Mechanizm efektu cieplarnianego jest następujący. Promienie słoneczne docierając do Ziemi są pochłaniane przez powierzchnię gleby, roślinność, powierzchnię wody itp. Nagrzane powierzchnie ponownie oddają energię cieplną do atmosfery, ale w postaci promieniowania długofalowego.

Gazy atmosferyczne (tlen, azot, argon) nie pochłaniają promieniowania cieplnego z powierzchni ziemi, lecz je rozpraszają. Jednakże w wyniku spalania paliw kopalnych i innych procesów produkcyjnych w atmosferze gromadzą się: dwutlenek węgla, tlenek węgla, różne węglowodory (metan, etan, propan itp.), które nie rozpraszają, ale pochłaniają ciepło promieniowanie pochodzące z powierzchni Ziemi. Powstały w ten sposób ekran prowadzi do pojawienia się efektu cieplarnianego – globalnego ocieplenia.

Oprócz efektu cieplarnianego obecność tych gazów powoduje powstawanie tzw smog fotochemiczny. Jednocześnie w wyniku reakcji fotochemicznych węglowodory tworzą bardzo toksyczne produkty - aldehydy i ketony.

Globalne ocieplenie jest jedną z najważniejszych konsekwencji antropogenicznego zanieczyszczenia biosfery. Przejawia się to zarówno w zmianach klimatycznych, jak i w faunie i florze: procesie produkcyjnym w ekosystemach, przesunięciach granic formacji roślinnych, zmianach w plonach. Szczególnie silne zmiany mogą dotyczyć wysokich i średnich szerokości geograficznych. Prognozy przewidują, że to właśnie tam temperatura powietrza wzrośnie najbardziej zauważalnie. Przyroda tych regionów jest szczególnie podatna na różne oddziaływania i odnawia się niezwykle powoli.

W wyniku ocieplenia strefa tajgi przesunie się na północ o około 100-200 km. Podniesienie się poziomu morza na skutek ocieplenia (topnienie lodu i lodowców) może osiągnąć nawet 0,2 m, co doprowadzi do zalania ujść dużych rzek, zwłaszcza syberyjskich.

Na regularnej konferencji krajów uczestniczących w Konwencji o zapobieganiu zmianom klimatycznym, która odbyła się w Rzymie w 1996 r., po raz kolejny potwierdzono potrzebę skoordynowanych działań międzynarodowych w celu rozwiązania tego problemu. Zgodnie z Konwencją kraje uprzemysłowione i kraje o gospodarkach w okresie transformacji zobowiązały się do stabilizacji produkcji gazów cieplarnianych. Kraje Unii Europejskiej uwzględniły w swoich krajowych programach postanowienia mające na celu redukcję emisji dwutlenku węgla o 20% do roku 2005.

W 1997 r. podpisano Porozumienie z Kioto (Japonia), na mocy którego kraje rozwinięte zobowiązały się do ustabilizowania do 2000 r. emisji gazów cieplarnianych na poziomie z 1990 r.

Jednak po tym emisja gazów cieplarnianych jeszcze wzrosła. Ułatwiło to wystąpienie Stanów Zjednoczonych z Porozumienia z Kioto w 2001 roku. Tym samym realizacja tego porozumienia została zagrożona, gdyż naruszono kwotę niezbędną do wejścia tego porozumienia w życie.

W Rosji, w związku z ogólnym spadkiem produkcji, emisja gazów cieplarnianych w 2000 r. wyniosła 80% poziomu z 1990 r. W związku z tym Rosja ratyfikowała Porozumienie z Kioto w 2004 r., nadając mu status prawny. Obecnie (2012) to porozumienie już obowiązuje, dołączyły do ​​niego inne państwa (np. Australia), ale nadal postanowienia porozumienia z Kioto pozostają niewypełnione. Jednakże walka o wdrożenie porozumienia z Kioto trwa nadal.

Jednym z najbardziej znanych bojowników przeciwko globalnemu ociepleniu jest były wiceprezydent Stanów Zjednoczonych A. Gore’a. Po przegranej w wyborach prezydenckich w 2000 roku poświęcił się walce z globalnym ociepleniem. „Uratuj świat, zanim będzie za późno!” – to jego hasło. Uzbrojony w zestaw slajdów podróżował po świecie wyjaśniając naukowe i polityczne aspekty globalnego ocieplenia oraz możliwe poważne konsekwencje w najbliższej przyszłości, jeśli nie zostanie ograniczony wzrost emisji dwutlenku węgla spowodowany działalnością człowieka.

