Fokozza az üvegházhatást. A légkör üvegházhatása. Üvegházhatású gázok. Lehetséges klímaváltozás

Szentpétervári Menedzsment és Gazdasági Főiskola

Sándor Líceum

Beszámoló a természetgazdálkodás környezetvédelmi alapjairól a témában:

"Üvegházhatás"

Teljesített

csoportos tanuló №105

Vorozsbinova Szófia.

Szentpétervár, 2011

ÜVEGHÁZHATÁS

Az üvegházhatás a bolygó felszínén fellépő hőmérséklet-emelkedés a légkörben a gázok felmelegedése következtében megjelenő hőenergia hatására. A Földön az üvegházhatáshoz vezető fő gázok a vízgőz és a szén-dioxid.

Az üvegházhatás jelensége lehetővé teszi, hogy a Föld felszínén olyan hőmérsékletet tartsunk fenn, amelynél lehetséges az élet kialakulása és fejlődése. Ha az üvegházhatás hiányozna, a földgömb átlagos felszíni hőmérséklete sokkal alacsonyabb lenne, mint most. Az üvegházhatást okozó gázok koncentrációjának növekedésével azonban a légkör infravörös sugarakkal szembeni áteresztő képessége nő, ami a Föld hőmérsékletének emelkedéséhez vezet.

2007-ben az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (IPCC) - a világ 130 országából származó tudósok ezreit tömörítő legtekintélyesebb nemzetközi szervezet - bemutatta negyedik értékelő jelentését, amely általános következtetéseket tartalmazott a múlt és a jelenlegi éghajlatváltozásról, azok hatásairól. a természetre és az emberekre, valamint az ilyen változások ellensúlyozására irányuló lehetséges intézkedésekre.

A közzétett adatok szerint 1906-tól 2005-ig a Föld átlaghőmérséklete 0,74 fokkal emelkedett. A következő 20 évben a hőmérséklet-emelkedés a szakértők szerint évtizedenként átlagosan 0,2 fokos, a 21. század végére pedig 1,8-ról 4,6 fokra emelkedhet a Föld hőmérséklete (ilyen adatkülönbség az eredmény). a jövő éghajlati modelljeinek egész sorának egymásra helyezése, amelyek figyelembe vették a világgazdaság és a társadalom fejlődésének különböző forgatókönyveit).

A tudósok szerint a megfigyelt éghajlatváltozások 90 százalékos valószínűséggel emberi tevékenységekkel – a szén-fosszilis tüzelőanyagok (azaz olaj, gáz, szén stb.) elégetésével –, az ipari folyamatokkal, valamint az erdőirtással – a szén természetes elnyelőivel – állnak összefüggésben. dioxid a légkörből.

klímaváltozás hatásai:

1. A csapadék gyakoriságának és intenzitásának változása.

Általánosságban elmondható, hogy a bolygó éghajlata párásabb lesz. De a csapadék mennyisége nem oszlik el egyenletesen a Földön. Azokban a régiókban, ahol ma már elegendő mennyiségű csapadék hullik, a csapadék intenzívebbé válik. És az elégtelen nedvességtartalmú régiókban a száraz időszakok gyakoribbá válnak.

2. Tengerszint emelkedés.

A 20. század során az átlagos tengerszint 0,1-0,2 m-rel emelkedett. A tudósok szerint a 21. században a tengerszint emelkedése akár 1 m-t is elérhet. Ebben az esetben a tengerparti területek és a kis szigetek lesznek a legsebezhetőbbek . Az olyan államok, mint Hollandia, Nagy-Britannia, valamint Óceánia és a Karib-tenger kis szigetállamai lesznek az elsők, amelyek az árvízveszély alá kerülnek. Emellett gyakoribbá válik a dagály, és fokozódik a part menti erózió.

3. Az ökoszisztémák és a biológiai sokféleség veszélye.

Az előrejelzések szerint a növény- és állatfajok akár 30-40%-a is kipusztulhat, mivel élőhelyük gyorsabban változik, mint ahogy alkalmazkodni tudnak ezekhez a változásokhoz.

A hőmérséklet 1 fokos emelkedésével az erdő fajösszetételének változását jósolják. Az erdők természetes széntárolók (az összes szén 80%-a a szárazföldi növényzetben és körülbelül 40%-a a talajban). Az egyik erdőtípusból a másikba való átmenet nagy mennyiségű szén kibocsátásával jár együtt.

4. Olvadó gleccserek.

A Föld jelenlegi eljegesedése a folyamatban lévő globális változások egyik legérzékenyebb mutatójának tekinthető. Műholdas adatok azt mutatják, hogy az 1960-as évek óta körülbelül 10%-kal csökkent a hótakaró területe. Az 1950-es évek óta az északi féltekén a tengeri jég területe közel 10-15%-kal, vastagsága 40%-kal csökkent. Az Északi-sarkvidéki és Antarktiszi Kutatóintézet (Szentpétervár) szakértőinek előrejelzései szerint 30 év múlva az év meleg időszakában teljesen kinyílik a Jeges-tenger a jég alól.

A tudósok szerint a Himalája jég vastagsága évente 10-15 méteres sebességgel olvad. E folyamatok jelenlegi üteme mellett 2060-ra a gleccserek kétharmada eltűnik, 2100-ra pedig az összes gleccser teljesen elolvad.
A gleccserek felgyorsult olvadása számos közvetlen veszélyt jelent az emberiség fejlődésére. A sűrűn lakott hegyvidéki és hegylábi területeken különösen veszélyesek a lavinák, az áradások vagy éppen ellenkezőleg, a folyók teljes vízhozamának csökkenése, és ennek következtében az édesvízkészletek csökkenése.

