Pojačava efekat staklene bašte. Efekat staklene bašte atmosfere. Gasovi staklene bašte. Moguće klimatske promjene

St. Petersburg College of Management and Economics

"Aleksandar Licej"

Izvještaj o ekološkim osnovama upravljanja prirodom na temu:

"Efekat staklenika"

Izvedeno

grupa student №105

Vorozhbinova Sofia.

Sankt Peterburg, 2011

EFEKAT STAKLENIKA

Efekt staklene bašte je porast temperature na površini planete kao rezultat toplinske energije koja se pojavljuje u atmosferi zbog zagrijavanja plinova. Glavni plinovi koji dovode do efekta staklene bašte na Zemlji su vodena para i ugljični dioksid.

Fenomen efekta staklene bašte omogućava održavanje temperature na površini Zemlje pri kojoj je moguć nastanak i razvoj života. Da nije bilo efekta staklene bašte, prosječna površinska temperatura zemaljske kugle bila bi mnogo niža nego što je sada. Međutim, kako koncentracija stakleničkih plinova raste, povećava se i nepropusnost atmosfere za infracrvene zrake, što dovodi do povećanja temperature Zemlje.

Godine 2007. Međuvladin panel za klimatske promjene (IPCC) - najautoritativnije međunarodno tijelo koje okuplja hiljade naučnika iz 130 zemalja svijeta - predstavilo je svoj Četvrti izvještaj o procjeni, koji je sadržavao generalizirane zaključke o prošlim i sadašnjim klimatskim promjenama, njihovom uticaju. o prirodi i ljudima, kao i o mogućim mjerama za suzbijanje takvih promjena.

Prema objavljenim podacima, od 1906. do 2005. godine prosječna temperatura Zemlje porasla je za 0,74 stepena. U narednih 20 godina porast temperature će, prema procenama stručnjaka, u proseku iznositi 0,2 stepena po deceniji, a do kraja 21. veka temperatura Zemlje bi mogla da poraste sa 1,8 na 4,6 stepeni (ovakva razlika u podacima je rezultat superponiranja čitavog niza modela buduće klime, koji su uzeli u obzir različite scenarije razvoja svjetske ekonomije i društva).

Prema naučnicima, sa vjerovatnoćom od 90 posto, uočene klimatske promjene povezane su s ljudskim aktivnostima - sagorijevanjem fosilnih goriva ugljika (tj. nafte, plina, uglja, itd.), industrijskim procesima, kao i krčenjem šuma - prirodnim ponorima ugljika dioksida iz atmosfere.

uticaji klimatskih promena:

1. Promjena učestalosti i intenziteta padavina.

Generalno, klima na planeti će postati vlažnija. Ali količina padavina neće se ravnomjerno rasporediti po Zemlji. U regijama koje već danas imaju dovoljno padavina, njihove padavine će postati intenzivnije. A u regijama sa nedovoljnom vlagom, sušni periodi će postati češći.

2. Porast nivoa mora.

Tokom 20. veka prosečan nivo mora porastao je za 0,1-0,2 m. Prema naučnicima, u 21. veku će porast nivoa mora biti i do 1 m. U tom slučaju će priobalna područja i mala ostrva biti najugroženija . Države poput Holandije, Velike Britanije, kao i male ostrvske države Okeanije i Kariba prve će pasti pod rizik od poplava. Osim toga, plime će biti sve češće, a obalna erozija će se povećati.

3. Prijetnja ekosistemima i biodiverzitetu.

Predviđa se izumiranje do 30-40% biljnih i životinjskih vrsta, jer će se njihova staništa mijenjati brže nego što se mogu prilagoditi tim promjenama.

Sa povećanjem temperature za 1 stepen, predviđa se promjena sastava vrsta šume. Šume su prirodno skladište ugljika (80% cjelokupnog ugljika u kopnenoj vegetaciji i oko 40% ugljika u tlu). Prijelaz iz jedne vrste šume u drugu bit će popraćen oslobađanjem velike količine ugljika.

4. Topljenje glečera.

Trenutna glacijacija Zemlje može se smatrati jednim od najosjetljivijih pokazatelja tekućih globalnih promjena. Satelitski podaci pokazuju da je od 1960-ih došlo do smanjenja površine snježnog pokrivača za oko 10%. Od 1950-ih, na sjevernoj hemisferi, površina morskog leda se smanjila za gotovo 10-15%, a debljina se smanjila za 40%. Prema prognozama stručnjaka sa Arktičkog i Antarktičkog istraživačkog instituta (Sankt Peterburg), za 30 godina će se Arktički okean potpuno otvoriti ispod leda tokom toplog perioda godine.

Prema naučnicima, debljina himalajskog leda se topi brzinom od 10-15 m godišnje. Sadašnjom brzinom ovih procesa, dvije trećine glečera će nestati do 2060. godine, a do 2100. godine svi će se glečeri potpuno otopiti.
Ubrzano otapanje glečera predstavlja brojne neposredne prijetnje ljudskom razvoju. Za gusto naseljena planinska i predgorska područja, lavine, poplave ili, obrnuto, smanjenje punog toka rijeka i kao rezultat toga smanjenje rezervi slatke vode, predstavljaju posebnu opasnost.

5. Poljoprivreda.

Uticaj zagrijavanja na poljoprivrednu produktivnost je dvosmislen. U nekim umjerenim područjima, prinosi se mogu povećati s malim povećanjem temperature, ali smanjiti s velikim promjenama temperature. U tropskim i suptropskim regijama predviđa se smanjenje ukupnih prinosa.