A. Gore napisał znaną książkę "Niewygodna prawda. Globalne ocieplenie, jak powstrzymać katastrofę planetarną”. Pisze w nim z przekonaniem i sprawiedliwością: „Czasami wydaje się, że nasz kryzys klimatyczny postępuje powoli, ale w rzeczywistości postępuje bardzo szybko, stając się iście planetarnym zagrożeniem. Aby pokonać zagrożenie, musimy najpierw uznać fakt jego istnienia. Dlaczego wydaje się, że nasi przywódcy nie słyszą tak głośnych ostrzeżeń o niebezpieczeństwie? Opierają się prawdzie, ponieważ w momencie przyznania się do winy staną przed moralnym obowiązkiem działania. Czy po prostu wygodniej jest zignorować ostrzeżenie o niebezpieczeństwie? Być może, ale niewygodna prawda nie znika tylko dlatego, że się jej nie zauważa.

W 2006 roku za tę książkę otrzymał Amerykańską Nagrodę Literacką. Na podstawie książki powstał film dokumentalny. Niewygodna prawda" z A. Gore'em w roli tytułowej. Film zdobył Oscara w 2007 roku i znalazł się w kategorii „Każdy powinien to wiedzieć”. W tym samym roku A. Gore (wraz z grupą ekspertów IPCC) otrzymał Pokojową Nagrodę Nobla za pracę na rzecz ochrony środowiska i badania nad zmianami klimatycznymi.

Obecnie A. Gore aktywnie kontynuuje także walkę z globalnym ociepleniem, będąc niezależnym konsultantem Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC), utworzonego przez Światową Organizację Meteorologiczną (WMO) i Program Narodów Zjednoczonych ds. Ochrony Środowiska (UNEP).

Globalne ocieplenie i efekt cieplarniany

Już w 1827 roku francuski fizyk J. Fourier zasugerował, że atmosfera ziemska pełni w szklarni funkcję szkła: powietrze przepuszcza ciepło słoneczne, ale nie pozwala na jego odparowanie z powrotem w przestrzeń kosmiczną. I miał rację. Efekt ten osiągany jest dzięki obecności określonych gazów atmosferycznych, takich jak para wodna i dwutlenek węgla. Przepuszczają światło widzialne i „bliską” podczerwień emitowane przez Słońce, ale pochłaniają promieniowanie „dalekiej” podczerwieni, które powstaje, gdy powierzchnia ziemi jest nagrzewana przez promienie słoneczne i ma niższą częstotliwość (ryc. 12).

W 1909 roku szwedzki chemik S. Arrhenius po raz pierwszy podkreślił ogromną rolę dwutlenku węgla jako regulatora temperatury powierzchniowych warstw powietrza. Dwutlenek węgla swobodnie przenosi promienie słoneczne na powierzchnię ziemi, ale pochłania większość promieniowania cieplnego Ziemi. To rodzaj kolosalnego ekranu, który zapobiega wychłodzeniu naszej planety.

Temperatura powierzchni Ziemi stale rośnie, a wzrosła w XX wieku. o 0,6°C. W 1969 r. było to 13,99°C, w 2000 r. - 14,43°C. Zatem średnia temperatura Ziemi wynosi obecnie około 15°C. W danej temperaturze powierzchnia i atmosfera planety znajdują się w równowadze termicznej. Ogrzewana energią Słońca i promieniowaniem podczerwonym atmosfery, powierzchnia Ziemi oddaje do atmosfery średnio równoważną ilość energii. Jest to energia parowania, konwekcji, przewodności cieplnej i promieniowania podczerwonego.

Ryż. 12. Schematyczne przedstawienie efektu cieplarnianego wywołanego obecnością dwutlenku węgla w atmosferze

W ostatnim czasie działalność człowieka spowodowała zaburzenie równowagi w stosunku energii pobranej i uwolnionej. Przed ingerencją człowieka w globalne procesy zachodzące na planecie zmiany zachodzące na jej powierzchni i w atmosferze łączono z zawartością gazów w przyrodzie, które lekką ręką naukowców nazywano „szklarniami”. Do gazów tych zalicza się dwutlenek węgla, metan, podtlenek azotu i parę wodną (rys. 13). Obecnie dodano do nich antropogeniczne chlorofluorowęglowodory (CFC). Gdyby nie „koc” gazowy otaczający Ziemię, temperatura na jej powierzchni byłaby o 30-40 stopni niższa. Istnienie organizmów żywych w tym przypadku byłoby bardzo problematyczne.

