большая часть тропосферного озона образуется, когда оксиды азота (NOx), окись углерода (СО) и летучие органические соединения вступают в химические реакции в присутствии кислорода, водяных паров и солнечного света. Транспорт, промышленные выбросы, а также некоторые химические растворители являются основными источниками этих веществ в атмосфере. Метан, атмосферная концентрация которого значительно возросла в течение последнего столетия, также способствует образованию озона. Время жизни тропосферного озона составляет примерно 22 дня, основными механизмами его удаления являются связывание в почве, разложение под действием ультрафиолетовых лучей и реакции с радикалами OH и HO2.[7]
Концентрации тропосферного озона отличаются высоким уровнем изменчивости и неравномерности в географическом распределении. Существует система мониторинга уровня тропосферного озона в США[8] и Европе[9], основанная на спутниках и наземном наблюдении. Поскольку для образования озона требуется солнечный свет, высокие уровни озона наблюдаются обычно в периоды жаркой и солнечной погоды.
Увеличение концентрации озона вблизи поверхности имеет сильное негативное воздействие на растительность, повреждая листья и угнетая их фотосинтетический потенциал. В результате исторического процесса увеличения концентрации приземного озона, вероятно, была подавлена способность поверхности суши поглощать СО2 и поэтому увеличились темпы роста СО2 в XX веке. Ученые (Sitch и др. 2007) полагают, что это косвенное воздействие на климат увеличило почти вдвое вклад приземного озона в изменение климата. Снижение загрязнения нижней тропосферы озоном может компенсировать 1-2 десятилетия эмиссии СО2, при этом экономические издержки будут относительно невелики (Wallack и Ramanathan, 2009).[10]
Оксиды азота
Парниковая активность закиси азота в 298 раз выше, чем у углекислого газа. Кроме того, оксиды азота могут влиять на озоновый слой в целом.
Парниковая активность фреонов в 1300-8500 раз выше, чем у углекислого газа. Основным источником фреона являются холодильные установки и аэрозоли.
См. также
Примечания
Литература
Рекомендуемая литература
Ссылки
Парниковый эффект: причины и последствия
Парниковый эффект — природное явление повышения средней температуры в нижних слоях атмосферы Земли. Точкой отсчёта, от которой считается повышение температуры, берётся показатель теплового излучения, измеряемого из космоса. Вопреки расхожему мнению, сам парниковый эффект — явление последних тысячелетий, а не десятилетий. При этом он не является угрозой экологической ситуации на нашей планете, и более того — считается важным фактором зарождения жизни на Земле и её поддержания, — без парникового эффекта флора и фауна планеты быстро бы обеднела.
В негативном ключе уместно говорить лишь о процессе изменения (усиления) парникового эффекта, который за последние столетия превратился в серьёзную экологическую проблему. Вот, как устроен механизм образования парникового эффекта, вкратце: с момента первой промышленной революции, под воздействием человека начал стремительно меняться состав нижних слоёв атмосферы. Человек привнёс новые газы или повысил концентрацию уже содержащихся, — углекислого газа, водяного пара, озона и метана. Из-за этого изменился сам механизм парникового эффекта: атмосфера по-прежнему пропускает солнечную энергию, Земля по-прежнему нагревается, но образующееся тепло (из-за нового состава атмосферы) задерживается, не возвращаясь в космос. Как результат — средняя температура планеты начинает расти.
Наглядная демонстрация механизма работы парникового эффекта — «парники» или «теплицы», которые стоят у многих из нас на даче. Солнечные лучи проникают сквозь прозрачную крышу и стены, нагревают почву внутри, но тепло обратно не возвращается — физические барьеры парника его задерживают. Как результат — в теплицах температура всегда выше, чем снаружи. И никакого искусственного обогрева.
Такие газы, которые отражают или поглощают идущее от Земли излучение, называют «парниковыми». От их концентрации напрямую зависит оставшееся количество тепла в нижних слоях атмосферы. Первые серьёзные разговоры об опасности этого явления начались в 80-90-е годы прошлого столетия, примерно тогда, когда началась всемирная кампания по противостоянию глобальному потеплению, ведь усиление парникового эффекта — один из важнейших его причин.
Каковы причины возникновения парникового эффекта
Современная наука считает, что главной причиной усиления парникового эффекта являются газы, привнесённые в нижние слои атмосферы человеком. Основные среди них — водяной пар (составляющий 36-72%), диоксид углерода или углекислый газ (9-26%), метан (3-7%). Это основные но не единственные газы антропогенного происхождения, доля остальных настолько мала, что учёные предпочитают ими пренебрегать.
Объём водяного пара в нижних слоях атмосферы напрямую связан с температурой воздуха и поверхности нашей планеты: чем выше температура — тем выше объём (из-за испарения воды с поверхности), чем ниже температура — тем ниже объём, ведь при холодном климате избыточная влага превращается в осадки и снежно-ледовый покров, отражающий солнечную энергию. Этот феномен явно даёт нам понять, насколько сложным многоуровневым является процесс глобального потепления или глобального похолодания, — подобные проблемы человечеству нужно решать комплексно, а не борясь с отдельными «симптомами».
В современной науке уже утвердилось общее мнение касательно главной причины усиленного парникового эффекта, — экологи всего мира пришли к консенсусу, что виной этому явлению человек и его индустриальная активность в последние столетия. Как уже было сказано, влияние человека на парниковый эффект стало очевидным и существенным в период первой промышленной революции. Из-за огромного количества открывшихся во многих регионах мира фабрик и заводов, концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась на 30 процентов, а метана — почти на 150 процентов.
Дело в том, что для своей работы промышленные предприятия используют энергию природного топлива: угля, газа, нефти, — во время их сжигания выделяется углекислый и другие газы. Часть этих газов впитывают растения и океан, оставшаяся доля (почти половина) — остаётся в пределах атмосферы. Замедлить, а уж тем более остановить этот процесс практически невозможно, — население нашей планеты растёт, а вместе с ним — и спрос на продукты, производимые фабриками и заводами: на еду, транспорт, бытовые товары. Так что сейчас учёные дают неутешительные прогнозы: за последний век средняя температура повысилась на 0,7 градусов, а в будущем она будет расти со скоростью 0,2 градуса за каждые десять лет.
Ещё один важный фактор усиления парникового эффекта — массовая вырубка лесов. Нужно помнить, что растения впитывают углекислый газ, выделяя вместо него кислород. Чем меньше растений, тем меньшее количество диоксида углерода поглощается и перерабатывается. Как и в случае с индустриальной активностью человечества, этот процесс невозможно просто взять и остановить. Вырубка лесов — необходимость, обусловленная ростом населения Земли: людей становится больше, спрос на продукты сельского хозяйства растёт, следовательно — нужны новые территории для земледелия. Кроме того, сельскохозяйственная промышленность (если быть точнее — животноводство) — один из крупнейших «поставщиков» метана для атмосферы. А у этого газа парниковый потенциал даже больше, чем у диоксида углерода.
Очередная проблема, вызванная ростом населения Земли — увеличение объёма отходов и количества свалок, которые сегодня занимают тысячи и тысячи гектаров территории нашей планеты. Главная их опасность в том, что они (сами по себе или во во время горения) выделяют значительный объём углекислого газа и метана. Да, в последние десятилетия человечество всёрьез озаботилось проблемой утилизации отходов, однако в ближайшее время подобные кампании вряд ли кардинально поменяют картину. А это значит, что количество свалок и объём неутилизированных отходов продолжит расти.
Вот ещё несколько менее значительных факторов усиления парникового эффекта, которыми, тем не менее, нельзя пренебрегать:
- Лесные пожары, которые, как и вырубка, влияют на объём углекислого газа, впитываемого растениями. Могут быть вызваны как природными, так и антропогенными факторами.
- Транспорт с двигателем внутреннего сгорания. Автомобили, как и промышленные предприятия, используют природное топливо, во время сгорания которого выделяются газы, загрязняющие атмосферу и усиливающие парниковый эффект.
- Химические удобрения через время после попадания в почву испаряются и привносят в атмосферу значительное количество азота, стимулирующего усиление парникового эффекта.
Какие последствия парникового эффекта?