Najgore bi mogle biti nanesene najsiromašnijim zemljama koje su najmanje spremne da se prilagode klimatskim promjenama. Prema IPCC-u, do 2080. godine broj ljudi koji se suočavaju s prijetnjom gladi mogao bi se povećati za 600 miliona, dvostruko više od broja ljudi koji danas žive u siromaštvu u podsaharskoj Africi.

6. Potrošnja vode i vodosnabdijevanje.

Jedna od posljedica klimatskih promjena može biti nedostatak vode za piće. U regijama sa sušnom klimom (srednja Azija, Mediteran, Južna Afrika, Australija itd.) situacija će se dodatno pogoršati zbog smanjenja padavina.
Zbog otapanja glečera, značajno će se smanjiti protok najvećih plovnih puteva u Aziji - Brahmaputre, Ganga, Žute rijeke, Inda, Mekonga, Salweena i Yangtzea. Nedostatak slatke vode će uticati ne samo na zdravlje ljudi i razvoj poljoprivrede, već će i povećati rizik od političkih podjela i sukoba oko pristupa vodnim resursima.

7. Ljudsko zdravlje.

Klimatske promjene, prema naučnicima, dovešće do povećanih zdravstvenih rizika za ljude, posebno za siromašnije slojeve stanovništva. Stoga će smanjenje proizvodnje hrane neizbježno dovesti do pothranjenosti i gladi. Nenormalno visoke temperature mogu pogoršati kardiovaskularne, respiratorne i druge bolesti.

Rastuće temperature mogu promijeniti geografsku distribuciju različitih vrsta vektora bolesti. Kako temperatura raste, raspon životinja i insekata koji vole toplinu (kao što su encefalitične grinje i malarični komarci) širit će se sjevernije, dok ljudi koji nastanjuju ova područja neće biti imuni na nove bolesti.

Prema mišljenju ekologa, malo je vjerovatno da će čovječanstvo moći spriječiti potpuno predvidljive klimatske promjene. Međutim, u ljudskoj je moći da ublaži klimatske promjene, da obuzda brzinu porasta temperature kako bi se izbjegle opasne i nepovratne posljedice u budućnosti. Prije svega, zbog:

1. Ograničenja i smanjenja potrošnje fosilnih ugljeničnih goriva (ugalj, nafta, gas);
2. Poboljšanje efikasnosti potrošnje energije;
3. Sprovođenje mjera uštede energije;
4. Veća upotreba neugljičnih i obnovljivih izvora energije;
5. Razvoj novih ekološki prihvatljivih i niskougljičnih tehnologija;
6. Prevencijom šumskih požara i obnavljanjem šuma, budući da su šume prirodni ponori ugljičnog dioksida iz atmosfere.

Efekat staklene bašte se ne dešava samo na Zemlji. Snažan efekat staklene bašte je na susednoj planeti, Veneri. Atmosfera Venere je gotovo u potpunosti sastavljena od ugljičnog dioksida, a kao rezultat toga, površina planete je zagrijana na 475 stepeni. Klimatolozi smatraju da je Zemlja izbjegla takvu sudbinu zbog prisustva okeana na njoj. Okeani apsorbiraju atmosferski ugljik i on se akumulira u stijenama kao što je krečnjak, čime se uklanja ugljični dioksid iz atmosfere. Na Veneri nema okeana, a sav ugljični dioksid koji vulkani emituju u atmosferu ostaje tamo. Kao rezultat toga, na planeti se opaža nekontrolisani efekat staklene bašte.

Moderna civilizacija ima snažan uticaj na prirodu. Obično negativan. isušivanje močvara i stalno ispuštanje u zrak ogromne količine štetnih tvari - ovo nije potpuna lista "vrlina" čovječanstva. Mnogi smatraju da efekat staklene bašte pripada istoj kategoriji. Da li je zaista tako?

Istorijat

Inače, ko je bio autor efekta staklene bašte (odnosno onaj koji je otkrio ovaj fenomen)? Ko je prvi opisao ovaj proces i govorio o njegovom uticaju na životnu sredinu? Slična ideja pojavila se daleke 1827. Autor naučnog članka bio je Joseph Fourier. U svom radu opisao je mehanizme formiranja klime na našoj planeti.

Neobičnost ovog rada za to vrijeme bila je u tome što je Fourier razmatrao temperaturu i klimatske karakteristike različitih zona Zemlje. To je bio autor efekta staklene bašte, koji je po prvi put uspio objasniti Sossureov eksperiment.

Saussureov eksperiment

Kako bi potvrdio svoje zaključke, naučnik je koristio iskustvo gospodina de Saussurea, koji koristi posudu prekrivenu čađom iznutra, čiji je vrat zatvoren staklom. De Saussure je postavio eksperiment tokom kojeg je konstantno mjerio temperaturu unutar i izvan tegle. Naravno, stalno se povećavao upravo u unutrašnjem volumenu. Fourier je bio prvi koji je mogao da objasni ovu pojavu kombinovanim delovanjem dva faktora odjednom: blokiranjem prenosa toplote i različitom propusnošću zidova posude za svetlosne zrake različitih talasnih dužina.

Njegov mehanizam je prilično jednostavan: kada se zagrije, temperatura površine se povećava, vidljiva svjetlost se apsorbira, a toplina počinje zračiti. Budući da materijal savršeno prenosi vidljivu svjetlost, ali praktički ne provodi toplinu, potonja se akumulira u unutrašnjem volumenu posude. Kao što vidite, mehanizam efekta staklene bašte može lako potkrijepiti svaka osoba koja je studirala standardni kurs fizike u školi. Fenomen je prilično jednostavan, ali koliko nevolja donosi našoj planeti!