Gazy cieplarniane tymczasowo zatrzymują ciepło w naszej atmosferze, tworząc tak zwany efekt cieplarniany. W wyniku antropogenicznej działalności człowieka, niektóre gazy cieplarniane zwiększają swój udział w ogólnej równowadze atmosfery. Dotyczy to przede wszystkim dwutlenku węgla, którego zawartość stale rośnie z dekady na dekadę. Dwutlenek węgla powoduje 50% efektu cieplarnianego, CFC stanowią 15-20%, a metan 18%.

Ryż. 13. Udział gazów antropogenicznych w atmosferze z efektem cieplarnianym azotu wynosi 6%

W pierwszej połowie XX wieku. Zawartość dwutlenku węgla w atmosferze oszacowano na 0,03%. W 1956 roku, w ramach pierwszego Międzynarodowego Roku Geofizycznego, naukowcy przeprowadzili specjalne badania. Podana wielkość została doprecyzowana i wyniosła 0,028%. W 1985 roku wykonano ponownie pomiary i okazało się, że ilość dwutlenku węgla w atmosferze wzrosła do 0,034%. Zatem wzrost zawartości dwutlenku węgla w atmosferze jest faktem udowodnionym.

W ciągu ostatnich 200 lat w wyniku działalności antropogenicznej zawartość tlenku węgla w atmosferze wzrosła o 25%. Wynika to z jednej strony z intensywnego spalania paliw kopalnych: gazu, ropy naftowej, łupków, węgla itp., a z drugiej z corocznego zmniejszania się powierzchni obszarów leśnych, które są głównymi pochłaniaczami dwutlenku węgla. Ponadto rozwój sektorów rolniczych, takich jak uprawa ryżu i hodowla zwierząt, a także zwiększenie powierzchni miejskich składowisk śmieci, prowadzą do wzrostu emisji metanu, tlenków azotu i niektórych innych gazów.

Drugim najważniejszym gazem cieplarnianym jest metan. Jego zawartość w atmosferze wzrasta rocznie o 1%. Najważniejszymi dostawcami metanu są wysypiska śmieci, bydło i pola ryżowe. Zasoby gazu na składowiskach dużych miast można uznać za małe złoża gazowe. Jeśli chodzi o pola ryżowe, okazało się, że pomimo dużej produkcji metanu, stosunkowo niewiele metanu przedostaje się do atmosfery, gdyż większość jest rozkładana przez bakterie związane z systemem korzeniowym ryżu. Zatem ekosystemy upraw ryżu mają ogólnie umiarkowany wpływ na emisję metanu.

Dziś nie ma już wątpliwości, że tendencja do wykorzystywania głównie paliw kopalnych nieuchronnie prowadzi do globalnej, katastrofalnej zmiany klimatu. Przy obecnym tempie zużycia węgla i ropy naftowej przewiduje się wzrost średniorocznej temperatury na planecie w ciągu najbliższych 50 lat w zakresie od 1,5°C (w pobliżu równika) do 5°C (na dużych szerokościach geograficznych).

Rosnące temperatury w wyniku efektu cieplarnianego grożą bezprecedensowymi konsekwencjami środowiskowymi, gospodarczymi i społecznymi. Poziom wody w oceanach może wzrosnąć o 1-2 m z powodu wody morskiej i topniejącego lodu polarnego. (Z powodu efektu cieplarnianego poziom Oceanu Światowego w XX wieku wzrósł już o 10-20 cm.) Ustalono, że wzrost poziomu morza o 1 mm prowadzi do cofnięcia się linii brzegowej o 1,5 m .

Jeżeli poziom morza podniesie się o około 1 m (a to jest najgorszy scenariusz), to do 2100 roku około 1% terytorium Egiptu, 6% terytorium Holandii, 17,5% terytorium Bangladeszu i 80 % atolu Majuro, który jest częścią Wysp Marshalla, znajdzie się pod wodą – wyspy rybackie. Będzie to początek tragedii dla 46 milionów ludzi. Według najbardziej pesymistycznych prognoz, podniesienie się poziomu morza w XXI wieku. może oznaczać zniknięcie z mapy świata takich krajów jak Holandia, Pakistan i Izrael, zalanie większości Japonii i niektórych innych państw wyspiarskich. Petersburg, Nowy Jork i Waszyngton mogą znaleźć się pod wodą. Podczas gdy niektórym obszarom lądu grozi opadnięcie na dno morza, inne ucierpią z powodu poważnej suszy. Morzu Azowskiemu i Aralskiemu oraz wielu rzekom grozi wyginięcie. Zwiększy się powierzchnia pustyń.