5. Mezőgazdaság.

A felmelegedés hatása a mezőgazdasági termelékenységre nem egyértelmű. Egyes mérsékelt égövi területeken a terméshozam kis hőmérséklet-emelkedéssel nőhet, de nagy hőmérséklet-változás esetén csökkenhet. A trópusi és szubtrópusi régiókban a teljes terméshozam az előrejelzések szerint csökkenni fog.

A legsúlyosabban a legszegényebb országokat érhetik, amelyek a legkevésbé vannak felkészülve az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodásra. Az IPCC szerint 2080-ra 600 millióval nőhet az éhezés által fenyegetett emberek száma, ami kétszer annyi, mint a mai szegénységben élők száma a szubszaharai Afrikában.

6. Vízfogyasztás és vízellátás.

A klímaváltozás egyik következménye lehet az ivóvíz hiánya. A száraz éghajlatú régiókban (Közép-Ázsia, Földközi-tenger, Dél-Afrika, Ausztrália stb.) a csapadék csökkenése miatt tovább súlyosbodik a helyzet.
A gleccserek olvadása miatt Ázsia legnagyobb vízi útjainak - Brahmaputra, Gangesz, Sárga-folyó, Indus, Mekong, Salween és Jangce - vízhozama jelentősen csökkenni fog. Az édesvíz hiánya nemcsak az emberi egészségre és a mezőgazdasági fejlődésre lesz hatással, hanem növeli a politikai megosztottság és a vízkészletekhez való hozzáféréssel kapcsolatos konfliktusok kockázatát is.

7. Emberi egészség.

A tudósok szerint az éghajlatváltozás fokozott egészségügyi kockázatokhoz vezet az emberek, különösen a lakosság szegényebb rétegei számára. Így az élelmiszertermelés csökkenése elkerülhetetlenül alultápláltsághoz és éhezéshez vezet. A szokatlanul magas hőmérséklet súlyosbíthatja a szív- és érrendszeri, légúti és egyéb betegségeket.

Az emelkedő hőmérséklet megváltoztathatja a különböző kórokozó-átvivő fajok földrajzi elterjedését. A hőmérséklet emelkedésével a hőszerető állatok és rovarok (például agyvelőatkák és maláriás szúnyogok) elterjedése északabbra terjed, miközben az ezeken a területeken élő emberek nem lesznek immunisak az új betegségekre.

A környezetvédők szerint az emberiség valószínűleg nem tudja megakadályozni a teljesen kiszámítható klímaváltozást. A klímaváltozás mérséklése, a hőmérséklet-emelkedés mértékének visszafogása azonban az emberi hatalmon van, hogy a jövőben elkerüljük a veszélyes és visszafordíthatatlan következményeket. Először is a következők miatt:

1. A fosszilis széntüzelőanyagok (szén, olaj, gáz) fogyasztásának korlátozása és csökkentése;
2. Az energiafelhasználás hatékonyságának javítása;
3. Energiatakarékossági intézkedések végrehajtása;
4. A szénmentes és megújuló energiaforrások nagyobb mértékű használata;
5. Új környezetbarát és alacsony szén-dioxid-kibocsátású technológiák fejlesztése;
6. Az erdőtüzek megelőzésével és az erdők helyreállításával, mivel az erdők a légkörből származó szén-dioxid természetes elnyelői.

Az üvegházhatás nemcsak a Földön jelentkezik. Erős üvegházhatás a szomszédos bolygón, a Vénuszon. A Vénusz légköre szinte teljes egészében szén-dioxidból áll, ennek következtében a bolygó felszíne 475 fokra melegszik fel. A klimatológusok úgy vélik, hogy a Föld elkerülte ezt a sorsot az óceánok jelenléte miatt. Az óceánok elnyelik a légköri szenet, és felhalmozódnak a kőzetekben, például a mészkőben, ezáltal eltávolítják a szén-dioxidot a légkörből. A Vénuszon nincsenek óceánok, és a vulkánok által a légkörbe kibocsátott összes szén-dioxid ott marad. Ennek eredményeként ellenőrizhetetlen üvegházhatás figyelhető meg a bolygón.

A modern civilizáció erős befolyást gyakorol a természetre. Általában negatív. mocsarak lecsapolása és hatalmas mennyiségű káros anyag levegőbe kerülése - ez nem az emberiség "erényeinek" teljes listája. Sokan úgy vélik, hogy az üvegházhatás ebbe a kategóriába tartozik. Tényleg így van?

Történelmi hivatkozás

Egyébként ki volt az üvegházhatás szerzője (vagyis az, aki felfedezte ezt a jelenséget)? Ki írta le először ezt a folyamatot és beszélt a környezetre gyakorolt ​​hatásáról? Hasonló ötlet jelent meg a távoli 1827-ben. A tudományos cikk szerzője Joseph Fourier volt. Munkájában a bolygónk éghajlati kialakulásának mechanizmusait írta le.

E munka szokatlansága abban az időben az volt, hogy Fourier a Föld különböző zónáinak hőmérsékleti és éghajlati jellemzőit vette figyelembe. Ez volt az üvegházhatás szerzője, aki először tudta megmagyarázni Saussure kísérletét.

Saussure kísérlet

Következtetéseinek igazolására a tudós M. de Saussure tapasztalatait használta fel, amely egy belülről kormmal borított edényt használ, amelynek a nyaka üveggel van lezárva. De Saussure felállított egy kísérletet, melynek során folyamatosan mérte a hőmérsékletet az üvegen belül és kívül. Természetesen folyamatosan növekedett pontosan a belső térfogatban. Fourier volt az első, aki képes volt magyarázni ezt a jelenséget egyszerre két tényező együttes hatásával: a hőátadás blokkolásával és az edény falainak eltérő áteresztőképességével a különböző hullámhosszú fénysugarak számára.