Pojava pojma

Vrijedi znati da je Joseph Fourier autor efekta staklene bašte u smislu njegovog početnog opisa u literaturi. Ali ko je skovao sam termin? Nažalost, na ovo pitanje nikada nećemo dobiti odgovor. U kasnijoj literaturi, fenomen koji je otkrio Fourier dobio je svoje moderno ime. Danas svaki ekolog poznaje pojam "efekat staklene bašte".

Ali Fourierovo glavno otkriće bilo je potvrđivanje činjeničnog identiteta Zemljine atmosfere i običnog stakla. Jednostavno rečeno, atmosfera naše planete je savršeno propusna za zračenje vidljive svjetlosti, ali ga slabo prenosi u infracrvenom opsegu. Akumulirajući toplinu, Zemlja je praktično ne odaje. Eto ko je bio autor efekta staklene bašte. Ali zašto dolazi do ovog efekta?

Da, opisali smo primitivni mehanizam njegovog pojavljivanja, ali moderna nauka je uspjela dokazati da u normalnim uvjetima infracrvene zrake još uvijek mogu sasvim slobodno izaći izvan planetarne atmosfere. Kako se dešava da prirodni mehanizmi za regulisanje “grejne sezone” zakažu?

Razlozi

Općenito, opisali smo ih dovoljno detaljno na samom početku našeg članka. Sljedeći faktori doprinose ovoj pojavi:

• Stalno i prekomerno sagorevanje fosilnih goriva.
• Svake godine sve više industrijskih plinova ulazi u atmosferu planete.
• Šume se stalno sječu, njihove površine se smanjuju zbog požara i degradacije sloja tla.
• Anaerobna fermentacija, oslobađanje metana sa dna okeana.

Trebali biste znati da su glavni "krivci" koji pokreću mehanizam efekta staklene bašte sljedećih pet plinova:

• Dvovalentni ugljični monoksid, zvani ugljični dioksid. Efekat staklene bašte je 50% osiguran upravo na njegov račun.
• Ugljična jedinjenja hlora i fluora (25%).
• (osam%). Toksični gas, tipičan otpadni proizvod loše opremljene hemijske i metalurške industrije.
• Prizemni ozon (7%). Unatoč svojoj ključnoj ulozi u zaštiti Zemlje od pretjeranog ultraljubičastog zračenja, može pomoći u zadržavanju topline na njenoj površini.
• Približno 10% metana.

Gde ovi gasovi dospevaju u atmosferu? Kakva je njihova akcija?

- On je taj koji ulazi u atmosferu u velikim količinama kada osoba sagorijeva fosilna goriva. Otprilike jedna trećina njegovog viška (iznad prirodnog) nivoa je zbog činjenice da čovjek intenzivno uništava šume. Neprestano ubrzavajući proces dezertifikacije plodnih zemljišta obavlja istu funkciju.

Sve to znači manje vegetacije koja može efikasno apsorbirati ugljični dioksid, koji na mnogo načina stimulira efekat staklene bašte. Uzroci i posljedice ovog fenomena su međusobno povezani: svake godine se količina dvovalentnog ugljičnog monoksida koji se emituje u atmosferu povećava za otprilike 0,5%, što stimulira kako daljnje akumuliranje viška topline, tako i degradaciju vegetacijskog pokrivača na površini planete.

- Hlorofluorougljike. Kao što smo već rekli, ova jedinjenja daju efekat staklene bašte za 25%. Uzroci i posljedice ovog fenomena se dugo proučavaju. U atmosferi se pojavljuju zbog industrijske proizvodnje, posebno zastarjele. Opasna i toksična rashladna sredstva sadrže ove tvari u ogromnim količinama, a mjere za sprječavanje njihovog curenja očito ne daju očekivani rezultat. Posljedice njihovog izgleda su još gore:

• Prvo, izuzetno su otrovni za ljude i životinje, a za floru blizina spojeva fluora i hlora nije od velike koristi.
• Drugo, ove tvari mogu značajno ubrzati razvoj efekta staklene bašte.
• Treće, uništavaju što štiti našu planetu od agresivnog ultraljubičastog zračenja.

- Metan. Jedan od najvažnijih gasova, čiji povećani sadržaj u atmosferi podrazumeva pojam „efekat staklene bašte“. Morate znati da se u samo posljednjih stotinu godina njegov volumen u atmosferi planete udvostručio. U principu, većina dolazi iz potpuno prirodnih izvora:

• u Aziji.
• Životinjski kompleksi.
• Sistemi za prečišćavanje kućnih otpadnih voda u velikim naseljima.
• Sa truljenjem i razgradnjom organske materije u dubinama močvara, na deponijama.

Postoje dokazi da emisije znatnih količina metana dolaze iz dubina okeana. Možda se ovaj fenomen objašnjava vitalnom aktivnošću velikih kolonija bakterija, za koje je metan glavni nusproizvod metabolizma.

Posebno je potrebno istaći „doprinos“ razvoju efekta staklene bašte od strane naftnih preduzeća: znatna količina ovog gasa se emituje u atmosferu kao nusproizvod. Osim toga, sve širi film naftnih derivata na površini Svjetskog oceana također doprinosi ubrzanoj razgradnji organske tvari, što je praćeno emisijom metana.