Grupa szwedzkich klimatologów ustaliła, że ​​w latach 1978–1995 powierzchnia pływającego lodu na Oceanie Arktycznym zmniejszyła się o około 610 tys. km 2, tj. o 5,7%. Jednocześnie okazało się, że przez Cieśninę Frama, oddzielającą archipelag Svalbard (Spitsbergen) od Grenlandii, do otwartego Atlantyku transportuje się rocznie do 2600 km 3 pływającego lodu ze średnią prędkością około 15 cm/s ( czyli około 15–20 razy więcej niż przepływ rzeki takiej jak Kongo).

W lipcu 2002 r. wołanie o pomoc nadeszło z małego wyspiarskiego państwa Tuvalu, położonego na dziewięciu atolach na południowym Pacyfiku (26 km 2, 11,5 tys. mieszkańców). Tuvalu powoli, ale systematycznie tonie pod wodą – najwyższy punkt stanu wznosi się zaledwie 5 m nad poziomem morza Na początku 2004 r. w mediach elektronicznych rozpowszechniła się informacja, że ​​spodziewane wysokie fale pływowe związane z nowiem księżyca mogą spowodować podniesienie się poziomu mórz w tego obszaru o ponad 3 m ze względu na podnoszący się poziom mórz w wyniku globalnego ocieplenia. Jeśli ten trend się utrzyma, to maleńkie państwo zostanie zmiecione z powierzchni Ziemi. Rząd Tuvalu podejmuje działania mające na celu przesiedlenie obywateli do sąsiedniego stanu Niue.

Rosnące temperatury spowodują niższą wilgotność gleby w wielu regionach Ziemi. Susze i tajfuny staną się codziennością. Pokrywa lodowa Arktyki zmniejszy się o 15%. W nadchodzącym stuleciu na półkuli północnej pokrywa lodowa rzek i jezior utrzyma się o 2 tygodnie krócej niż w XX wieku. Lód stopi się w górach Ameryki Południowej, Afryki, Chin i Tybetu.

Globalne ocieplenie będzie miało także wpływ na stan lasów planety. Jak wiadomo, roślinność leśna może istnieć w bardzo wąskich granicach temperatury i wilgotności. Większość z nich może umrzeć, złożony system ekologiczny znajdzie się na etapie zniszczenia, a to pociągnie za sobą katastrofalne zmniejszenie różnorodności genetycznej roślin. W wyniku globalnego ocieplenia na Ziemi już w drugiej połowie XXI wieku. Od jednej czwartej do połowy gatunków flory i fauny lądowej może zniknąć. Nawet w najbardziej sprzyjających warunkach do połowy stulecia prawie 10% gatunków zwierząt i roślin lądowych będzie bezpośrednio zagrożonych wyginięciem.

Badania wykazały, że aby uniknąć globalnej katastrofy, należy ograniczyć emisję dwutlenku węgla do atmosfery do 2 miliardów ton rocznie (jedna trzecia obecnej wielkości). Uwzględniając przyrost naturalny ludności, do lat 2030-2050. na mieszkańca powinna emitować nie więcej niż 1/8 ilości węgla obecnie średnio na mieszkańca w Europie.

Wylesianie i tempo rozwoju przemysłu powodują, że w warstwach atmosfery gromadzą się szkodliwe gazy, które tworzą powłokę i uniemożliwiają uwalnianie nadmiaru ciepła w przestrzeń kosmiczną.

Artykuł przeznaczony jest dla osób powyżej 18 roku życia

Skończyłeś już 18 lat?

Katastrofa ekologiczna czy proces naturalny?

Wielu naukowców uważa proces wzrostu temperatur za globalny problem środowiskowy, który w przypadku braku kontroli nad antropogenicznym wpływem na atmosferę może prowadzić do nieodwracalnych konsekwencji. Uważa się, że pierwszym, który odkrył istnienie efektu cieplarnianego i zbadał zasady jego działania, był Joseph Fourier. W swoich badaniach naukowiec przyglądał się różnym czynnikom i mechanizmom wpływającym na powstawanie klimatu. Badał stan bilansu cieplnego planety i określił mechanizmy jego wpływu na średnioroczne temperatury na powierzchni. Okazało się, że jedną z głównych ról w tym procesie odgrywają gazy cieplarniane. Promienie podczerwone zatrzymują się na powierzchni Ziemi, co wpływa na bilans cieplny. Poniżej opiszemy przyczyny i skutki efektu cieplarnianego.