Как мы уже убедились, в природе всё взаимосвязано. Следует опасаться не конкретно повышения температуры на доли градусов, а последствий, которые это небольшое (казалось бы) явление принесёт с собой. Главное из этих последствий — глобально потепление, которое может нанести колоссальный урон бедным странам. Цепочка такая: глобальное потепление приводит к масштабным засухам (или наоборот, потопам) — погибают сельхозугодья (а с ними и урожай) и пастбища (а с ними — и животные) — люди остаются без пропитания. Засуха на территории стран Африки грозит масштабным голодом и волнами миграций населения.
Серьёзному риску подвержены также территориально маленькие страны с однородным климатом, у которых не будет «запасного варианта» в случае радикальных и быстрых климатических изменений. При возникновении подобных аномалий, целые отрасли экономик окажутся под угрозой исчезновения, — то же сельское хозяйство, например. Подобным рискам подвержены Нидерланды, значительная часть которых расположена на воде, — в случае стремительного подъёма её уровня, даже такой развитой стране может не хватить времени и ресурсов, чтобы противостоять природе — строить дамбы и менять дислокацию сельскохозяйственных предприятий.
Также, усиление парникового эффекта и следующее за ним глобальное потепление наносит серьёзных урон по здравоохранительной системе, и масштаб негативного влияния в будущем будет только расти. Из-за аномальной жары повышается риск сердечно-сосудистых заболеваний, тепловых ударов, обмороков и приступов эпилепсии.
Повышенная температура стимулирует размножение и распространение животных, являющихся переносчиками болезней, — малярийных комаров, мух Цеце, энцефалитных клещей. Такие животные могут начать заселять территории, на которых у людей ещё нет иммунитета к подобным заболеваниям.
Глобальное потепление может вызвать вспышки или целые эпидемии таких инфекционных заболеваний:
- Бабезиозы;
- Жёлтая лихорадка;
- Птичий грипп;
- Холера;
- Лихорадка Эбола;
- Различные паразиты;
- Сонная болезнь;
- Чума.
Главная опасность подобных заболеваний даже не в высокой смертности или тяжёлых симптомах, а в форме их распространения: их разносчики — не люди, передвижения которых можно жёстко регламентировать, ограничивать и контролировать. Эти инфекции распространяют крошечные животные, защититься от которых куда сложнее.
Пути решения глобальной проблемы парникового эффекта
Проблема усиления парникового эффекта известна человечеству ещё с прошлого столетия. Полноценным началом кампании по борьбе с этим явлением считается 1988-й год, когда образовалась Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК). Группа учёных постоянно проводит исследования и мониторинг, раз в несколько лет публикуя результаты своей работы вместе с выводами и рекомендациями мировому сообществу, напоминая, какой газ провоцирует возникновение парникового эффекта.
Кроме того, большинство экономически активных стран подписали несколько основополагающих документов, направленных на сокращение выбросов парниковых газов: Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1994 год), Киотский протокол (2005 год) и Парижское соглашение (2015 год).
Каждый из упомянутых договоров направлен на внедрение таких инициатив:
- Регламентирование и жёсткий контроль над потреблением природных (ископаемых) источников энергии: угля, газа, нефти.
- Оптимизация потребления энергии и её экономия на действующих предприятиях.
- Внедрение и модернизация технологий по сбережению энергии.
- Популяризация велотранспорта, общественного транспорта, электромобилей и личного электротранспорта через государственные льготы и субсидии.
- Внедрение и популяризация альтернативных видов энергетики, создание государственных программ и инициатив, поддерживающих предприятия, перешедшие на возобновляемые источники энергии — солнце, ветер, воду.
- Изобретение и внедрение новых, экологически безопасных хладагентов.
- Экологические и природозащитные инициативы по защите лесов и предотвращению лесных пожаров.
К сожалению, учёным приходится констатировать тот факт, что даже все эти меры разом не смогут остановить ущерб атмосфере, а уж тем более — компенсировать. Максимум, на что мы можем рассчитывать, так это на постепенное снижение вредного воздействия. И это лишь очередное доказательство, что нам с вами (как и всему миру) нужно как можно скорее осознать масштаб этой проблемы и прикладывать максимум усилий, чтобы решить её.
Свойство парниковых газов — аккумулировать отражённую солнечную энергию, часть которой возвращается в космос. В то же время порядка 80% тепла достигает земли и её водной поверхности, из-за чего поверхность планеты постепенно нагревается. Какие газы приводят к образованию парникового эффекта?
Содержание:Показать
Водяной пар
Этот газ с химической формулой H2O занимает лидирующее место среди парниковых газов (около 60%).
Образование водяного пара обусловлено естественными причинами путём процесса испарения с водных поверхностей и рассчитывается по формуле Клаузиуса-Клайперона. К особенностям водяного пара можно отнести то, что при увеличении температуры воздуха наблюдается повышение концентрации водяного пара. Также данный газ зависит от колебаний концентрации углекислого газа.
Также, кроме негативного эффекта на экологию планеты, следует отметить положительную сторону испарения жидкости — происходит формирование плотной массы облаков, которые частично защищают атмосферу от перегрева солнечными лучами.
Экологические проблемы современной России
ЧитатьПарниковый эффект, его участие в будущем Земли
ПодробнееВлияние вырубки лесов на мировую экологию
СмотретьУглекислый газ
Имеет химическую формулу СО2 и относится к основным парниковым газам. Дает более половины суммарного эффекта всех парниковых газов, если исключить водяной пар из расчетов. Доля углекислого газа сейчас около 7,2 °С.
Источники углекислого газа:
- естественные — извержение вулканов, разложение органических веществ, выделение в процессе дыхания человека, животных и растений;
- искусственные — автомобильный транспорт, промышленные выбросы при переработке угля.
Вы знали, что даже в результате курения в воздух выделяется 59% азота и более 13% оксида углерода за сигарету?
ДаНет
Период действия углекислого газа составляет порядка пяти лет, но при взаимодействии с поверхностью океана и его дна это время увеличивается до 150 лет.
Как и прочие парниковые газы (исключение — водяной пар), двуокись углерода выдерживает значительные минусовые температуры и продолжает оказывать влияние на парниковый эффект при большой высоте и широте.
Озон
Следует учитывать, что данный газ существует двух видов: содержащийся в озоновом слое и тропосферный озон. С точки зрения негативного действия на атмосферу, следует рассматривать именно тропосферный озон (O3). Его распределение в пространстве и времени определяется химическими, радиационными и динамическими процессами. Озон переносится из стратосферы вниз в тропосферу, производится при фотоокислении метана, окиси углерода и других газов в присутствии окислов азота, разрушается на поверхности частиц и земной поверхности и при реакциях с радикалами ОН и НО2.
O3 образуется в результате загрязнения воздуха транспортным сообщением и при работе угольной промышленности.
Наибольшее его количество зафиксировано в странах с жарким климатом. Период жизни озона в тропосфере составляет около месяца, но из-за переменчивости процессов его формирования количество озона очень переменчиво во времени и в пространстве, особенно над сушей, поэтому его последствия можно отнести, скорее, к локальным, нежели к глобальным.
На улицы города опустился густой желтый туман. Есть ли повод для беспокойства и как обезопасить свое здоровье?
ЧитатьАварии с выбросом радиоактивных веществ, определившие путь развития ядерной энергетики
ПодробнееЭкологические катастрофы: неизбежность или халатность? Основные причины и классификации катастроф
СмотретьОсновные виды естественных и искусственных источников загрязнения атмосферы и вред, которые они наносят
ДалееОбщий вклад озона в парниковый эффект оценивается около 2,4 °С. Тем не менее озон увеличивает действие самого углекислого газа в два раза и снижает приток энергии от Солнца к земной поверхности. Поэтому если опустить уровень озона до пределов нормы, то можно уменьшить воздействие углекислого газа на ближайшие 20 лет.
Фреоны
Представляют собой группу углеводородов с низкой температурой кипения. Общая химическая формула CXClYFZ.
Основная опасность фреонов — длительный период жизни в составе атмосферы: более, чем 50-70 лет. Также фреоны оказывают действие на парниковый эффект в 1300-8500 раз большее, чем углекислый газ, при этом количество газов оценивается в сотые доли процента.