- Azot oksid. U velikim količinama nastaje u toku mnogih hemijskih proizvodnja. Opasno je ne samo najaktivnijim učešćem u mehanizmu staklenika. Činjenica je da u kombinaciji s atmosferskom vodom ova tvar stvara pravu dušičnu kiselinu, čak i u slaboj koncentraciji. Odavde potiče sve ono što izuzetno negativno utiče na zdravlje ljudi.

Teorijski scenariji globalnih klimatskih perturbacija

Dakle, koje su globalne implikacije efekta staklene bašte? Teško je to sa sigurnošću reći, budući da su naučnici još uvijek daleko od nedvosmislenog zaključka. Trenutno postoji nekoliko scenarija odjednom. Za razvoj kompjuterskih modela uzimaju se u obzir mnogi različiti faktori koji mogu ubrzati ili usporiti razvoj efekta staklene bašte. Pogledajmo katalizatore za ovaj proces:

• Oslobađanje gore opisanih gasova usled aktivnosti koje je napravio čovek.
• Emisija CO 2 zbog termičke razgradnje prirodnih ugljikovodika. Zanimljivo je znati da kora naše planete sadrži 50.000 puta više ugljičnog dioksida nego vazdušni prostor. Naravno, govorimo o hemijski vezanom ugljen-monoksidu.
• Budući da su glavne posljedice efekta staklene bašte povećanje temperature vode i zraka na površini planete, povećava se isparavanje vlage s površine mora i okeana. Kao posljedica toga, propusnost atmosfere za infracrveno zračenje se dodatno pogoršava.
• Okeani sadrže oko 140 trilijuna tona ugljičnog dioksida, koji, kako temperatura vode raste, također počinje da se intenzivno oslobađa u atmosferu, doprinoseći dinamičnijem razvoju procesa staklene bašte.
• Pad reflektivnosti planete, što dovodi do ubrzanog nakupljanja topline u atmosferi. Tome doprinosi i dezertifikacija.

Koji faktori usporavaju razvoj efekta staklene bašte?

Pretpostavlja se da glavna topla struja - Golfska struja - stalno usporava. To će u budućnosti uzrokovati značajno smanjenje temperature, što će usporiti efekat akumulacije stakleničkih plinova. Osim toga, za svaki stepen globalnog zagrijavanja, površina oblačnog pokrivača na cijeloj teritoriji planete povećava se za otprilike 0,5%, što doprinosi značajnom smanjenju količine topline koju Zemlja prima iz svemira.

Imajte na umu: suština efekta staklene bašte je povećanje ukupne temperature zemljine površine. Naravno, u tome nema ničeg dobrog, ali upravo navedeni faktori često doprinose ublažavanju posljedica ove pojave. U principu, zato mnogi naučnici smatraju da sama tema globalnog zagrevanja spada u kategoriju potpuno prirodnih pojava koje su se redovno dešavale kroz istoriju Zemlje.

Što je veća stopa isparavanja, to je veća godišnja količina padavina. To uzrokuje i obnovu močvara i ubrzani rast flore, koja je odgovorna za korištenje viška ugljičnog dioksida u atmosferi planete. Također se pretpostavlja da će povećana količina padavina u budućnosti doprinijeti značajnom proširenju područja plitkih tropskih mora.

Koralji koji žive u njima najvažniji su iskorištavači ugljičnog dioksida. Budući da je hemijski vezan, odlazi da izgradi njihov kostur. Konačno, ako čovječanstvo barem malo smanji stopu krčenja šuma, tada će se njihovo područje brzo oporaviti, jer je isti ugljični dioksid izvrstan stimulans za širenje biljaka. Dakle, koje su moguće posljedice efekta staklene bašte?

Glavni scenariji za budućnost naše planete

U prvom slučaju, naučnici pretpostavljaju da će se globalno zagrijavanje odvijati prilično sporo. I ova tačka gledišta ima mnogo pristalica. Vjeruju da će Svjetski okean, koji je džinovski akumulator energije, moći dugo apsorbirati višak topline. Može proći više od jednog milenijuma pre nego što se klima na planeti zaista radikalno promeni.

Druga grupa naučnika, naprotiv, zagovara relativno brzu verziju katastrofalnih promena. Ovaj problem efekta staklene bašte je trenutno veoma popularan, o njemu se govori na skoro svakom naučnom kongresu. Nažalost, nema dovoljno dokaza za ovu teoriju. Smatra se da je u proteklih sto godina koncentracija ugljičnog dioksida porasla za najmanje 20-24%, a količina metana u atmosferi porasla je za 100%. U najpesimističnijem scenariju, vjeruje se da bi temperatura planete do kraja ovog stoljeća mogla porasti za rekordnih 6,4 °C.

Tako će u ovom slučaju efekat staklene bašte u Zemljinoj atmosferi jednostavno donijeti smrt svim stanovnicima priobalnih područja.

Oštar porast nivoa Svjetskog okeana

Činjenica je da su takve temperaturne anomalije ispunjene izuzetno oštrim i praktički nepredvidivim porastom nivoa Svjetskog okeana. Dakle, od 1995. do 2005. ova brojka je bila 4 cm, iako su se naučnici međusobno nadmetali da ne treba očekivati ​​porast iznad nekoliko centimetara. Ako se sve nastavi istim tempom, onda će do kraja 21. vijeka nivo Svjetskog okeana biti najmanje 88-100 cm iznad trenutne norme. U međuvremenu, oko 100 miliona ljudi na našoj planeti živi na samo oko 87-88 cm nadmorske visine.

