Суть парникового ефекту

парникових газів

На Землю проникають електромагнітні хвилі від Сонця, які мають довжину в діапазоні від 290 до 5000 нм. Ми виділяємо три типи випромінювання:

1. Ультрафіолетове випромінювання (від 400 нм). Він проникає лише в невеликих кількостях, в основному потрапляє в стратосферу шаром озону. У більших дозах це загрожує життю (має шкідливий вплив на живі клітини, особливо на структуру генетичного матеріалу).

2. Видиме світло (від 400 - 800 нм). Це джерело енергії для зелених рослин.

3. Інфрачервоне випромінювання (від 800 нм). Це тепловий компонент.

Інфрачервоне випромінювання частково відбивається або розсіюється атмосферою Землі, але частково проникає і падає на поверхню Землі, яку він нагріває. Потім нагріта поверхня випромінює інфрачервоне випромінювання, яке, однак, має менше енергії, ніж те, що проникло з атмосфери. Тому це випромінювання краще поглинається т. Зв парникові гази і тим самим нагрівають себе і разом з ними атмосферу. Потім нагріта атмосфера також випромінює на інфрачервоних довжинах хвиль. Частина цього випромінювання повертається на земну поверхню і нагріває її .

Їх іноді називають променевими активними газами. Вони існували майже всю історію Землі. До природних парникових газів в основному належать водяна пара, озон та вуглекислий газ. Без їх дії температура поверхні Землі була б на 33 ° С нижчою, ніж зараз. Відповідна температура - одна з умов життя, і якби температура планети була нижчою на 33 ° C, на більшій частині поверхні Землі температура становила б кілька градусів морозу (в середньому -19 ° C і нічні температури перевищила б -50 ° С), тобто присутність цих газів в атмосфері суттєво впливала на походження життя. Наприклад, парникові гази також є на таких планетах, як Місяць і Марс, але їх шар дуже тонкий і не може вловлювати стільки випромінювання, що температура не опускається до надзвичайно низьких температур. В даний час людина збільшує концентрацію цих газів і додає до них нові, які набагато ефективніші і, як правило, мають більший термін життя. То які це гази?

N Вуглекислий газ. Поточний щорічний приріст вуглецю в природному циклі між атмосферою та "запасами" на Землі (організми, грунт, океани) становить 0,5%. Якщо це триватиме таким чином, то за 200 років від початку індустріальної ери в атмосферу буде додано стільки вуглецю, скільки є у всій живій речовині.

N Метан. Один кг метану викликає в 63 рази більше потепління, ніж 1 кг вуглекислого газу. Утворюється при анаеробному розкладанні. Основними джерелами є рисові поля, біохімічні процеси в кишечнику тварин та витоки природного газу, що включає метан. Щорічно в атмосферу додається близько 1% метану, а його тривалість життя становить 10 років.

N Оксид азоту (N 2 O). Це ефективніше метану. Одна з її молекул приблизно в 230 разів ефективніша за молекулу вуглекислого газу і має тривалість життя 150 років. Його джерелами є реакції в ґрунті, що підтримуються підживленням, розкладанням органічних відходів, спалюванням біомаси, вирубкою лісів, обміном газів з океаном та вихлопними газами автомобілів, які також містять інші оксиди азоту.

N фреонів. Окрім парникового ефекту, вони також сприяють руйнуванню озонового шару. Фреони в 20 000 разів ефективніше поглинають випромінювання, ніж вуглекислий газ, і одна молекула фреону здатна руйнувати до 100 000 молекул озону. Тривалість життя ХФУ становить до 130 років.

N Озон. Так звані "Фотохімічний смог", що виникає внаслідок дії сонячного світла на газоподібні забруднювачі (тобто інші парникові гази) як продукт цього процесу, діє як парниковий газ у нижчих шарах атмосфери.
Наслідки парникового ефекту

Існує кілька оптимістичних та песимістичних прогнозів того, що може статися. Ці прогнози відрізняються через неможливість оцінити, як парникові гази реагують на саме збільшення їх концентрації (тобто так звані зворотні зв’язки) та на процеси, які можуть відбуватися протягом їх відносно тривалого існування. Крім того, сьогоднішні викиди не будуть очевидними протягом кількох десятиліть і століть.

У льодовиковий період, коли область сьогоднішнього Нью-Йорка була вкрита кілометровим шаром льоду, а Нью-Йорк приблизно на тій же широті, що і ми, середня глобальна температура була лише на 6 ° C нижчою. Поступове потепління тривало повільно протягом декількох тисячоліть. В даний час зміни відбуваються за набагато коротший час .

Теорія зворотного зв’язку

Кліматична система складається з 5 компонентів: атмосфери, гідросфери, кріосфери, біосфери та геосфери. Отже, це система різних факторів, які взаємодіють між собою. Збільшення концентрації парникових газів порушило баланс між цими компонентами. Теорія зворотного зв'язку випливає саме з існування цієї системи і працює за принципом "дії та реакції".

Цю теорію можна зрозуміти двома способами:

1. Збільшення парникових газів спричинить механізми, які можуть усунути підвищення температури.

2. Позитивні відгуки означають наявність механізмів, що прискорюють процес. Цей другий варіант гірший, але більш вірогідний .

Земля має захисні механізми від перевиробництва CO 2 - і це її власна розчинність у воді. Підвищений вміст CO 2 в атмосфері збільшує його розчинення у воді та призводить до подальших реакцій у морському середовищі.