Основная область применения — в качестве хладагентов в холодильных установках, а также вспенивателей, растворителей и др.
В настоящее время производство техники с содержанием фреона на территории РФ и зарубежных стран запрещено.
Метан
Газ с химической формулой CH4, относящийся к классу алканов. Содержится в больших количествах в атмосфере, является вторым по степени влияния на парниковый эффект после углекислого газа. Несмотря на ограниченное время пребывания в атмосфере (в среднем 10 лет) и меньшую его концентрацию по сравнению с СО2, его влияние на парниковый эффект десятикратно сильнее, чем углекислый газ. Аналогично углекислому газу деятельность человечества увеличивает концентрацию СН4 быстрее, чем он поглощается естественным образом.
К источникам возникновения метана относят:
- природные — болотистая местность, продукты жизнедеятельности крупного рогатого скота, в особенности коров;
- антропогенные — добыча, сжигание переработка на нефтяных и газовых месторождениях, выращивание рисовых культур.
Нефтяные месторождения мира: запасы и объемы добычи
ЧитатьДобыча сланцевой нефти – влияние на экологию планеты
ПодробнееКрупнейшие месторождения угля в России
СмотретьОсновным природным поглотителем метана выступает сама атмосфера, а также почва, где метан окисляется бактериями.
Оксиды азота
Бинарное химическое соединение с формулой N₂O. Составляет порядка 6% от общего воздействия парниковых газов на экологию планеты. Встречается как в свободном виде в природе, благодаря естественным биологическим реакциям в почве и воде, так и вырабатывается продуктами жизнедеятельности человека. Широко применяется в сельскохозяйственной промышленности, как источник синтетических удобрений для увеличения плодородности почвы. Второй основной источник выработки оксида азота — автомобильный транспорт, использующий в работе бензин и дизельное топливо. Избыток оксида азота провоцирует появление кислотных дождей.
Парниковые газы. Справка — РИА Новости, 22.09.2009
Диоксид карбона (углекислый газ) (СО2) – важнейший источник климатических изменений, на долю которого приходится, по оценкам, около 64% глобального потепления.
Основными источниками выброса углекислого газа в атмосферу являются производство, транспортировка, переработка и потребление ископаемого топлива (86%), сведение тропических лесов и другое сжигание биомассы (12%), и остальные источники (2%), например, производство цемента и окисление моноксида углерода. После выделения молекула двуокиси углерода совершает цикл через атмосферу и биоту и окончательно поглощается океаническими процессами или путем длительного накопления в наземных биологических хранилищах (т.е. поглощается растениями). Количество времени, при котором примерно 63% газа выводится из атмосферы, называется эффективным периодом пребывания. Оцениваемый эффективный период пребывания для углекислого газа колеблется в пределах от 50 до 200 лет.
Метан (СН4) имеет как природное, так и антропогенное происхождение. В последнем случае он образуется в результате производства топлива, пищеварительной ферментации (например, у скота), рисоводства, сведения лесов (главным образом, вследствие горения биомассы и распада избыточной органической субстанции). На долю метана приходится, по оценкам, примерно 20 % глобального потепления. Выбросы метана представляют собой значительной источник парниковых газов.
Закись азота (N2O) – третий по значимости парниковый газ Киотского протокола. Выделяется при производстве и применении минеральных удобрений, в химической промышленности, в сельском хозяйстве и т.п. На него приходится около 6 % глобального потепления.
Перфторуглероды – ПФУ (Perfluorocarbons – PFCs).Углеводородные соединения, в которых фтор частично замещает углерод. Основными источниками эмиссии этих газов являются производство алюминия, электроники и растворителей. При алюминиевой плавке выбросы ПФУ возникают в электрической дуге или при так называемых «анодных эффектах».
Гидрофторуглероды (ГФУ) – углеводородные соединения, в которых галогены частично замещают водород. Газы, созданные для замены озоноразрушающих веществ, имеют исключительно высокие ПГП (140 11700).
Гексафторид серы (SF6) – парниковый газ, использующийся в качестве электроизоляционного материала в электроэнергетике. Выбросы происходят при его производстве и использовании. Чрезвычайно долго сохраняется в атмосфере и является активным поглотителем инфракрасного излучения. Поэтому это соединение, даже при относительно небольших выбросах, обладает потенциальной возможностью влиять на климат в течение продолжительного времени в будущем.
Парниковый эффект от разных газов можно привести к общему знаменателю, выражающему то, насколько 1 тонна того или иного газа дает больший эффект, чем 1 тонна CO2. Для метана переводной коэффициент равен 21, для закиси азота 310, а для некоторых фторсодержащих газов несколько тысяч.
Рекомендованные направления политики и меры по сокращению выбросов парниковых газов, определенные в Киотском протоколе, включают в себя:
1. Повышение эффективности использования энергии в соответствующих секторах национальной экономики;
2. Охрана и повышение качества поглотителей и накопителей парниковых газов с учетом своих обязательств по соответствующим международным природоохранным соглашениям; содействие рациональным методам ведения лесного хозяйства, облесению и лесовозобновлению на устойчивой основе;
3. Поощрение устойчивых форм сельского хозяйства в свете соображений, связанных с изменением климата;
4. Содействие внедрению, проведение исследовательских работ, разработка и более широкое использование новых и возобновляемых видов энергии, технологий поглощения диоксида углерода и инновационных экологически безопасных технологий;
5. Постепенное сокращение или устранение рыночных диспропорций, фискальных стимулов, освобождения от налогов и пошлин, и субсидий, противоречащих цели Конвенции, во всех секторах – источниках выбросов парниковых газов, и применение рыночных инструментов;
6. Поощрение надлежащих реформ в соответствующих секторах в целях содействия осуществлению политики и мер, ограничивающих или сокращающих выбросы парниковых газов;
7. Меры по ограничению и/или сокращению выбросов парниковых газов на транспорте;
Ограничение и/или сокращение выбросов метана путем рекуперации и использования при удалении отходов, а также при производстве, транспортировке и распределении энергии.
Данные положения Протокола носят общий характер и предоставляют Сторонам возможность самостоятельно выбирать и реализовывать тот комплекс политики и мер, который будет в максимальной степени соответствовать национальным обстоятельствам и приоритетам.
Основной источник выбросов парниковых газов в России – энергетический сектор, на который приходится более 1/3 совокупных выбросов. Второе место занимает добыча угля, нефти и газа (16%), третье – промышленность и строительство (около 13%).
Таким образом, наибольший вклад в снижение выбросов парниковых газов в России может внести реализация огромного потенциала энергосбережения. В настоящее время энергоемкость экономики России превышает среднемировой показатель в 2,3 раза, а средний показатель для стран ЕС – в 3,2 раза. Потенциал энергосбережения в России оценивается в 39–47% текущего потребления энергии, и, в основном, он приходится на производство электроэнергии, передачу и распределение тепловой энергии, отрасли промышленности и непроизводительные энергопотери в зданиях.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Какие парниковые газы являются основными?
Парниковые газы поглощают отраженную энергию Солнца, делая атмосферу Земли более теплой. Большая часть солнечной энергии достигает поверхности планеты, а часть отражается обратно в космос. Некоторые газы, присутствующие в атмосфере, поглощают отраженную энергию и перенаправляют ее обратно на Землю в виде тепла. Газы, ответственные за это, называются парниковыми газами, поскольку они играют ту же роль, что и прозрачный пластик или стекло, покрывающие теплицу.
Парниковые газы и деятельность человека
Некоторые парниковые газы выделяются естественным путем в результате лесных пожаров, вулканической активности и биологических процессов. Однако, начиная с возникновения промышленной революции на рубеже XIX века, люди выпускали в атмосферу все большее количество парниковых газов. Это увеличение ускорилось с развитием нефтехимической промышленности.
Парниковый эффект
Тепло, отраженное от парниковых газов, производит измеримое потепление поверхности Земли и океанов. Это глобальное изменение климата оказывает широкомасштабное воздействие на лед, океаны, экосистемы и биоразнообразие Земли.