Smanjenje refleksivnosti površine planete

Kada smo pisali o tome šta je efekat staklene bašte, u članku se više puta spominjalo da on stimuliše dalje smanjenje reflektivnosti Zemljine površine, čemu doprinose krčenje šuma i dezertifikacija.

Mnogi naučnici svjedoče da ledena kapa na polovima može smanjiti ukupnu temperaturu planete za najmanje dva stepena, a led koji prekriva površinu polarnih voda uvelike inhibira proces emisije ugljičnog dioksida i metana u atmosferu. Osim toga, u području polarnih ledenih kapa uopće nema vodene pare, što značajno podstiče globalni efekat staklene bašte.

Sve će to toliko utjecati na svjetski vodeni ciklus da će se učestalost tornada, monstruoznih po svojoj razornoj moći uragana i tornada, nekoliko puta povećati, što će ljudima učiniti gotovo nemogućim da žive čak i na onim teritorijama koje su veoma udaljene od obala. okeana. Nažalost, preraspodjela vode će dovesti do suprotnog fenomena. Danas su suše problem za 10% svijeta, au budućnosti bi broj takvih regija mogao narasti na 35-40% odjednom. Ovo je tužna perspektiva za čovečanstvo.

Za našu zemlju prognoza je u ovom slučaju mnogo povoljnija. Klimatolozi vjeruju da će većina teritorije Rusije biti prilično pogodna za normalnu poljoprivredu, klima će postati mnogo blaža. Naravno, većina obalnih područja (a imamo ih dosta) će jednostavno biti poplavljena.

Treći scenario pretpostavlja da će kratak period porasta temperatura biti praćen globalnim zahlađenjem. Već smo pričali o usporavanju Golfske struje, o posljedicama. Zamislite da ova topla struja potpuno prestane... Naravno, stvari neće doći do događaja opisanih u filmu "Prekosutra", ali će planeta definitivno postati mnogo hladnija. Međutim, ne zadugo.

Neki matematičari se pridržavaju teorije (simulirane, naravno), prema kojoj će efekat staklene bašte na Zemlji dovesti do toga da za 20-30 godina klima u Evropi neće postati toplija nego u našoj zemlji. Također sugeriraju da će se nakon toga nastaviti zagrijavanje, čiji je scenario opisan u drugoj opciji.

Zaključak

Šta god da je bilo, ali nema toliko dobrog u prognozama naučnika. Možemo se samo nadati da je naša planeta složeniji i savršeniji mehanizam nego što zamišljamo. Možda se takve nesretne posljedice mogu izbjeći.

Efekat staklene bašte, koji je pogoršan iz niza objektivnih razloga, dobio je negativne posljedice po ekologiju planete. Saznajte više o tome šta je efekat staklene bašte, koji su uzroci i načini rješavanja nastalih ekoloških problema.

Efekat staklene bašte: uzroci i posljedice

Prvi spomen prirode efekta staklene bašte pojavio se 1827. godine u članku fizičara Jean Baptiste Josepha Fouriera. Njegov rad se zasnivao na iskustvu Švajcarca Nicolasa Theodore de Saussurea, koji je izmjerio temperaturu unutar tegle sa zatamnjenim staklom kada je bila izložena sunčevoj svjetlosti. Naučnik je otkrio da je temperatura unutra viša zbog činjenice da toplotna energija ne može proći kroz zamućeno staklo.

Koristeći ovo iskustvo kao primjer, Fourier je opisao da se sva sunčeva energija koja stigne do površine Zemlje ne reflektuje u svemir. Gas staklene bašte zadržava dio toplinske energije u nižim slojevima atmosfere. Sastoji se od:

• ugljična kiselina;
• metan;
• ozon;
• vodena para.

Šta je efekat staklene bašte? To je povećanje temperature nižih atmosferskih slojeva zbog akumulacije toplinske energije koju zadržavaju staklenički plinovi. Atmosfera Zemlje (njezini donji slojevi) zbog plinova ispada prilično gusta i ne dopušta toplinskoj energiji da prođe u svemir. Kao rezultat toga, Zemljina površina se zagrijava.

Od 2005. godine prosječna godišnja temperatura zemljine površine porasla je za 0,74 stepena tokom prošlog stoljeća. Očekuje se da će u narednim godinama brzo rasti za 0,2 stepena po deceniji. Ovo je nepovratan proces globalnog zagrijavanja. Ako se dinamika nastavi, onda će za 300 godina doći do nepopravljivih promjena u okolišu. Stoga je čovječanstvu prijeti izumiranje.

Naučnici navode sljedeće uzroke globalnog zagrijavanja:

• velika industrijska ljudska aktivnost. To dovodi do povećanja emisije plinova u atmosferu, što mijenja njen sastav i dovodi do povećanja sadržaja prašine;

• sagorevanje fosilnih goriva (nafta, ugalj, gas) u termoelektranama, u motorima automobila. Kao rezultat, povećava se emisija ugljičnog dioksida. Uz to, raste i intenzitet potrošnje energije – sa povećanjem svjetske populacije za 2% godišnje, potreba za energijom se povećava za 5%;
• naglog razvoja poljoprivrede. Rezultat je povećanje emisije metana u atmosferu (prekomerna proizvodnja organskih gnojiva kao posljedica propadanja, emisije iz bioplinskih postrojenja, povećanje količine biološkog otpada iz stočarstva/peradi);
• povećanje broja deponija, zbog čega raste emisija metana;
• krčenje šuma. Usporava unos ugljičnog dioksida iz atmosfere.