Mechanizmusa meglehetősen egyszerű: hevítéskor a felület hőmérséklete megemelkedik, a látható fény elnyelődik, és hő sugározni kezd. Mivel az anyag tökéletesen átereszti a látható fényt, de gyakorlatilag nem vezet hőt, ez utóbbi felhalmozódik az edény belső térfogatában. Mint látható, az üvegházhatás mechanizmusát minden olyan személy könnyen alátámaszthatja, aki az iskolában a standard fizika tanfolyamot tanulta. A jelenség meglehetősen egyszerű, de mennyi bajt hoz bolygónkra!

A kifejezés megjelenése

Érdemes tudni, hogy Joseph Fourier az üvegházhatás szerzője a szakirodalomban szereplő kezdeti leírása alapján. De ki találta ki magát a kifejezést? Sajnos erre a kérdésre soha nem fogunk választ kapni. A későbbi irodalomban a Fourier által felfedezett jelenség kapta mai nevét. Ma már minden ökológus ismeri az "üvegházhatás" kifejezést.

De Fourier fő felfedezése a Föld légkörének és a közönséges üvegnek a ténybeli azonosságának alátámasztása volt. Egyszerűen fogalmazva: bolygónk légköre tökéletesen átereszti a látható fénysugárzást, de infravörös tartományban nem ereszti át jól. A felhalmozott hőt a Föld gyakorlatilag nem adja ki. Ő volt az üvegházhatás szerzője. De miért jelentkezik ez a hatás?

Igen, leírtuk megjelenésének primitív mechanizmusát, de a modern tudománynak sikerült bebizonyítania, hogy normál körülmények között az infravörös sugarak még szabadon túlléphetnek a bolygó légkörén. Hogyan fordulhat elő, hogy a „fűtési szezon” szabályozásának természetes mechanizmusai meghiúsulnak?

Okoz

Általában cikkünk elején kellő részletességgel ismertettük őket. A következő tényezők járulnak hozzá ehhez a jelenséghez:

• Fosszilis tüzelőanyagok folyamatos és túlzott égetése.
• Évről évre egyre több ipari gáz kerül a bolygó légkörébe.
• Az erdőket folyamatosan kivágják, területük csökken a tüzek és a talajréteg degradációja miatt.
• Anaerob fermentáció, metán felszabadulása az óceánok fenekéről.

Tudnia kell, hogy az üvegházhatás mechanizmusát kiváltó fő "bűnösök" a következő öt gáz:

• Kétértékű szén-monoxid, más néven szén-dioxid. Az üvegházhatás 50%-ban pontosan ennek költségére biztosított.
• Klór és fluor szénvegyületei (25%).
• (8%). Mérgező gáz, a rosszul felszerelt vegyipar és kohászati ​​ipar tipikus hulladékterméke.
• Talajközeli ózon (7%). Annak ellenére, hogy kulcsfontosságú szerepet játszik a Föld túlzott ultraibolya sugárzás elleni védelmében, segíthet megőrizni a hőt a felszínén.
• Körülbelül 10% metán.

Hol kerülnek ezek a gázok a légkörbe? Mi a cselekvésük?

- Ő az, aki nagy mennyiségben lép be a légkörbe, amikor egy ember fosszilis tüzelőanyagokat éget el. Felesleges (természetes feletti) szintjének hozzávetőleg egyharmada annak köszönhető, hogy az ember intenzíven pusztítja az erdőket. Ugyanezt a funkciót tölti be a termőföldek folyamatosan gyorsuló elsivatagosodási folyamata is.

Mindez kevesebb növényzetet jelent, amely hatékonyan képes felvenni a szén-dioxidot, ami sok szempontból serkenti az üvegházhatást. A jelenség okai és következményei összefüggenek: minden évben körülbelül 0,5%-kal növekszik a légkörbe kibocsátott kétértékű szén-monoxid mennyisége, ami serkenti a hőfelesleg további felhalmozódását és a növénytakaró leromlását a bolygó felszínén.

- Klór-fluor-szénhidrogének. Mint már említettük, ezek a vegyületek 25%-ban üvegházhatást biztosítanak. Ennek a jelenségnek az okait és következményeit régóta tanulmányozták. A légkörben az ipari termelés miatt jelennek meg, különösen elavult. A veszélyes és mérgező hűtőközegek hatalmas mennyiségben tartalmazzák ezeket az anyagokat, és a kiszivárgásukat megakadályozó intézkedések egyértelműen nem hozzák meg a várt eredményt. Megjelenésük következményei még rosszabbak:

• Először is rendkívül mérgezőek az emberekre és az állatokra, és a növényvilág számára a fluor- és klórvegyületek közelsége nem túl hasznos.
• Másodszor, ezek az anyagok jelentősen felgyorsíthatják az üvegházhatás kialakulását.
• Harmadszor, elpusztítják, ami megvédi bolygónkat az agresszív ultraibolya sugárzástól.

- Metán. Az egyik legfontosabb gáz, amelynek megnövekedett légköri tartalma az üvegházhatás kifejezést jelenti. Tudnia kell, hogy az elmúlt száz évben a bolygó légkörében lévő térfogata megkétszereződött. Elvileg a legtöbb teljesen természetes forrásból származik:

• Ázsiában.
• Állati komplexek.
• Háztartási szennyvíztisztító rendszerek nagytelepüléseken.
• A szerves anyagok rothadásával és bomlásával a mocsarak mélyén, szeméttelepeken.

Bizonyítékok vannak arra, hogy jelentős mennyiségű metánt bocsátanak ki az óceánok mélyéről. Ezt a jelenséget talán a nagy baktériumkolóniák létfontosságú tevékenysége magyarázza, amelyeknél a metán az anyagcsere fő mellékterméke.

Külön hangsúlyozni kell, hogy az olajtermelő vállalkozások "hozzájárulnak" az üvegházhatás kialakulásához: ebből a gázból jelentős mennyiség kerül a légkörbe melléktermékként. Emellett a Világóceán felszínén az olajtermékek egyre táguló rétege is hozzájárul a szerves anyagok felgyorsult bomlásához, ami metánkibocsátással jár együtt.