Основные парниковые газы Земли:
Водяной пар
Водяной пар является наиболее сильным и важным из парниковых газов Земли. Количество водяного пара в атмосфере не может быть непосредственно изменено деятельностью человека — оно определяется температурой воздуха. Чем теплее, тем выше скорость испарения воды с поверхности. В результате, увеличенное испарение приводит к большей концентрации водяного пара в нижней атмосфере, способной поглощать инфракрасное излучение и отражать его вниз.
Углекислый газ (CO2)
Углекислый газ является самым важным парниковым газом. Он высвобождается в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива, извержения вулканов, разложения органических веществ и передвижения транспортных средств. Процесс производства цемента приводит к выбросу большого количества углекислого газа. Вспашка земли также вызывает высвобождение большого количества углекислого газа, обычно хранящегося в почве.
Растительная жизнь, которая поглощает СО2 в процессе фотосинтеза, является важным естественным хранилищем углекислого газа. Морская жизнь также может поглощать растворенный в воде CO2.
Метан
Метан (Ch5) — второй наиболее важный парниковый газ после двуокиси углерода. Он более сильный, чем CO2, но присутствует в атмосфере в гораздо меньших концентрациях. Ch5 может находится в атмосфере в течение более короткого времени, по сравнению с CO2 (время пребывания Ch5 составляет примерно 10 лет, по сравнению с сотнями лет для CO2). Природные источники метана включают в себя: водно-болотные угодья; горение биомассы; процессы жизнедеятельности крупного рогатого скота; выращивание риса; добыча, сжигание и переработка нефти или природного газа и др. Основным природным поглотителем метана является сама атмосфера; другим — почва, где метан окисляется бактериями.
Как и в случае с СО2, деятельность человечества увеличивает концентрацию СН4 быстрее, чем метан поглощается естественным образом.
Тропосферный озон
Следующим наиболее значительным парниковым газом является тропосферный озон (O3). Он образуется в результате загрязнения воздуха и его следует отличать от естественного стратосферного О3, который защищает нас от многих разрушительных солнечных лучей. В нижних частях атмосферы озон возникает при разрушении других химических веществ (например, оксидов азота). Этот озон считается парниковым газом, но он недолговечен и хотя способен в значительной степени способствовать потеплению, его последствия обычно локальные, а не глобальные.
Второстепенные парниковые газы
Второстепенными парниковыми газами выступают оксиды азота и фреоны. Они являются потенциально опасными для окружающей среды. Однако в связи с тем, что их концентрации не такие значительные как вышеупомянутых газов, оценка их влияния на климат полностью не изучена.
Оксиды азота
Оксиды азота находятся в атмосфере благодаря естественным биологическим реакциям в почве и воде. Тем не менее большое количество выделяемого оксида азота вносит значительный вклад в глобальное потепление. Основным источником является производство и использование синтетических удобрений в сельскохозяйственной деятельности. Моторные автомобили выделяют оксиды азота при работе на ископаемых видах топлива, таких как бензин или дизельное топливо.
Фреоны
Фреоны представляют собой группу углеводородов с различными видами использования и характеристиками. Хлорфторуглероды широко используются в качестве хладагентов (в кондиционерах и холодильниках), вспенивателей, растворителей и др. Их производство уже запрещено в большинстве стран, но они по-прежнему присутствуют в атмосфере и наносят ущерб озоновому слою. Гидрофторуглероды служат альтернативой более вредным озоноразрушающим веществам, и вносят гораздо меньший вклад в глобальное изменение климата на планете.
Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту
Понравилась статья? Оставь комментарий и поделись с друзьями
Парниковый эффект и его причины и последствия
Парниковый эффект – это повышение температуры поверхности земли по причине нагрева нижних слоев атмосферы скоплением парниковых газов. В результате температура воздуха больше, чем должна быть, а это приводит к таким необратимым последствиям, как климатические изменения и глобальное потепление. Несколько веков назад эта экологическая проблема существовала, но не была такой явной. С развитием технологий с каждым годом увеличивается количество источников, которые обеспечивают парниковый эффект в атмосфере.
Причины парникового эффекта
Нельзя избегать разговоров об окружающей среде, ее загрязнении, вреде парникового эффекта. Чтобы понять механизм действия этого явления, нужно определить его причины, обсудить последствия и решить, как можно бороться с данной экологической проблемой, пока не поздно. Причины парникового эффекта следующие:
- использование горючих полезных ископаемых в промышленности – угля, нефти, природного газа, при сжигании которых в атмосферу выделяется огромное количество углекислого газа и других вредных соединений;
- транспорт – легковые и грузовые автомобили выделяют выхлопные газы, которые также загрязняют воздух и усиливают парниковый эффект;
- вырубка лесов, которые поглощают углекислый газ и выделяют кислород, а с уничтожением каждого дерева на планете увеличивается количество СО2 в воздухе;
- лесные пожары – еще один источник уничтожения растений на планете;
- увеличение населения влияет на возрастание спроса продуктов питания, одежды, жилища, и чтобы это обеспечить, растет промышленное производство, которое все интенсивнее загрязняет воздух парниковыми газами;
- агрохимия и удобрения содержат различное количество соединений, в результате испарения которых выделяется азот – один из парниковых газов;
- разложение и горение мусора на полигонах способствуют увеличению парниковых газов.
Влияние парникового эффекта на климат
Рассматривая результаты парникового эффекта, можно определить, что основной из них – это климатические изменения. Поскольку ежегодно возрастает температура воздуха, воды морей и океанов интенсивнее испаряются. Некоторые ученые прогнозируют, что через 200 лет станет заметным такое явление, как «высыхание» океанов, а именно значительное понижение уровня воды. Это одна сторона проблемы. Другая же заключается в том, что повышение температуры приводит к таянию ледников, что способствует повышению уровня вод Мирового океана, и приводит к затоплению берегов континентов и островов. Увеличение количества потопов и затопления прибережных районов свидетельствует о том, что уровень океанических вод с каждым годом увеличивается.
Повышение температуры воздуха приводит к тому, что территории, которые мало увлажняются атмосферными осадками, становятся засушливыми и непригодными для жизни. Здесь гибнут урожаи, что приводит к продовольственному кризису населения данной местности. Также животным не находится пропитания, поскольку из-за недостатка воды вымирают растения.
Многие люди уже привыкли к погодно-климатическим условиям на протяжении своей жизни. Поскольку повышается температура воздуха из-за парникового эффекта, на планете наступает глобальное потепление. Люди не выдерживает высоких температур. К примеру, если ранее средняя летняя температура была +22-+27, то повышение до +35-+38 приводит к солнечным и тепловым ударам, обезвоживанию и проблемам с сердечно-сосудистой системой, велика опасность возникновения инсульта. Специалисты при аномальной жаре дают людям следующие рекомендации:
- — сократить количество передвижений по улице;
- — уменьшить физические нагрузки;
- — избегать прямых солнечных лучей;
- — увеличить употребление простой очищенной воды до 2-3 литров в сутки;
- — закрыть голову от солнца головным убором;
- — по возможности проводить время днем в прохладном помещении.
Как минимизировать парниковый эффект
Зная, как возникают парниковые газы, необходимо устранить источники их возникновения, чтобы остановить глобальное потепление и другие негативные последствия парникового эффекта. Даже один человек может что-то изменить, а если к нему присоединятся родственники, друзья, знакомые, они покажут пример остальным людям. Это уже гораздо большее количество сознательных жителей планеты, которые будут направлять свои действия на сохранение окружающей среды.
В первую очередь нужно прекратить вырубку лесов, сажать новые деревья и кустарники, поскольку они поглощают углекислый газ и вырабатывают кислород. Используя электромобили, сократится количество выхлопных газов. Кроме того, можно с машин пересаживаться на велосипеды, что удобней, дешевле и безопасней для экологии. Также ведутся разработки альтернативного топлива, которое, к сожалению, медленными темпами внедряется в нашу повседневную жизнь.
Занимательное видео о парниковом эффекте
Самое важное решение проблемы парникового эффекта – это привлекать к ней внимание мировой общественности, а также делать все зависящее от нас, чтобы уменьшить количество скопления парниковых газов. Если вы посадите несколько деревьев, то уже окажете огромную помощь нашей планете.