Posljedice globalnog zagrijavanja su monstruozne za čovječanstvo i život na planeti u cjelini. Dakle, efekat staklene bašte i njegove posljedice izazivaju lančanu reakciju. Uvjerite se sami:

1. Najveći problem je što se, zbog porasta temperature na površini Zemlje, tope polarne ledene kape, što uzrokuje porast nivoa mora.

2. To će dovesti do plavljenja plodnog zemljišta u dolinama.

3. Poplave velikih gradova (Sankt Peterburg, Njujork) i čitavih država (Holandija) dovešće do društvenih problema povezanih sa potrebom preseljenja ljudi. Kao rezultat, mogući su sukobi i neredi.

4. Zbog zagrijavanja atmosfere, period topljenja snijega se smanjuje: brže se tope, a brže završavaju sezonske kiše. Kao rezultat, povećava se broj sušnih dana. Prema procjenama stručnjaka, povećanjem prosječne godišnje temperature za jedan stepen, oko 200 miliona hektara šuma će se pretvoriti u stepe.

5. Zbog smanjenja broja zelenih površina, smanjit će se prerada ugljičnog dioksida kao rezultat fotosinteze. Efekat staklene bašte će se pojačati, a globalno zagrijavanje ubrzati.

6. Zbog zagrijavanja Zemljine površine, isparavanje vode će se povećati, što će povećati efekat staklene bašte.

7. Zbog porasta temperature vode i vazduha, doći će do opasnosti po život jednog broja živih bića.

8. Zbog otapanja glečera i porasta nivoa Svjetskog okeana, sezonske granice će se pomjeriti, a klimatske anomalije (oluje, uragani, cunamiji) će biti sve učestalije.

9. Povećanje temperature na površini Zemlje negativno će se odraziti na zdravlje ljudi, a uz to će izazvati i razvoj epidemioloških situacija povezanih s razvojem opasnih zaraznih bolesti.

Efekat staklene bašte: načini rješavanja problema

Globalni ekološki problemi povezani sa efektom staklene bašte mogu se spriječiti. Da bi to postiglo, čovječanstvo mora koordinirano eliminirati uzroke globalnog zagrijavanja.

Šta prvo treba uraditi:

1. Smanjite količinu emisija u atmosferu. To se može postići ako se posvuda puste u rad ekološki prihvatljivija oprema i mehanizmi, instaliraju filteri i katalizatori; uvesti "zelene" tehnologije i procese.
2. Smanjite potrošnju energije. Da biste to učinili, bit će potrebno prijeći na proizvodnju manje energetski intenzivnih proizvoda; povećanje efikasnosti u elektranama; uključiti programe termomodernizacije stanovanja, uvesti tehnologije koje povećavaju energetsku efikasnost.
3. Promijenite strukturu izvora energije. Povećati udio ukupne energije proizvedene iz alternativnih izvora (sunce, vjetar, voda, temperatura tla). Smanjite upotrebu fosilnih izvora energije.
4. Razviti ekološki prihvatljive i niskougljične tehnologije u poljoprivredi i industriji.
5. Povećajte upotrebu recikliranih sirovina.
6. Obnoviti šume, efikasno se boriti protiv šumskih požara, povećati zelene površine.

Načini rješavanja problema koji su nastali zbog efekta staklene bašte poznati su svima. Čovječanstvo treba shvatiti čemu dovode njegovi nedosljedni postupci, procijeniti razmjere nadolazeće katastrofe i sudjelovati u spašavanju planete!

Glavni doprinos efektu „staklene bašte“ zemljine atmosfere daju vodena para ili vlažnost vazduha u troposferi (tabela 3).

Istovremeno, koncentracija vodene pare u troposferi značajno zavisi od temperature površine: povećanje ukupne koncentracije „gasova staklene bašte“ u atmosferi trebalo bi da dovede do povećanja vlažnosti i efekta „staklene bašte“, koji u okretanje će dovesti do povećanja površinske temperature.

Sa smanjenjem površinske temperature smanjuje se koncentracija vodene pare, što dovodi do smanjenja efekta "staklene bašte", a istovremeno se sa smanjenjem temperature u polarnim područjima formira snježno-ledeni pokrivač, dovodi do povećanja albeda i, zajedno sa smanjenjem efekta "staklene bašte", uzrokuje smanjenje prosječne površinske temperature.

Tako klima na Zemlji može preći u faze zagrijavanja i hlađenja, u zavisnosti od promjene albeda sistema Zemlja-atmosfera i efekta „staklene bašte“.

Antropogeno zagađenje Zemljine atmosfere jedan je od uzroka efekta „staklene bašte“, koji se shvata kao moguće povećanje globalne temperature zemaljske kugle kao rezultat promena toplotnog bilansa izazvanog takozvanim „stakleničkim gasovima“. ".

Zemljina površina prima uglavnom tok vidljivih zraka koji prolaze kroz "stakleničke plinove" bez promjene. U svemiru blizu Zemlje, pri susretu sa različitim telima, značajan deo ovih zraka se transformiše u dugotalasne (infracrvene) toplotne zrake. „Gasovi staklene bašte“ sprečavaju izlazak toplotnih zraka u svemir i na taj način izazivaju povećanje temperature vazduha (efekat „staklene bašte“).