- Nitrogén-oxid. Nagy mennyiségben számos vegyipari gyártás során keletkezik. Nemcsak az üvegházhatású mechanizmusban való legaktívabb részvétel miatt veszélyes. A helyzet az, hogy a légköri vízzel kombinálva ez az anyag valódi salétromsavat képez, még akkor is, ha gyenge koncentrációban. Innen ered mindaz, ami rendkívül negatívan befolyásolja az emberek egészségét.

A globális éghajlati perturbációk elméleti forgatókönyvei

Milyen globális következményei vannak tehát az üvegházhatásnak? Nehéz ezt biztosan megmondani, mivel a tudósok még mindig messze vannak az egyértelmű következtetéstől. Jelenleg több forgatókönyv létezik egyszerre. A számítógépes modellek kidolgozásához számos különböző tényezőt figyelembe vesznek, amelyek felgyorsíthatják vagy lassíthatják az üvegházhatás kialakulását. Nézzük a folyamat katalizátorait:

• A fent leírt gázok felszabadulása ember által előidézett tevékenységek következtében.
• CO 2 kibocsátás a természetes szénhidrogének termikus bomlása következtében. Érdekes tudni, hogy bolygónk kérge 50 000-szer több szén-dioxidot tartalmaz, mint a légtér. Természetesen kémiailag kötött szén-monoxidról beszélünk.
• Mivel az üvegházhatás fő következménye a víz és a levegő hőmérsékletének emelkedése a bolygó felszínén, a nedvesség elpárolgása a tengerek és óceánok felszínéről növekszik. Ennek következtében a légkör infravörös sugárzás áteresztő képessége tovább romlik.
• Az óceánok mintegy 140 billió tonna szén-dioxidot tartalmaznak, amely a víz hőmérsékletének emelkedésével szintén elkezd intenzíven kijutni a légkörbe, hozzájárulva az üvegházhatású folyamat dinamikusabb fejlődéséhez.
• A bolygó fényvisszaverő képességének csökkenése, ami a légkörben felgyorsult hőfelhalmozódáshoz vezet. Ehhez hozzájárul az elsivatagosodás is.

Milyen tényezők lassítják az üvegházhatás kialakulását?

Feltételezhető, hogy a fő melegáram - a Golf-áramlat - folyamatosan lassul. Ez a jövőben jelentős hőmérséklet-csökkenést okoz, ami lassítja az üvegházhatású gázok felhalmozódásának hatását. Ezenkívül a globális felmelegedés minden fokára a felhőzet területe a bolygó teljes területén körülbelül 0,5% -kal nő, ami hozzájárul a Föld által az űrből kapott hőmennyiség jelentős csökkenéséhez.

Figyelem: az üvegházhatás lényege a földfelszín általános hőmérsékletének növelése. Ebben persze nincs semmi jó, de a fenti tényezők gyakran hozzájárulnak e jelenség következményeinek mérsékléséhez. Elvileg ezért gondolja sok tudós, hogy maga a globális felmelegedés témája a teljesen természetes jelenségek kategóriájába tartozik, amelyek a Föld története során rendszeresen előfordultak.

Minél nagyobb a párolgási sebesség, annál nagyobb lesz az éves csapadék. Ez egyrészt a mocsarak helyreállását, másrészt a flóra növekedésének felgyorsulását okozza, amely a bolygó légkörében található szén-dioxid-felesleg hasznosításáért felelős. Azt is feltételezik, hogy a jövőben a megnövekedett csapadékmennyiség hozzájárul a sekély trópusi tengerek területének jelentős bővüléséhez.

A bennük élő korallok a szén-dioxid legfontosabb hasznosítói. Mivel kémiailag kötődik, megépíti a csontvázukat. Végül, ha az emberiség legalább egy kicsit csökkenti az erdőirtás mértékét, akkor területük gyorsan helyreáll, mivel ugyanaz a szén-dioxid kiváló serkenti a növények terjedését. Milyen következményekkel járhat tehát az üvegházhatás?

Bolygónk jövőjének fő forgatókönyvei

Az első esetben a tudósok azt feltételezik, hogy a globális felmelegedés meglehetősen lassan fog bekövetkezni. Ennek a nézőpontnak pedig sok támogatója van. Úgy vélik, hogy a Világóceán, amely egy óriási energiaakkumulátor, hosszú ideig képes lesz felvenni a felesleges hőt. Több mint egy évezredbe telhet, mire a bolygó éghajlata valóban gyökeresen megváltozik.

A tudósok második csoportja éppen ellenkezőleg, a katasztrofális változások viszonylag gyors változatát támogatja. Az üvegházhatásnak ez a problémája jelenleg nagyon népszerű, szinte minden tudományos kongresszuson szóba kerül. Sajnos nincs elég bizonyíték erre az elméletre. Úgy gondolják, hogy az elmúlt száz évben a szén-dioxid koncentrációja legalább 20-24%-kal, a légkörben lévő metán mennyisége pedig 100%-kal nőtt. A legpesszimistább forgatókönyv szerint a bolygó hőmérséklete e század végére rekord 6,4 °C-kal emelkedhet.

Így ebben az esetben a Föld légkörében fellépő üvegházhatás egyszerűen halált okoz a part menti területek minden lakójának.

A világóceán szintjének meredek emelkedése

Az a tény, hogy az ilyen hőmérsékleti anomáliák a Világóceán szintjének rendkívül éles és gyakorlatilag kiszámíthatatlan emelkedésével járnak. Tehát 1995-től 2005-ig. ez a szám 4 cm volt, bár a tudósok egymással vetélkedtek, hogy ne számítsanak pár centiméter feletti emelkedésre. Ha minden hasonló ütemben folytatódik, akkor a 21. század végére a Világóceán szintje legalább 88-100 cm-rel a jelenlegi normánál lesz magasabb. Eközben bolygónkon körülbelül 100 millió ember él 87-88 cm tengerszint feletti magasságban.