Влияние парникового эффекта на здоровье людей
Первостепенно последствия парникового эффекта отражаются на климате и окружающей среде, но не менее губительно его влияние на здоровье людей. Это как бомба замедленного действия: спустя много лет мы сможем увидеть последствия, но уже ничего не сможем изменить.
Ученые прогнозируют, что наиболее подвержены заболеваниям люди с низким и нестабильным материальным положением. Если люди будут плохо питаться и недополучать некоторые продукты питания из-за нехватки денег, это приведет к недоеданию, голоду и развитию заболеваний (не только системы ЖКТ). Поскольку из-за парникового эффекта наступает летом аномальная жара, с каждым годом увеличивается количество людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Так у людей повышается или понижается давление, случаются сердечные приступы и приступы эпилепсии, происходят обмороки и тепловые удары.
Повышение температуры воздуха приводит к развитию следующих заболеваний и эпидемий:
- лихорадка Эбола;
- бабесиосис;
- холера;
- птичий грипп;
- чума;
- туберкулез;
- внешние и внутренние паразиты;
- сонная болезнь;
- желтая лихорадка.
Эти болезни очень быстро географически распространяются, поскольку высокая температура атмосферы способствует перемещению различных инфекций и переносчиков заболеваний. Это различные животные и насекомые, такие как мухи Цеце, энцефалитные клещи, малярийные комары, птицы, мыши и т.д. Из теплых широт эти переносчики переселяются на север, поэтому люди, проживающие там, подвергаются заболеваниям, поскольку не имеют к ним иммунитета.
Таким образом, парниковый эффект становится причиной глобального потепления, а это приводит ко многим недугам и инфекционным заболеваниям. В результате эпидемий умирают тысячи людей в разных странах мира. Борясь с проблемой глобального потепления и парникового эффекта, мы сможем улучшить экологию и как следствие – состояние здоровья людей.
Что такое парниковый эффект?
Краткий ответ:
Парниковый эффект — это процесс, который происходит, когда газы в атмосфере Земли задерживают тепло Солнца. Этот процесс делает Землю намного теплее, чем без атмосферы. Парниковый эффект — это то, что делает Землю комфортным местом для жизни.
Посмотрите это видео, чтобы узнать о парниковом эффекте!
Как работает парниковый эффект?
Как и следует из названия, парниковый эффект работает … как теплица! Теплица — это здание со стеклянными стенами и стеклянной крышей.Теплицы используются для выращивания растений, таких как помидоры и тропические цветы.
Теплица внутри, даже зимой. Днем солнечный свет светит в теплицу и согревает растения и воздух внутри. Ночью на улице холоднее, но теплица внутри довольно теплая. Это потому, что стеклянные стены теплицы улавливают солнечное тепло.
Теплица собирает тепло от Солнца в течение дня. Его стеклянные стены удерживают тепло Солнца, благодаря чему растения в теплице остаются теплыми даже в холодные ночи.Предоставлено: NASA / JPL-Caltech
.Парниковый эффект работает почти так же на Земле. Газы в атмосфере, такие как углекислый газ, задерживают тепло так же, как стеклянная крыша теплицы. Эти улавливающие тепло газы называются парниковыми газами.
В течение дня Солнце светит сквозь атмосферу. Поверхность Земли нагревается на солнце. Ночью поверхность Земли охлаждается, выпуская тепло обратно в воздух. Но часть тепла удерживается парниковыми газами в атмосфере.Это то, что держит нашу Землю в тепле и уюте в среднем на 58 градусов по Фаренгейту (14 градусов по Цельсию).
Атмосфера Земли задерживает часть солнечного тепла, не давая ему уйти обратно в космос ночью. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech
.Как люди влияют на парниковый эффект?
Человеческая деятельность меняет естественный парниковый эффект Земли. Сжигание ископаемого топлива, такого как уголь и нефть, приводит к увеличению количества углекислого газа в нашей атмосфере.
НАСА наблюдало увеличение количества углекислого газа и некоторых других парниковых газов в нашей атмосфере.Слишком большое количество этих парниковых газов может привести к тому, что атмосфера Земли будет удерживать все больше и больше тепла. Это заставляет Землю нагреваться.
Что уменьшает парниковый эффект на Земле?
Так же, как стеклянная теплица, теплица Земли также полна растений! Растения могут помочь сбалансировать парниковый эффект на Земле. Все растения — от гигантских деревьев до крошечного фитопланктона в океане — поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
Океан также поглощает много избыточного углекислого газа в воздухе.К сожалению, увеличение содержания углекислого газа в океане меняет воду, делая ее более кислой. Это называется подкислением океана.
Больше кислой воды может быть вредным для многих морских существ, таких как некоторые моллюски и кораллы. Потепление океанов — от слишком большого количества парниковых газов в атмосфере — также может быть вредным для этих организмов. Теплые воды являются основной причиной обесцвечивания кораллов.
На этой фотографии изображен обесцвеченный мозговой коралл. Основной причиной обесцвечивания кораллов является потепление океанов.Подкисление океана также оказывает воздействие на сообщества коралловых рифов. Кредит: NOAA
,Выбросы парниковых газов: причины и источники
За борьбой с глобальным потеплением и изменением климата стоит рост парниковых газов в нашей атмосфере. Парниковый газ — это любое газообразное соединение в атмосфере, способное поглощать инфракрасное излучение, задерживая и удерживая тепло в атмосфере. Увеличивая тепло в атмосфере, парниковые газы ответственны за парниковый эффект, который в конечном итоге приводит к глобальному потеплению.
Солнечная радиация и «парниковый эффект»
Глобальное потепление не является новой концепцией в науке.Основы этого явления были разработаны Сванте Аррениусом более 18 лет назад в 1896 году. Его статья, опубликованная в «Философском журнале» и «Журнале науки», была первой, в которой количественно оценили вклад углекислого газа в то, что ученые теперь называют «теплицей». эффект «.
Парниковый эффект возникает из-за того, что Солнце бомбардирует Землю огромным количеством радиации, которая поражает атмосферу Земли в форме видимого света, а также ультрафиолетового (УФ), инфракрасного (ИК) и других типов излучения, которые невидимы для человеческого глаза. ,Около 30 процентов радиации, падающей на Землю, отражается обратно в космос облаками, льдом и другими отражающими поверхностями. По данным НАСА, оставшиеся 70 процентов поглощаются океанами, землей и атмосферой.
Когда они поглощают излучение и нагреваются, океаны, земля и атмосфера выделяют тепло в виде инфракрасного теплового излучения, которое выходит из атмосферы в космос. По данным НАСА, баланс между входящим и исходящим излучением поддерживает общую среднюю температуру Земли на уровне около 59 градусов по Фаренгейту (15 градусов по Цельсию).
Этот обмен входящей и исходящей радиацией, которая согревает Землю, называется парниковым эффектом, потому что теплица работает почти так же. Поступающее ультрафиолетовое излучение легко проходит через стеклянные стены теплицы и поглощается растениями и твердыми поверхностями внутри. Однако слабое ИК-излучение с трудом проходит сквозь стеклянные стены и задерживается внутри, нагревая теплицу.
Как парниковые газы влияют на глобальное потепление
Газы в атмосфере, которые поглощают радиацию, известны как «парниковые газы» (иногда сокращенно ПГ), потому что они в значительной степени ответственны за парниковый эффект.Парниковый эффект, в свою очередь, является одной из основных причин глобального потепления. По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), наиболее значительными парниковыми газами являются водяной пар (H2O), диоксид углерода (CO2), метан (Ch5) и закись азота (N2O). «Хотя кислород (O2) является вторым наиболее распространенным газом в нашей атмосфере, O2 не поглощает тепловое инфракрасное излучение», — сказал Майкл Дейли, доцент кафедры экологических наук в Lasell College в Массачусетсе.
Хотя некоторые утверждают, что глобальное потепление является естественным процессом и что всегда присутствовали парниковые газы, количество газов в атмосфере взлетело в недавнюю историю.До промышленной революции содержание СО2 в атмосфере колебалось между примерно 180 частями на миллион (ч / млн) во время ледникового периода и 280 ч / млн во время межледниковых теплых периодов. Однако после промышленной революции количество СО2 увеличилось в 100 раз быстрее, чем увеличение, когда закончился последний ледниковый период, согласно данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA).