Glavni "staklenički plin" je ugljični dioksid (CO 2). Njegov doprinos efektu "staklene bašte", prema različitim izvorima, kreće se od 50 do 65%. Ostali "gasovi staklene bašte" uključuju metan (oko 20%), okside azota (oko 5%), ozon, freone (hlorofluorougljenike) i druge gasove (oko 10-25% efekta staklene bašte). Ukupno je poznato oko 30 "gasova staklene bašte". Njihov efekat zagrijavanja ovisi ne samo o količini u atmosferi, već i o relativnoj aktivnosti djelovanja po molekulu. Ako se, prema ovom pokazatelju, CO 2 uzme kao jedinica, tada će za metan biti jednak 25, za dušikove okside - 165, a za freon - 11000.

Glavni antropogeni izvor CO 2 koji ulazi u atmosferu je sagorijevanje ugljičnog goriva (ugalj, nafta, lož ulje, metan itd.). Sada samo oko 1 tona ugljenika po osobi godišnje uđe u atmosferu samo iz termoenergetike; Prema prognozama, u prvoj polovini 21. veka ispuštanje će dostići više od 10 milijardi tona.

U proteklih 200 godina koncentracija CO 2 u vazduhu porasla je sa 275 na 350 čestica na milion čestica vazduha, odnosno za 25%, a od 1958. do 2001. godine koncentracija CO 2 je porasla sa 350 na 368 čestica (tabela 4). Ako čovječanstvo ne preduzme mjere za smanjenje emisije gasova, onda će do sredine stoljeća prosječna globalna temperatura prizemne atmosfere porasti za 1,5-4,5 0 C. Udjeli nekih država u emisiji ugljičnog dioksida su kao slijede: SAD - 22%, Rusija i Kina - po 11%, Njemačka i Japan - po 5%.

Trenutno, opasnost leži u činjenici da je koncentracija "stakleničkih plinova" u atmosferi, odnosno ugljičnog dioksida, dušika, vodene pare i mnogih drugih, značajno porasla i povezana je s industrijskim razvojem čovječanstva. U proteklih 150 godina sadržaj dušika porastao je za 18%, metana za gotovo 150%, a ugljičnog dioksida za više od 30%. Kao rezultat toga, došlo je do određene stimulacije efekta "staklene bašte" sa odgovarajućim posljedicama.

Prema naučnicima, 330 milijardi tona ove supstance godišnje učestvuje u ciklusu ugljenika na planeti. Udio čovjeka u ovom obimu je vrlo mali - 7,5 milijardi tona, ali to je dovoljno da poremeti ravnotežu sistema.

Prepoznajući problem globalnog zagrijavanja, Svjetska meteorološka organizacija (WMO) i Program Ujedinjenih nacija za okoliš (UNEP) osnovali su 1988. godine Međuvladin panel za klimatske promjene (IPCC). Ovo je zapravo stalni forum nekoliko hiljada naučnika iz različitih zemalja, uključujući desetine ruskih, praktično svih koji se bave ovim problemom iz različitih uglova: klimatologa, ekologa, ekonomista i energetičara. Otprilike jednom u 4-5 godina naučnici objavljuju svoje izvještaje na više stranica o stanju Zemljine klime. "Prvi izvještaj" stručnjaka iz 1990. godine sadržavao je prilično skromne izjave o stalnim klimatskim fluktuacijama, u jedno su naučnici bili sigurni - došlo je do povećanja koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi. Prosječan nivo ugljičnog dioksida u atmosferi prema WMO-u u posljednjih 30 godina porastao je sa 340 na 390 dijelova na milion. Poverenje istraživača raste svake godine. Još 2006. godine 70% stručnjaka je bilo uvjereno da su ljudi krivi za globalne klimatske promjene, ali već iz četvrtog izvještaja IPCC-a iz 2007. godine postalo je jasno da je broj stručnjaka koji su uvjereni u to porastao na 90-95%.

Problemom smanjenja emisije "gasova staklene bašte" bavi se gotovo cijela svjetska zajednica, kako na političkom tako i na industrijskom i ekološkom nivou. Primjer kompetentne politike smanjenja emisija "gasova staklene bašte" je Protokol iz Kjota iz 1997. U decembru 1997. godine u Kjotu je održana međunarodna konferencija o globalnim klimatskim promjenama na planeti, kojoj su prisustvovali predstavnici iz 159 zemalja. Usvojen je konačni protokol kojim je predviđeno ukupno smanjenje emisija "gasova staklene bašte" u atmosferu od 5,2%. Do 2008-2012 zemlje Evropske unije trebalo bi da smanje emisije "gasova staklene bašte" (sa nivoa iz 1990. godine) za 8%, SAD - za 7%, Japan, Kanada - za 6%. Rusija i Ukrajina bi do 2012. mogle zadržati emisije na nivou iz 1990. godine zbog pada industrijske proizvodnje posljednjih godina. Primjer industrijskog smanjenja emisije CO 2 je rad obavljen u Japanu 2007-2008. za smanjenje emisije ugljičnog dioksida kao rezultat rastvaranja dimnih plinova nakon instalacija koje koriste plin u morskoj vodi. Međutim, ovo tehničko rješenje nije dalo očekivane rezultate, te su radovi u tom pravcu zaustavljeni.