A bolygó felszínének visszaverő képességének csökkentése

Amikor írtunk arról, hogy mi az üvegházhatás, a cikkben többször is szóba került, hogy a Föld felszínének visszaverő képességének további csökkenését serkenti, amit az erdőirtás és az elsivatagosodás segít elő.

Számos tudós tanúskodik arról, hogy a sarkokon lévő jégsapka legalább két fokkal csökkentheti a bolygó általános hőmérsékletét, a sarki vizek felszínét borító jég pedig nagymértékben gátolja a szén-dioxid és metán légkörbe történő kibocsátását. Ráadásul a sarki jégsapkák vidékén egyáltalán nincs vízgőz, ami jelentősen serkenti a globális üvegházhatást.

Mindez annyira befolyásolja a világ vízkörforgását, hogy a hurrikánok és tornádók pusztító erejében szörnyűséges tornádók gyakorisága többszörösére nő, ami gyakorlatilag lehetetlenné teszi, hogy az emberek még a partoktól nagyon távol eső területeken is éljenek. az óceánok. Sajnos a víz újraelosztása az ellenkező jelenséghez vezet. Ma az aszályok a földkerekség 10%-át okozzák, a jövőben pedig akár 35-40%-ra is nőhet az ilyen régiók száma. Szomorú kilátás ez az emberiség számára.

Hazánk számára ebben az esetben sokkal kedvezőbb az előrejelzés. A klimatológusok úgy vélik, hogy Oroszország területének nagy része meglehetősen alkalmas lesz a normál gazdálkodásra, az éghajlat sokkal enyhébb lesz. Természetesen a tengerparti területek nagy része (és nálunk is nagyon sok van) egyszerűen víz alá kerül.

A harmadik forgatókönyv azt feltételezi, hogy egy rövid ideig tartó hőmérséklet-emelkedést globális lehűlés követ. A Golf-áramlat lassulásáról, a következményekről már beszéltünk. Képzeld el, hogy ez a meleg áramlat teljesen leáll... Persze a „Holnap után” című filmben leírt eseményekre nem jönnek be a dolgok, de a bolygó mindenképpen sokkal hidegebb lesz. Nem sokáig azonban.

Egyes matematikusok ragaszkodnak ahhoz az elmélethez (természetesen szimulálva), amely szerint a Föld üvegházhatása oda vezet, hogy 20-30 évre Európában nem lesz melegebb az éghajlat, mint nálunk. Azt is javasolják, hogy ezt követően folytatódjon a felmelegedés, amelynek forgatókönyvét a második lehetőség ismerteti.

Következtetés

Bármi is volt, de a tudósok előrejelzéseiben nem sok jó van. Csak remélni tudjuk, hogy bolygónk bonyolultabb és tökéletesebb mechanizmus, mint azt elképzeljük. Talán elkerülhetők az ilyen sajnálatos következmények.

Az üvegházhatás, amely számos objektív ok miatt súlyosbodott, negatív következményekkel járt a bolygó ökológiájára nézve. Tudjon meg többet arról, hogy mi az üvegházhatás, melyek az okok és a felmerült környezeti problémák megoldásának módjai.

Üvegházhatás: okok és következmények

Az üvegházhatás természetének első említése 1827-ben jelent meg Jean Baptiste Joseph Fourier fizikus cikkében. Munkája a svájci Nicolas Theodore de Saussure tapasztalatain alapult, aki egy színezett üveggel ellátott tégely belsejében mérte meg a hőmérsékletet, amikor napfénynek volt kitéve. A tudós megállapította, hogy a belső hőmérséklet magasabb, mivel a hőenergia nem tud átjutni a zavaros üvegen.

Fourier ezt a tapasztalatot példaként felhasználva leírta, hogy nem minden, a Föld felszínét elérő napenergia tükröződik vissza az űrben. Az üvegházhatású gázok a hőenergia egy részét a légkör alsóbb rétegeiben csapdába ejtik. A következőkből áll:

• szénsav;
• metán;
• ózon;
• vízpára.

Mi az üvegházhatás? Ez az alsó légköri rétegek hőmérsékletének emelkedése az üvegházhatású gázok által visszatartott hőenergia felhalmozódása miatt. A Föld légköre (alsó rétegei) a gázok miatt meglehetősen sűrűnek bizonyul, és nem engedi a hőenergiát az űrbe. Ennek eredményeként a Föld felszíne felmelegszik.

2005-ig a Föld felszínének éves átlagos hőmérséklete 0,74 fokkal nőtt az elmúlt évszázad során. A következő években várhatóan évtizedenként 0,2 fokkal gyorsan emelkedik. Ez a globális felmelegedés visszafordíthatatlan folyamata. Ha a dinamika folytatódik, akkor 300 év múlva helyrehozhatatlan környezeti változások következnek be. Ezért az emberiséget a kihalás fenyegeti.

A tudósok a globális felmelegedés okait a következőképpen nevezik meg:

• nagy ipari emberi tevékenység. Ez a gázok légkörbe történő kibocsátásának növekedéséhez vezet, ami megváltoztatja annak összetételét és a portartalom növekedéséhez vezet;

• fosszilis tüzelőanyagok (olaj, szén, gáz) elégetése hőerőművekben, autómotorokban. Ennek eredményeként nő a szén-dioxid-kibocsátás. Emellett az energiafogyasztás intenzitása növekszik - a világ népességének évi 2%-os növekedésével az energiaszükséglet 5%-kal nő;
• a mezőgazdaság gyors fejlődése. Az eredmény a légkörbe jutó metánkibocsátás növekedése (a bomlás következtében túlzott mértékű szerves trágya termelés, biogáz üzemek kibocsátása, az állattenyésztés/baromfi tartásból származó biológiai hulladék mennyiségének növekedése);
• a hulladéklerakók számának növekedése, ami miatt nő a metánkibocsátás;
• erdőirtás. Lelassítja a szén-dioxid felvételét a légkörből.