Фторированные газы, то есть газы, в которые был добавлен элементный фтор, включая гидрофторуглероды, перфторуглероды и гексафторид серы, образуются в ходе промышленных процессов и также считаются парниковыми газами.Хотя они присутствуют в очень малых концентрациях, они очень эффективно задерживают тепло, что делает их газами с высоким потенциалом глобального потепления (GWP).
Хлорфторуглероды (ХФУ), когда-то использовавшиеся в качестве хладагентов и аэрозольных пропеллентов до тех пор, пока они не будут прекращены международным соглашением, также являются парниковыми газами.
Существуют три фактора, влияющих на степень влияния любого парникового газа на глобальное потепление:
- Его содержание в атмосфере.
- Как долго он остается в атмосфере.
- Его потенциал глобального потепления.
Двуокись углерода оказывает значительное влияние на глобальное потепление отчасти из-за его обилия в атмосфере. По данным EPA, в 2016 году выбросы парниковых газов в США составили 6 511 миллионов метрических тонн (7 177 миллионов тонн) эквивалентов углекислого газа, что составило 81 процент всех антропогенных парниковых газов — на 2,5 процента меньше, чем годом ранее. Кроме того, CO2 остается в атмосфере в течение тысяч лет.
Однако метан в 21 раз эффективнее поглощает радиацию, чем CO2, что дает ему более высокий рейтинг ПГП, даже если он остается в атмосфере всего около 10 лет, согласно EPA.
Источники парниковых газов
Некоторые парниковые газы, такие как метан, производятся в сельском хозяйстве, включая навоз скота. Другие, такие как CO2, в основном являются результатом естественных процессов, таких как дыхание и сжигание ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и газ.
Вторая причина выброса CO2 — вырубка лесов, согласно исследованию, опубликованному Университетом Дьюка. Когда деревья убивают для производства товаров или тепла, они выделяют углерод, который обычно сохраняется для фотосинтеза.По данным Глобальной оценки лесных ресурсов 2010 года, этот процесс выбрасывает в атмосферу почти миллиард тонн углерода в год.
Лесоводство и другие методы землепользования могут компенсировать некоторые из этих выбросов парниковых газов, согласно EPA.
«Пересадка помогает уменьшить накопление углекислого газа в атмосфере, поскольку растущие деревья выделяют углекислый газ посредством фотосинтеза», — сказал Дейли в интервью Live Science. «Однако леса не могут изолировать весь углекислый газ, который мы выбрасываем в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива, и сокращение выбросов ископаемого топлива все еще необходимо, чтобы избежать накопления в атмосфере».«
Во всем мире выпуск парниковых газов вызывает серьезную обеспокоенность. Со времени начала промышленной революции до 2009 года уровни CO2 в атмосфере увеличились почти на 38 процентов, а уровни метана увеличились на 148 процентов, по данным НАСА. и большая часть этого роста произошла за последние 50 лет. Из-за глобального потепления 2016 год стал самым теплым за всю историю наблюдений, а с 2018 годом — четвертым самым теплым, 20 самых жарких за всю историю наблюдений наступили после 1998 года. По данным Всемирной Метеорологической Организации.
«Потепление, которое мы наблюдаем, влияет на циркуляцию атмосферы, которая влияет на характер осадков во всем мире», — сказал Джозеф Верн, доцент кафедры геологии и планетологии в Университете Питтсбурга. «Это приведет к большим экологическим изменениям и вызовам для людей во всем мире».
будущее нашей планеты. и беспрецедентные социальные потрясения — будут неизбежны.
В ответ на проблемы, вызванные глобальным потеплением парниковых газов, правительство США разработало план действий в области климата в 2013 году. А в апреле 2016 года представители 73 стран подписали Парижское соглашение, международный пакт по борьбе с изменением климата, инвестируя в устойчивое будущее с низким уровнем выбросов углерода, согласно Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН). США были включены в число стран, которые согласились с соглашением в 2016 году, но начали процедуру выхода из Парижского соглашения в июне 2017 года.
Согласно EPA, выбросы парниковых газов в 2016 году были на 12 процентов ниже, чем в 2005 году, отчасти из-за значительного снижения сжигания ископаемого топлива в результате перехода на природный газ из угля. Более теплые зимние условия в те годы также снизили потребность многих домов и предприятий в повышении температуры.
Исследователи по всему миру продолжают работать над поиском путей снижения выбросов парниковых газов и смягчения их последствий. По словам Дины Лич, доцента биологических и экологических наук в Университете Лонгвуда в Вирджинии, одно из потенциальных решений, которые изучают ученые, — это высасывать двуокись углерода из атмосферы и закапывать ее под землей на неопределенное время
«То, что мы можем сделать, это минимизировать количество углерода, которое мы там накапливаем, и, как следствие, минимизировать изменение температуры», — сказал Лич. «Однако окно действия быстро закрывается».
Дополнительные ресурсы :
Эта статья была обновлена 3 января 2019 года участником Live Science Рэйчел Росс.
,. В то время как другие планеты в солнечной системе Земли либо палят, либо сильно падают, температура поверхности Земли относительно мягкая и стабильная. Земля наслаждается этими температурами из-за своей атмосферы, которая представляет собой тонкий слой газов, которые скрывают и защищают планету.
Тем не менее, 97 процентов климатологов согласны с тем, что люди за последние два столетия кардинально изменили атмосферу Земли, что привело к глобальному потеплению.Чтобы понять глобальное потепление, сначала необходимо ознакомиться с парниковым эффектом.
Вход энергии, выход энергии
Каждый день по всей Земле происходит тонкий балансировочный акт, включающий излучение, которое планета получает из космоса, и излучение, которое отражается обратно в космос.
Земля постоянно бомбардируется огромным количеством радиации, прежде всего от Солнца. Это солнечное излучение воздействует на атмосферу Земли в форме видимого света, а также ультрафиолетового (УФ), инфракрасного (ИК) и других видов излучения, которые невидимы для человеческого глаза.
УФ-излучение имеет меньшую длину волны и более высокий уровень энергии, чем видимый свет, в то время как ИК-излучение имеет большую длину волны и более низкий уровень энергии. По данным НАСА, около 30 процентов радиации, попадающей в атмосферу Земли, немедленно отражается обратно в космос облаками, льдом, снегом, песком и другими отражающими поверхностями. Оставшиеся 70 процентов поступающей солнечной радиации поглощаются океанами, землей и атмосферой. По мере нагревания океаны, суша и атмосфера выделяют тепло в форме инфракрасного теплового излучения, которое выходит из атмосферы в космос.
Именно это равновесие входящей и исходящей радиации делает Землю пригодной для жизни, со средней температурой около 59 градусов по Фаренгейту (15 градусов по Цельсию), согласно НАСА. Без этого атмосферного равновесия Земля была бы такой же холодной и безжизненной, как ее луна, или такой же пылающей, как Венера. Луна, которая почти не имеет атмосферы, имеет около минус 243 F (минус 153 C) на своей темной стороне. Венера, с другой стороны, имеет очень плотную атмосферу, которая улавливает солнечную радиацию; средняя температура на Венере составляет около 864 F (462 C).
Парниковый эффект
Обмен входящей и исходящей радиацией, которая согревает Землю, часто называют парниковым эффектом, потому что теплица работает во многом аналогичным образом.
Поступающее ультрафиолетовое излучение легко проходит через стеклянные стены теплицы и поглощается растениями и твердыми поверхностями внутри. Однако более слабое ИК-излучение с трудом проходит сквозь стеклянные стены и задерживается внутри, тем самым нагревая теплицу. Этот эффект позволяет тропическим растениям развиваться в теплице даже в холодную зиму.
Подобное явление имеет место в автомобиле, припаркованном на улице в холодный солнечный день. Входящее солнечное излучение нагревает салон автомобиля, но выходящее тепловое излучение задерживается в закрытых окнах автомобиля.