Тому одна з оптимістичних теорій передбачає, що Світовий океан може поглинати більше СО2, тим більше його в атмосфері. Однак його розчинність у воді зменшується із збільшенням температури, що є одним із наслідків парникового ефекту і, отже, збільшення самої концентрації CO 2. .

Іншою теорією, яка базується на природних процесах, є здатність лісових насаджень зв'язувати CO 2 для потреб їх метаболізму. Однак різні експерименти показали, що дерева можуть поглинати і перетворювати в рослинні речовини лише 10% СО 2, виробленого внаслідок людської діяльності. Що недостатньо для вирішення проблеми глобального потепління. Крім того, здатність рослин виробляти органічні речовини зменшується із збільшенням температури .

Немає значення, який із варіантів розвитку Землі є правильним. Якщо песимістичні сценарії здійсняться, ми ризикуємо зупинити розпочате глобальне потепління вже пізно. .
Прогнози впливу парникового ефекту

Навіть незначна зміна середніх температур має величезний вплив на природу клімату. Тоді кожне його порушення може суттєво вплинути на розподіл опадів, інтенсивність штормів та періоди посухи, напрямок переважаючих вітрів та морських течій, а також на початок великих коливань температури з екстремальними значеннями в обох напрямках.

Ці прогнози - це лише можливі зміни клімату, спричинені збільшенням концентрації парникових газів:

M Велике охолодження стратосфери (майже напевне).

M Глобальне підвищення середньої температури поверхні (дуже ймовірно). Середнє тривале потепління земної поверхні оцінюється в межах від 1,5 до 4,5 ° C. Фактична швидкість потепління буде визначатися швидкістю збільшення парникових газів, природними реакціями зворотного зв'язку кліматичної системи та реакціями повільної адаптації частин кліматичної системи (тобто морів та крижаного покриву).

M Збільшення середніх глобальних опадів (дуже ймовірно).

M Обмеження морського льоду (дуже ймовірно).

М Потеплення полярних областей взимку (дуже ймовірно). Це призведе до танення льодовиків і ґрунту, що зв’язує CO 2. Коли він розтане, цей вуглекислий газ буде виходити в атмосферу.

M Літнє потепління континенту та посуха (ймовірно, у довгостроковій перспективі). Цей прогноз стосується внутрішніх районів помірного поясу. Розширення посушливих районів матиме вплив на виробництво продуктів харчування. Збільшення посухи також відобразиться на відсутності або гіршому заміні ґрунтових вод.

M Підвищення рівня світового океану (ймовірно). Підвищення рівня моря зазвичай прогнозується в результаті теплового розширення морської води. Кожне підвищення рівня води загрожує життю приблизно 70% світового населення, що проживає в прибережних районах.

M Зсув кліматичного поясу (у бік полюсів).

M У деяких регіонах, навпаки, парниковий ефект може призвести до похолодання, спричиненого зміною морських течій. Наприклад, район Північної Атлантики, береги якого утеплені Гольфстрімом. Його ослаблення призведе до значного зниження температур і навіть до повторного просування континентального льодовика.

Зміна клімату також призведе до змін умов як для природних екосистем, так і для соціального та економічного секторів суспільства .

Наслідки для біосфери

F Потепління землі безпосередньо впливає на смертність людей. Значне потепління збільшить смертність від серцево-судинних та цереброваскулярних захворювань та збільшить частоту захворювань органів дихання .

F Хвороби паразитичного характеру (малярія, трипаносома = сонна хвороба тощо) починають поширюватися, особливо в тропіках, і не виключено, що вони почнуть проникати в ті райони, де раніше не були. У зв’язку з більш теплим кліматом розвиток буде прискорений і збільшиться поява комарів, мух, кліщів. таким чином, октопаразити, що передають різні хвороби.

F Потепління також вплине на поведінку людей і тварин. Тварини та люди мігруватимуть для покращення умов життя. За даними Червоного Хреста 1998 року, метеорологічні катастрофи витіснили більше біженців, ніж військові конфлікти.
F Багато видів тварин і рослин можуть опинитися під загрозою зникнення або зникнути (наприклад, білий ведмідь - якому загрожує зникнення до кінця століття). До 2100 року через зміну клімату може зникнути до третини природних середовищ існування.

F Північні країни виграють від зміни клімату в економічній галузі, але країни третього світу програють. Зміна клімату збільшить кількість людей, які страждають від недоїдання, на 80 мільйонів, з яких 55 до 70 мільйонів - це люди в Африці.

F Люди будуть страждати від стресу та психічних проблем. І загальна напружена ситуація може загостритися і виникнуть локальні або навіть глобальні конфлікти.

F Загальна зміна клімату призведе до змін, які призведуть до стихійних лих (наприклад, повені, землетруси), так що життя людей також буде загрожувати в цьому відношенні.

- Результати показують, що однією з причин руйнування озону є також парникові гази.

- На саміті в Кіото, Японія, в 1997 році промислово розвинені країни домовились зменшити викиди СО2 та інших газів у середньому на 5,2 відсотка між 2008 і 2012 роками. США повинні зменшити викиди на сім відсотків, а держави європейської зони - на цілих вісім відсотків. На жаль, Кіотська резолюція включає викиди від літаків, на які припадає до 10% парникового ефекту.

- Вчені виявили, що якщо вміст CO 2 в атмосфері з часом збільшився, також збільшилося виробництво морського фітопланктону.

- Очікується, що в 2050 р. Концентрація CO 2 буде вдвічі вищою, ніж зараз.

- Очікується, що потепління посилить прояви Ель-Ніни, яка впливає на екваторіальні течії.