A globális felmelegedés következményei szörnyűek az emberiségre és a bolygó egészére nézve. Tehát az üvegházhatás és annak következményei láncreakciót okoznak. Nézd meg magad:

1. A legnagyobb probléma az, hogy a Föld felszínén a hőmérséklet emelkedése miatt a sarki jégsapkák olvadnak, ami a tengerszint emelkedését okozza.

2. Ez a völgyekben lévő termékeny földek elárasztásához vezet.

3. A nagyvárosok (Szentpétervár, New York) és egész országok (Hollandia) elárasztása az emberek áthelyezésének szükségességével összefüggő társadalmi problémákhoz vezet. Ennek eredményeként konfliktusok és zavargások lehetségesek.

4. A légkör felmelegedése miatt csökken a hóolvadás időszaka: gyorsabban olvadnak, gyorsabban érnek véget a szezonális esőzések. Ennek eredményeként nő a száraz napok száma. Szakértők szerint az éves középhőmérséklet egy fokkal történő emelkedésével mintegy 200 millió hektár erdő válik sztyeppévé.

5. A zöldfelületek számának csökkenése miatt a fotoszintézis eredményeként a szén-dioxid feldolgozása csökken. Az üvegházhatás felerősödik, a globális felmelegedés pedig felgyorsul.

6. A Föld felszínének felmelegedése miatt megnövekszik a víz párolgása, ami fokozza az üvegházhatást.

7. A víz és a levegő hőmérsékletének emelkedése miatt számos élőlény élete veszélybe kerül.

8. A gleccserek olvadása és a Világóceán szintjének emelkedése miatt az évszakhatárok eltolódnak, gyakoribbá válnak az éghajlati anomáliák (viharok, hurrikánok, cunamik).

9. A Föld felszínén a hőmérséklet emelkedése negatív hatással lesz az emberi egészségre, ráadásul a veszélyes fertőző betegségek kialakulásával összefüggő járványügyi helyzetek kialakulását idézi elő.

Üvegházhatás: a probléma megoldásának módjai

Az üvegházhatáshoz kapcsolódó globális környezeti problémák megelőzhetők. Ehhez az emberiségnek összehangoltan kell felszámolnia a globális felmelegedés okait.

Mit kell először tenni:

1. Csökkentse a légkörbe kerülő kibocsátások mennyiségét. Ez akkor érhető el, ha mindenhol környezetbarátabb berendezéseket, mechanizmusokat helyeznek üzembe, szűrőket, katalizátorokat szerelnek be; „zöld” technológiák és eljárások bevezetése.
2. Csökkentse az energiafogyasztást. Ehhez át kell térni a kevésbé energiaigényes termékek gyártására; az erőművek hatékonyságának növelése; lakhatási termomodernizációs programok bevonása, az energiahatékonyságot növelő technológiák bevezetése.
3. Az energiaforrások szerkezetének megváltoztatása. Az alternatív forrásokból (nap, szél, víz, talajhőmérséklet) előállított teljes energia részarányának növelése. A fosszilis energiaforrások felhasználásának csökkentése.
4. Környezetbarát és alacsony szén-dioxid-kibocsátású technológiák fejlesztése a mezőgazdaságban és az iparban.
5. Növelje az újrahasznosított nyersanyagok felhasználását.
6. Az erdők helyreállítása, az erdőtüzek hatékony leküzdése, a zöldfelületek növelése.

Az üvegházhatás miatt felmerült problémák megoldásának módjai mindenki számára ismertek. Az emberiségnek fel kell ismernie, hogy következetlen cselekedetei mire vezetnek, fel kell mérnie a közelgő katasztrófa mértékét, és részt kell vennie a bolygó megmentésében!

A földi légkör „üvegházhatásához” a fő hozzájárulást a troposzférában lévő vízgőz vagy levegő páratartalma adja (3. táblázat).

Ugyanakkor a vízgőz koncentrációja a troposzférában jelentősen függ a felszíni hőmérséklettől: az "üvegházhatású gázok" összkoncentrációjának növekedése a légkörben a páratartalom növekedéséhez és az "üvegházhatás" kialakulásához kell, hogy vezet. fordulat a felületi hőmérséklet emelkedéséhez vezet.

A felületi hőmérséklet csökkenésével a vízgőz koncentrációja csökken, ami az "üvegházhatás" csökkenéséhez vezet, ugyanakkor a hőmérséklet csökkenésével a sarki régiókban hó-jégtakaró képződik, ami az albedó növekedéséhez és az "üvegházhatás" csökkenéséhez vezet, ami az átlagos felületi hőmérséklet csökkenését okozza.

Így a Föld éghajlata átmehet a felmelegedés és a lehűlés szakaszába, a Föld-légkör rendszer albedójának változásától és az "üvegházhatástól" függően.

A Föld légkörének antropogén szennyezése az üvegházhatás egyik oka, amely a földgolyó globális hőmérsékletének esetleges emelkedését jelenti az úgynevezett üvegházhatású gázok által okozott hőmérleg-változások következtében. ".

A Föld felszíne főként látható sugarak áramlását kapja, amelyek változás nélkül áthaladnak az "üvegházhatású gázokon". A Föld-közeli térben a különféle testekkel való találkozás során ezeknek a sugaraknak egy jelentős része hosszúhullámú (infravörös) hősugarakká alakul át. Az "üvegházhatású gázok" megakadályozzák a hősugarak kijutását a világűrbe, és ezáltal a levegő hőmérsékletének növekedését okozzák (az "üvegházhatás").