Efekat staklene bašte je odlaganje toplotnog zračenja planete od strane Zemljine atmosfere. Efekat staklenika je primijetio bilo tko od nas: u staklenicima ili staklenicima temperatura je uvijek viša nego napolju. Isto se primjećuje i na Zemljinoj skali: sunčeva energija, prolazeći kroz atmosferu, zagrijava površinu Zemlje, ali toplinska energija koju emituje Zemlja ne može pobjeći natrag u svemir, jer je Zemljina atmosfera odlaže, djelujući poput polietilena. u stakleniku: prenosi kratke svjetlosne valove od Sunca do Zemlje i odgađa duge termalne (ili infracrvene) valove koje emituje Zemljina površina. Postoji efekat staklene bašte. Efekat staklene bašte nastaje zbog prisustva gasova u Zemljinoj atmosferi koji imaju sposobnost odlaganja dugih talasa. Zovu se "staklenički" ili "staklenički" gasovi.

Gasovi staklene bašte su prisutni u atmosferi u malim količinama (oko 0,1%) od njenog nastanka. Ova količina je bila dovoljna da se zbog efekta staklene bašte održava toplinska ravnoteža Zemlje na nivou pogodnom za život. Ovo je takozvani prirodni efekat staklene bašte, da nije bilo, prosječna temperatura Zemljine površine bila bi 30°C ne +15°C, kao što je sada, već -18°C.

Prirodni efekat staklene bašte ne prijeti ni Zemlji ni čovječanstvu, jer se ukupna količina stakleničkih plinova zbog kruženja prirode održava na istom nivou, štoviše, njemu dugujemo živote.

Ali povećanje koncentracije stakleničkih plinova u atmosferi dovodi do povećanja efekta staklenika i narušavanja toplinske ravnoteže Zemlje. Upravo to se dogodilo u posljednja dva vijeka razvoja civilizacije. Termoelektrane na ugalj, izduvni gasovi automobila, fabrički dimnjaci i drugi umjetni izvori zagađenja emituju oko 22 milijarde tona stakleničkih plinova godišnje u atmosferu.

Koji gasovi se nazivaju „staklenički“ gasovi?

Najpoznatiji i najčešći gasovi staklene bašte su vodena para(H 2 O), ugljen-dioksid(CO2), metan(CH 4) i gas za smeh ili dušikov oksid (N 2 O). To su direktni staklenički plinovi. Većina njih nastaje tokom sagorevanja fosilnih goriva.

Osim toga, postoje još dvije grupe direktnih stakleničkih plinova, a to su halougljike i sumpor heksafluorid(SF6). Njihove emisije u atmosferu povezane su sa savremenim tehnologijama i industrijskim procesima (elektronika i rashladna oprema). Njihova količina u atmosferi je prilično zanemarljiva, ali je njihov uticaj na efekat staklene bašte (tzv. potencijal globalnog zagrijavanja / GWP) desetine hiljada puta jači od CO 2 .

Vodena para je glavni staklenički gas odgovoran za više od 60% prirodnog efekta staklene bašte. Antropogeno povećanje njegove koncentracije u atmosferi još nije zabilježeno. Međutim, povećanje Zemljine temperature, uzrokovano drugim faktorima, povećava isparavanje okeanske vode, što može dovesti do povećanja koncentracije vodene pare u atmosferi i - do povećanja efekta staklene bašte. S druge strane, oblaci u atmosferi reflektiraju direktnu sunčevu svjetlost, što smanjuje protok energije do Zemlje i, shodno tome, smanjuje efekat staklene bašte.

Ugljični dioksid je najpoznatiji od stakleničkih plinova. Prirodni izvori CO 2 su vulkanske emisije, vitalna aktivnost organizama. Antropogeni izvori su sagorevanje fosilnih goriva (uključujući šumske požare) kao i niz industrijskih procesa (npr. proizvodnja cementa, proizvodnja stakla). Ugljični dioksid, prema većini istraživača, prvenstveno je odgovoran za globalno zagrijavanje uzrokovano "efektom staklene bašte". Koncentracije CO 2 porasle su za više od 30% tokom dva vijeka industrijalizacije i povezane su s promjenama globalne prosječne temperature.

Metan je drugi najvažniji gas staklene bašte. Emituje se usled curenja u razvoju ležišta uglja i prirodnog gasa, iz cevovoda, pri sagorevanju biomase, na deponijama (kao sastavni deo biogasa), kao i u poljoprivredi (stočarstvo, uzgoj pirinča), itd. Stočarstvo, primjena đubriva, sagorijevanje uglja i drugi izvori proizvode oko 250 miliona tona metana godišnje. Količina metana u atmosferi je mala, ali je njegov efekat staklene bašte ili potencijal globalnog zagrijavanja (GWP) 21 puta jači od CO 2 .

Dušikov oksid je treći najvažniji gas staklene bašte: njegov uticaj je 310 puta jači od CO 2, ali se u atmosferi nalazi u veoma malim količinama. U atmosferu ulazi kao rezultat vitalne aktivnosti biljaka i životinja, kao i u proizvodnji i upotrebi mineralnih đubriva, u radu preduzeća hemijske industrije.

Halougljikohidrati (ugljovodonici i perfluorougljenici) su plinovi stvoreni da zamjene tvari koje oštećuju ozonski omotač. Uglavnom se koriste u rashladnoj opremi. Imaju izuzetno visoke koeficijente uticaja na efekat staklene bašte: 140-11700 puta veći od CO 2. Njihove emisije (ispuštanje u životnu sredinu) su male, ali brzo rastu.

Sumpor heksafluorid - njegov ulazak u atmosferu povezan je s elektronikom i proizvodnjom izolacijskih materijala. Iako je mali, ali volumen se stalno povećava. Potencijal globalnog zagrijavanja je 23900 jedinica.