Газы в атмосфере могут отражать или улавливать тепловую энергию, очень похоже на то, что происходит в теплице для растений. (Фото предоставлено Россом Торо, автором Livescience)Парниковые газы и глобальное потепление
«Молекулы газа, которые поглощают тепловое инфракрасное излучение и находятся в достаточно значительном количестве, могут форсировать климатическую систему.Молекулы газа такого типа называются парниковыми газами », — сказал Майкл Дейли, доцент кафедры экологических наук в колледже Lasell,« Живые науки ». Углекислый газ (CO 2) и другие парниковые газы действуют как одеяло, поглощая ИК-излучение и предотвращая его. от побега в космос. Чистым эффектом является постепенное нагревание атмосферы и поверхности Земли, процесс, известный как глобальное потепление.
Эти парниковые газы включают водяной пар, CO 2 , метан, закись азота (N 2 O ) и другие газы, согласно Агентству по охране окружающей среды (EPA).Со времени начала промышленной революции в начале 1800-х годов сжигание ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и бензин, значительно увеличило концентрацию парниковых газов в атмосфере, особенно CO 2 , Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA). «Вырубка лесов является вторым по величине антропогенным источником углекислого газа в атмосферу в диапазоне от 6 до 17 процентов», — сказал Дейли.
Атмосферный уровень CO 2 увеличились более чем на 40 процентов с начала промышленной революции, с примерно 280 частей на миллион (ppm) в 1800-х годах до 400 ppm сегодня.По данным Калифорнийского университета, Института океанографии им. Скриппса Сан-Диего, последний раз, когда атмосферные уровни СО 2 на Земле достигали 400 частей на миллион, были в эпоху плиоцена, между 5 и 3 миллионами лет назад.
Парниковый эффект в сочетании с повышением уровня парниковых газов и вытекающим из этого глобальным потеплением, как ожидается, будет иметь серьезные последствия, согласно почти универсальному консенсусу ученых.
Если глобальное потепление останется без контроля, это приведет к значительному изменению климата, повышению уровня моря, увеличению подкисления океана, экстремальным погодным явлениям и другим серьезным природным и общественным воздействиям, в соответствии с НАСА, EPA и другими научными и правительственными органами.
Есть те, кто говорит, что газы не являются причиной глобального потепления, хотя это противоречит мнению мирового научного сообщества. «Я думаю, что точное измерение человеческой деятельности на климате является чем-то очень сложным, и есть огромные разногласия по поводу степени воздействия. Поэтому нет, я бы не согласился, что это основной источник глобального потепления, которое мы видим», Шеф EPA Скотт Пруитт рассказал утреннему новостному шоу CNBC «Squawk Box» 9 марта 2017 года.[Углекислый газ нагревает планету (вот как)]
Можно ли обратить вспять парниковый эффект?
Многие ученые сходятся во мнении, что ущерб атмосфере и климату Земли прошел точку невозврата или что ущерб близок к точке невозврата. «Я согласен с тем, что мы прошли путь, позволяющий избежать изменения климата», — сказал в прямом эфире Джозеф Верн, доцент кафедры геологии и планетологии в университете Питтсбурга. По мнению Верна, с этого момента есть три варианта:
- Ничего не делать и жить с последствиями.
- Адаптация к изменяющемуся климату (который включает такие вещи, как повышение уровня моря и связанные с этим наводнения).
- Снижение воздействия изменения климата путем агрессивной политики, которая фактически снижает концентрацию CO2 в атмосфере.
Кейт Питерман, профессор химии в Йоркском колледже Пенсильвании, и Грегори Фой, адъюнкт-профессор химии в Йоркском колледже Пенсильвании, считают, что ущерб еще не наступил, и что международные соглашения и действия могут сохранить атмосферу планеты.
В настоящее время некоторые ученые изучают, как реорганизовать атмосферу, чтобы обратить вспять глобальное потепление. Например, теории, опубликованные в журнале Science в июле 2017 года Ириком Ломаном и Блажем Гаспарини, исследователями из Института атмосферных и климатических исследований в ETH Цюрих в Швейцарии, предложили уменьшить перистые облака, которые удерживают тепло.
«Если перистые облака ведут себя как одеяло вокруг Земли, вы пытаетесь избавиться от этого одеяла», — сказал Ломанн, профессор экспериментальной физики атмосферы в ETH Zurich, «Живой науке».[Охладить планету? Геоинженерия легче сказать, чем сделать] «Вы удаляете водяной пар, удаляете влагу и предотвращаете нормальное образование перистых облаков», — сказал Ломанн.
Для получения последней информации о парниковом эффекте посетите:
Дополнительные ресурсы
,Глобальное потепление описывает текущее повышение средней температуры воздуха и океанов Земли. Глобальное потепление часто называют самым свежим примером изменения климата.
Климат Земли много раз менялся. Наша планета прошла через многочисленные ледниковые периоды, в течение которых ледяные щиты и ледники покрывали большие части Земли. Это также пережило теплые периоды, когда температура была выше, чем сегодня.
Прошлые изменения температуры Земли происходили очень медленно, в течение сотен тысяч лет. Тем не менее, недавняя тенденция потепления происходит гораздо быстрее, чем когда-либо. Естественных циклов потепления и охлаждения недостаточно, чтобы объяснить количество потепления, которое мы испытали за такое короткое время — это может объяснить только деятельность человека. Ученые обеспокоены тем, что климат меняется быстрее, чем некоторые живые существа могут приспособиться к нему.
В 1988 году Всемирная метеорологическая организация и Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде создали комитет климатологов, метеорологов, географов и других ученых со всего мира.В эту Межправительственную группу экспертов по изменению климата (МГЭИК) входят тысячи ученых, которые проводят обзор самых современных доступных исследований, связанных с глобальным потеплением и изменением климата. МГЭИК оценивает риск изменения климата, вызванного деятельностью человека.
Согласно последнему докладу МГЭИК (в 2007 году), средняя температура поверхности Земли поднялась примерно на 0,74 градуса по Цельсию (1,33 градуса по Фаренгейту) за последние 100 лет. Увеличение больше в северных широтах. МГЭИК также установила, что сухопутные районы прогреваются быстрее, чем океаны.МГЭИК утверждает, что большая часть повышения температуры с середины 20-го века, вероятно, связана с деятельностью человека.
Парниковый эффект
Человеческая деятельность способствует глобальному потеплению за счет усиления парникового эффекта. Парниковый эффект возникает, когда определенные газы, известные как парниковые газы, накапливаются в атмосфере Земли. Эти газы, которые естественным образом встречаются в атмосфере, включают диоксид углерода, метан, оксид азота и фторсодержащие газы, иногда известные как хлорфторуглероды (ХФУ).
Парниковые газы позволяют солнечному свету сиять на поверхности Земли, но они задерживают тепло, которое отражается обратно в атмосферу. Таким образом, они действуют как изолирующие стеклянные стены теплицы. Парниковый эффект сохраняет климат Земли комфортным. Без этого температура поверхности была бы ниже примерно на 33 градуса Цельсия (60 градусов по Фаренгейту), и многие формы жизни замерзали бы.
После промышленной революции в конце 1700-х и начале 1800-х годов люди выпускают в атмосферу большое количество парниковых газов.Эта сумма взлетела в прошлом веке. Выбросы парниковых газов увеличились на 70 процентов в период с 1970 по 2004 год. За это время выбросы диоксида углерода, наиболее важного парникового газа, увеличились примерно на 80 процентов. Количество углекислого газа в атмосфере сегодня намного превышает естественный диапазон, наблюдаемый за последние 650 000 лет.
Большая часть углекислого газа, попадающего в атмосферу, образуется при сжигании ископаемого топлива, такого как нефть, уголь и природный газ. Автомобили, грузовики, поезда и самолеты сжигают ископаемое топливо.Многие электростанции также сжигают ископаемое топливо.
Другой способ выброса углекислого газа в атмосферу — вырубка лесов. Это происходит по двум причинам. Разлагающийся растительный материал, включая деревья, выпускает тонны углекислого газа в атмосферу. Живые деревья поглощают углекислый газ. Уменьшая количество деревьев, поглощающих углекислый газ, газ остается в атмосфере.