A fő "üvegházhatású gáz" a szén-dioxid (CO 2). Hozzájárulása az "üvegházhatáshoz" különböző források szerint 50-65% között mozog. Az egyéb "üvegházhatású gázok" közé tartozik a metán (körülbelül 20%), nitrogén-oxidok (körülbelül 5%), ózon, freonok (klór-fluor-szénhidrogének) és egyéb gázok (az üvegházhatás kb. 10-25%-a). Összesen körülbelül 30 "üvegházhatású gáz" ismert. Melegítő hatásuk nemcsak a légkörben lévő mennyiségtől, hanem a hatás molekulánkénti relatív aktivitásától is függ. Ha ezen mutató szerint a CO 2 -t egységnek vesszük, akkor a metán esetében ez 25, a nitrogén-oxidok esetében - 165 és a freon esetében - 11 000.

A légkörbe kerülő CO 2 fő antropogén forrása a széntartalmú tüzelőanyag (szén, olaj, fűtőolaj, metán stb.) elégetése. Ma már csak a hőenergia-technika révén fejenként körülbelül 1 tonna szén kerül a légkörbe évente; Az előrejelzések szerint a 21. század első felében a kibocsátás meghaladja a 10 milliárd tonnát.

Az elmúlt 200 évben a levegő CO 2 koncentrációja 275-ről 350-re nőtt 1 millió légrészecskére vetítve, azaz 25%-kal, 1958 óta. 2001-re a CO 2 koncentrációja 350-ről 368-ra nőtt (4. táblázat). Ha az emberiség nem tesz intézkedéseket a gázkibocsátás csökkentésére, akkor a század közepére a felszíni légkör globális átlaghőmérséklete 1,5-4,5 0 C-kal emelkedik. Egyes államok részesedése a szén-dioxid-kibocsátásban kb. következik: az USA - 22%, Oroszország és Kína - egyenként 11%, Németország és Japán - egyenként 5%.

Jelenleg a veszély abban rejlik, hogy a légkörben az üvegházhatású gázok, nevezetesen a szén-dioxid, nitrogén, vízgőz és sok más koncentrációja jelentősen megnőtt, és az emberiség ipari fejlődéséhez kapcsolódik. Az elmúlt 150 év során a nitrogéntartalom 18%-kal, a metántartalom közel 150%-kal, a szén-dioxid pedig több mint 30%-kal nőtt. Ennek eredményeképpen az "üvegházhatás" bizonyos stimulációja a megfelelő következményekkel járt.

A tudósok szerint ebből az anyagból évente 330 milliárd tonna vesz részt a bolygó szénciklusában. Az ember részesedése ebben a mennyiségben nagyon kicsi - 7,5 milliárd tonna, de ez elég ahhoz, hogy felborítsa a rendszer egyensúlyát.

Felismerve a globális felmelegedés problémáját, a Meteorológiai Világszervezet (WMO) és az Egyesült Nemzetek Környezetvédelmi Programja (UNEP) 1988-ban létrehozta az Éghajlatváltozási Kormányközi Testületet (IPCC). Ez tulajdonképpen egy állandó fórum, ahol több ezer tudós különböző országokból, köztük több tucat orosz tudósból áll, gyakorlatilag mindenki, aki különböző oldalról foglalkozik ezzel a problémával: klimatológusok, ökológusok, közgazdászok és energiamérnökök. Körülbelül 4-5 évente a tudósok közzéteszik többoldalas jelentéseiket a Föld éghajlatának állapotáról. A szakértők "első jelentése" 1990-ben meglehetősen szerény kijelentéseket tartalmazott a folyamatos éghajlati ingadozásokról, a tudósok egy dologban biztosak voltak - a légkör szén-dioxid-koncentrációja nőtt. A WMO szerint a légkör átlagos szén-dioxid-szintje az elmúlt 30 évben 340-ről 390 ppm-re nőtt. A kutatók önbizalma évről évre nőtt. Még 2006-ban a szakértők 70%-a biztos volt abban, hogy az ember okolható a globális klímaváltozásért, de már az IPCC 2007-es negyedik jelentéséből kiderült, hogy 90-95%-ra nőtt az ebben bízó szakértők száma.

Az "üvegházhatású gázok" kibocsátásának csökkentésének problémája szinte az egész világ közösségét foglalkoztatja, mind politikai, mind ipari és környezetvédelmi szinten. Az „üvegházhatású gázok” kibocsátásának csökkentését célzó kompetens politika példája az 1997-es Kiotói Jegyzőkönyv. 1997 decemberében Kiotóban nemzetközi konferenciát tartottak a bolygó globális éghajlatváltozásáról, amelyen 159 ország képviselői vettek részt. Elfogadták a végleges jegyzőkönyvet, amely összesen 5,2%-kal csökkentette a légkörbe kerülő "üvegházhatású gázok" kibocsátását. 2008-2012 között az Európai Unió országainak 8%-kal kell csökkenteniük az üvegházhatású gázok kibocsátását (1990-es szintről), az USA-nak 7%-kal, Japánnak, Kanadának 6%-kal. Oroszország és Ukrajna 2012-re az 1990-es szinten tarthatja kibocsátását az ipari termelés elmúlt évekbeli csökkenése miatt. A CO 2 -kibocsátás ipari csökkentésére példa a Japánban 2007-2008-ban végzett munka. a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése a füstgázok tengervízben történő gázfelhasználó létesítmények utáni feloldódásából eredően. Ez a műszaki megoldás azonban nem hozta meg a várt eredményt, az ezirányú munkát leállították.

Az üvegházhatás a Föld légkörének késleltetése a bolygó hősugárzásában. Az üvegházhatást bármelyikünk megfigyelte: üvegházakban vagy üvegházakban mindig magasabb a hőmérséklet, mint kint. Ugyanez figyelhető meg a Föld léptékében is: a légkörön áthaladó napenergia felmelegíti a Föld felszínét, de a Föld által kibocsátott hőenergia nem tud visszajutni az űrbe, mivel a Föld légköre késlelteti, polietilénként hat. üvegházban: rövid fényhullámokat továbbít a Napról a Földre, és késlelteti a Föld felszíne által kibocsátott hosszú hő- ​​(vagy infravörös) hullámokat. Üvegházhatás van. Az üvegházhatás a Föld légkörében lévő gázok miatt következik be, amelyek képesek késleltetni a hosszú hullámokat. Ezeket "üvegházhatású" vagy "üvegházhatású" gázoknak nevezik.

Az üvegházhatású gázok kialakulása óta kis mennyiségben (kb. 0,1%) vannak jelen a légkörben. Ez a mennyiség elegendő volt ahhoz, hogy az üvegházhatás miatt a Föld hőmérlegét az életre alkalmas szinten tartsák. Ez az úgynevezett természetes üvegházhatás, ha nem lenne, a Föld felszínének átlaghőmérséklete 30 °C lenne. nem +15°C, mint most, hanem -18°C.

A természetes üvegházhatás sem a Földet, sem az emberiséget nem fenyegeti, hiszen a természet körforgása miatt az üvegházhatású gázok összmennyisége szinten maradt, ráadásul az életünket köszönhetjük neki.

De az üvegházhatású gázok koncentrációjának növekedése a légkörben az üvegházhatás növekedéséhez és a Föld hőegyensúlyának megsértéséhez vezet. Pontosan ez történt a civilizáció fejlődésének utolsó két évszázadában. A széntüzelésű erőművek, az autók kipufogógázai, a gyárkémények és más mesterséges szennyezőforrások évente mintegy 22 milliárd tonna üvegházhatású gázt bocsátanak ki a légkörbe.

Milyen gázokat nevezünk üvegházhatású gázoknak?

A legismertebb és leggyakoribb üvegházhatású gázok a vízpára(H2O), szén-dioxid(CO2), metán(CH4) és nevetőgáz vagy dinitrogén-oxid (N 2 O). Ezek közvetlen üvegházhatású gázok. Legtöbbjük a fosszilis tüzelőanyagok elégetése során keletkezik.

Ezen kívül van még két közvetlen üvegházhatású gázcsoport, ezek halogénezett szénhidrogénekÉs kén hexafluorid(SF6). A légkörbe történő kibocsátásukat a modern technológiákkal és ipari folyamatokkal (elektronika és hűtőberendezések) kötik. Mennyiségük a légkörben meglehetősen elenyésző, de az üvegházhatásra gyakorolt ​​hatásuk (ún. globális felmelegedési potenciál / GWP) több tízezerszer erősebb, mint a CO 2 .

A vízgőz a fő üvegházhatású gáz, amely a természetes üvegházhatás több mint 60%-áért felelős. A légkörben való koncentrációjának antropogén növekedését még nem észlelték. A Föld hőmérsékletének más tényezők hatására bekövetkező emelkedése azonban fokozza az óceánok vizének elpárolgását, ami a légkörben a vízgőz koncentrációjának növekedéséhez és - az üvegházhatás fokozódásához vezethet. Másrészt a légkörben lévő felhők közvetlen napfényt vernek vissza, ami csökkenti az energiaáramlást a Föld felé, és ennek megfelelően csökkenti az üvegházhatást.

Az üvegházhatású gázok közül a szén-dioxid a legismertebb. A CO 2 természetes forrásai a vulkáni kibocsátások, az élőlények létfontosságú tevékenysége. Az antropogén források a fosszilis tüzelőanyagok elégetése (beleértve az erdőtüzeket), valamint számos ipari folyamat (pl. cementgyártás, üveggyártás). A legtöbb kutató szerint elsősorban a szén-dioxid a felelős az "üvegházhatás" okozta globális felmelegedésért. A CO 2 koncentrációja több mint 30%-kal nőtt az iparosodás két évszázada alatt, és összefügg a globális átlaghőmérséklet változásával.

A metán a második legfontosabb üvegházhatású gáz. Kibocsátása a szén- és földgázlelőhelyek kialakulásában, a csővezetékekből, a biomassza elégetésekor, a hulladéklerakókban (mint a biogáz szerves részeként), valamint a mezőgazdaságban (szarvasmarha-tenyésztés, rizstermesztés) történik, stb. Az állattenyésztés, a műtrágyázás, a szénégetés és egyéb források évente mintegy 250 millió tonna metánt termelnek. A metán mennyisége a légkörben kicsi, de üvegházhatása vagy globális felmelegedési potenciálja (GWP) 21-szer erősebb, mint a CO 2 -é.

A dinitrogén-oxid a harmadik legfontosabb üvegházhatású gáz: hatása 310-szer erősebb, mint a CO 2-é, de a légkörben nagyon kis mennyiségben megtalálható. A légkörbe a növények és állatok létfontosságú tevékenysége, valamint az ásványi műtrágyák előállítása és felhasználása, a vegyipari vállalkozások munkája következtében kerül.

A halogénezett szénhidrogének (szénfluorozott szénhidrogének és perfluor-szénhidrogének) olyan gázok, amelyeket az ózonréteget lebontó anyagok helyettesítésére hoznak létre. Főleg hűtőberendezésekben használják őket. Kiemelkedően magas üvegházhatás-hatástényezővel rendelkeznek: 140-11700-szor nagyobb, mint a CO 2-é. Kibocsátásuk (a környezetbe való kibocsátásuk) kicsi, de gyorsan növekszik.

Kén-hexafluorid - a légkörbe való bejutása az elektronikához és a szigetelőanyagok előállításához kapcsolódik. Bár kicsi, de a hangerő folyamatosan növekszik. A globális felmelegedési potenciál 23900 egység.