Большая часть метана в атмосфере поступает от животноводства, захоронения отходов и производства ископаемого топлива, такого как добыча угля и переработка природного газа.Закись азота происходит из сельскохозяйственной технологии и сжигания ископаемого топлива.
Фторированные газы включают хлорфторуглероды, гидрохлорфторуглероды и гидрофторуглероды. Эти парниковые газы используются в аэрозольных баллонах и холодильных установках.
Все эти виды деятельности человека добавляют в атмосферу парниковые газы, задерживая больше тепла, чем обычно, и способствуя глобальному потеплению.
Влияние глобального потепления
Даже небольшое повышение средней глобальной температуры может иметь огромные последствия.Возможно, самый большой и наиболее очевидный эффект заключается в том, что ледники и ледяные шапки тают быстрее, чем обычно. Талая вода стекает в океаны, в результате чего уровень моря поднимается и океаны становятся менее солеными.
Ледяные щиты и ледники естественным образом продвигаются и отступают. Поскольку температура Земли изменилась, ледовые щиты росли и сокращались, а уровень моря падал и повышался. Древние кораллы, найденные на суше во Флориде, Бермудских Островах и Багамах, показывают, что уровень моря должен был быть на 5-6 метров (16-20 футов) выше 130 000 лет назад, чем сегодня.Земля не должна нагреваться в духовке, чтобы растопить ледники. Северное лето было всего на 3-5 градусов Цельсия (5-9 градусов по Фаренгейту) теплее во времена этих древних окаменелостей, чем сегодня.
Однако скорость глобального потепления беспрецедентна. Эффекты неизвестны.
Ледники и ледяные шапки занимают сегодня около 10 процентов суши в мире. Они содержат около 75 процентов пресной воды в мире. Если бы весь этот лед растаял, уровень моря поднялся бы примерно на 70 метров (230 футов).МГЭИК сообщила, что глобальный уровень моря повышался примерно на 1,8 миллиметра (0,07 дюйма) в год в период с 1961 по 1993 год и 3,1 миллиметра (0,12 дюйма) в год с 1993 года. такие районы, как Бангладеш, Нидерланды и штат Флорида США. Вынужденная миграция затронет не только те районы, но и регионы, в которые бегут «климатические беженцы». Миллионы людей в таких странах, как Боливия, Перу и Индия, зависят от талой ледяной воды для питья, орошения и гидроэнергетики.Быстрая потеря этих ледников опустошит эти страны.
Таяние ледников уже немного подняло глобальный уровень моря. Тем не менее, ученые открывают для себя способы повышения уровня моря еще быстрее. Например, таяние ледника Чакалтая в Боливии обнажило темные скалы под ним. Камни поглощают тепло солнца, ускоряя процесс таяния.
Многие ученые используют термин «изменение климата» вместо «глобального потепления». Это связано с тем, что выбросы парниковых газов влияют не только на температуру.Другой эффект связан с изменениями осадков, таких как дождь и снег. Схемы осадков могут измениться или стать более экстремальными. В течение 20-го века количество осадков увеличилось в восточной части Северной и Южной Америки, Северной Европы, Северной и Центральной Азии. Тем не менее, он сократился в некоторых частях Африки, Средиземноморья и некоторых частях Южной Азии.
Будущие изменения
Никто не может заглянуть в хрустальный шар и предсказать будущее с уверенностью.Тем не менее, ученые могут дать оценку будущего роста населения, выбросов парниковых газов и других факторов, влияющих на климат. Они могут ввести эти оценки в компьютерные модели, чтобы выяснить наиболее вероятные последствия глобального потепления.
МГЭИК прогнозирует, что выбросы парниковых газов продолжат увеличиваться в течение следующих нескольких десятилетий. В результате они предсказывают, что средняя глобальная температура увеличится примерно на 0,2 градуса по Цельсию (0,36 градуса по Фаренгейту) за десятилетие.Даже если мы снизим выбросы парниковых газов и аэрозолей до уровня 2000 года, мы все равно можем ожидать потепления примерно на 0,1 градуса Цельсия (0,18 градуса по Фаренгейту) в течение десятилетия.
Группа также предсказывает, что глобальное потепление будет способствовать серьезным изменениям в водоснабжении по всему миру. По прогнозам МГЭИК, к середине XXI века речной сток и наличие воды, скорее всего, увеличатся в высоких широтах и в некоторых тропических районах. Однако во многих засушливых регионах в средних широтах и тропиках водные ресурсы будут уменьшаться.
В результате миллионы людей могут столкнуться с нехваткой воды. Нехватка воды уменьшает количество воды, доступной для питья, электричества и гигиены. Нехватка также уменьшает количество воды, используемой для орошения. Сельскохозяйственное производство будет замедляться, а цены на продовольствие будут расти. Последовательные годы засухи на Великих равнинах Соединенных Штатов и Канады имели бы такой эффект.
Данные МГЭИК также предполагают, что частота тепловых волн и экстремальных осадков увеличится. Погодные явления, такие как штормы и тропические циклоны, станут более интенсивными.Сами штормы могут быть более сильными, более частыми и продолжительными. За ними последуют более сильные штормовые нагоны, немедленное повышение уровня моря после штормов. Штормовые нагоны особенно вредны для прибрежных районов, поскольку их последствия (наводнения, эрозия, повреждение зданий и сельскохозяйственных культур) продолжительны.
Что мы можем сделать
Сокращение выбросов парниковых газов является критически важным шагом в замедлении тенденции глобального потепления. Многие правительства по всему миру работают над достижением этой цели.
Самым большим усилием на сегодняшний день был Киотский протокол, который был принят в 1997 году и вступил в силу в 2005 году. К концу 2009 года 187 стран подписали и ратифицировали соглашение. В соответствии с протоколом 37 промышленно развитых стран и Европейский союз обязались сократить выбросы парниковых газов.
Существует несколько способов, с помощью которых правительства, отрасли и отдельные лица могут сократить выбросы парниковых газов. Мы можем повысить эффективность использования энергии в домах и на предприятиях. Мы можем улучшить топливную эффективность автомобилей и других транспортных средств.Мы также можем поддержать развитие альтернативных источников энергии, таких как солнечная энергия и биотопливо, которые не включают сжигание ископаемого топлива.
Некоторые ученые работают над тем, чтобы улавливать углекислый газ и хранить его под землей, а не выпускать в атмосферу. Этот процесс называется секвестрацией углерода.
Деревья и другие растения поглощают углекислый газ по мере роста. Защита существующих лесов и посадка новых могут помочь сбалансировать парниковые газы в атмосфере.
Изменения в методах ведения сельского хозяйства могут также сократить выбросы парниковых газов.Например, фермы используют большое количество азотных удобрений, которые увеличивают выбросы оксида азота из почвы. Сокращение использования этих удобрений уменьшит количество этого парникового газа в атмосфере.
То, как фермеры обращаются с навозом, также может влиять на глобальное потепление. Когда навоз хранится в виде жидкости или взвеси в прудах или резервуарах, он выделяет метан. Однако когда он высыхает как твердое тело, это не так.
Сокращение выбросов парниковых газов жизненно важно.Тем не менее, глобальная температура уже изменилась и, скорее всего, будет изменяться в течение многих лет. МГЭИК предлагает людям изучить способы адаптации к глобальному потеплению, а также попытаться замедлить или остановить его. Некоторые из предложений по адаптации включают в себя:
- Расширение водоснабжения за счет сбора дождевых осадков, сохранения, повторного использования и опреснения.
- Корректировка мест посева, сорта и сроков посадки.
- Строительство морских дамб и барьеров от штормовых нагонов и создание болот и водно-болотных угодий для защиты от повышения уровня моря.
- Создание планов действий по охране здоровья, усиление неотложной медицинской помощи, улучшение эпиднадзора за болезнями и борьбы с ними.
- Диверсификация туристических достопримечательностей, поскольку существующие достопримечательности, такие как горнолыжные курорты и коралловые рифы, могут исчезнуть.
- Планирование автомобильных и железнодорожных линий, чтобы справиться с потеплением и / или затоплением.
- Укрепление энергетической инфраструктуры, повышение энергоэффективности и снижение зависимости от отдельных источников энергии.