Istota i zasada efektu cieplarnianego

Wzrost stężenia dwutlenku węgla w atmosferze prowadzi do wzrostu stopnia przenikania krótkofalowego promieniowania słonecznego do powierzchni planety, jednocześnie tworzy się bariera uniemożliwiająca uwalnianie długofalowego promieniowania cieplnego z naszej planety. planetę w przestrzeń kosmiczną. Dlaczego ta bariera jest niebezpieczna? Promieniowanie cieplne, które zatrzymuje się w dolnych strefach atmosfery, prowadzi do wzrostu temperatury otoczenia, co negatywnie wpływa na sytuację ekologiczną i prowadzi do nieodwracalnych konsekwencji.

Istotę efektu cieplarnianego można uznać także za przyczynę globalnego ocieplenia, spowodowaną brakiem równowagi w bilansie cieplnym planety. Mechanizm efektu cieplarnianego związany jest z emisją gazów przemysłowych do atmosfery. Do negatywnych skutków przemysłu należy jednak dodać wylesianie, emisję pojazdów, pożary lasów i wykorzystanie elektrowni cieplnych do wytwarzania energii. Wpływ wylesiania na globalne ocieplenie i efekt cieplarniany wynika z faktu, że drzewa aktywnie pochłaniają dwutlenek węgla, a zmniejszenie ich powierzchni prowadzi do wzrostu stężenia szkodliwych gazów w atmosferze.

Stan ekranu ozonowego

Zmniejszanie się powierzchni lasów w połączeniu z dużą emisją szkodliwych gazów prowadzi do problemu niszczenia warstwy ozonowej. Naukowcy stale analizują stan kuli ozonowej i ich wnioski są rozczarowujące. Jeśli obecny poziom emisji i wylesiania będzie się utrzymywał, ludzkość stanie w obliczu faktu, że warstwa ozonowa nie będzie już w stanie dostatecznie chronić planety przed promieniowaniem słonecznym. Niebezpieczeństwo tych procesów wynika z faktu, że doprowadzi to do znacznego wzrostu temperatury środowiska, pustynnienia terytoriów oraz dotkliwego niedoboru wody pitnej i żywności. Schemat stanu kuli ozonowej, obecność i lokalizację dziur można znaleźć na wielu stronach.

Stan tarczy ozonowej niepokoi naukowców zajmujących się ochroną środowiska. Ozon jest tym samym co tlen, ale ma inny model trójatomowy. Bez tlenu organizmy żywe nie będą mogły oddychać, ale bez kuli ozonowej planeta zamieni się w martwą pustynię. Siłę tej transformacji można sobie wyobrazić, patrząc na Księżyc lub Marsa. Wyczerpanie się osłony ozonowej pod wpływem czynników antropogenicznych może prowadzić do pojawienia się dziur ozonowych. Kolejną zaletą ekranu ozonowego jest to, że blokuje szkodliwe dla zdrowia promieniowanie ultrafioletowe. Wady - jest wyjątkowo delikatny i zbyt wiele czynników prowadzi do jego zniszczenia, a przywrócenie właściwości jest bardzo powolne.

Przykłady wpływu zubożenia warstwy ozonowej na organizmy żywe można podawać długo. Naukowcy zauważyli, że w ostatnim czasie wzrosła liczba przypadków raka skóry. Ustalono, że to promienie ultrafioletowe przyczyniają się do rozwoju tej choroby. Drugim przykładem jest wymieranie planktonu w górnych warstwach oceanu w wielu regionach planety. Prowadzi to do przerwania łańcucha pokarmowego, po zniknięciu planktonu może wyginąć wiele gatunków ryb i ssaków morskich. Nietrudno sobie wyobrazić, jak działa ten system. Ważne jest, aby zrozumieć, jakie będą skutki, jeśli nie zostaną podjęte środki ograniczające antropogeniczny wpływ na ekosystemy. A może to wszystko mit? Może życie na planecie nie jest zagrożone? Rozwiążmy to.

Antropogeniczny efekt cieplarniany

Efekt cieplarniany powstaje w wyniku wpływu działalności człowieka na otaczające ekosystemy. Naturalna równowaga temperatur na planecie zostaje zakłócona, więcej ciepła zostaje zatrzymane pod wpływem powłoki gazów cieplarnianych, co prowadzi do wzrostu temperatury na powierzchni Ziemi i wód oceanicznych. Główną przyczyną powstawania efektu cieplarnianego jest emisja szkodliwych substancji do atmosfery w wyniku działalności przedsiębiorstw przemysłowych, emisji pojazdów, pożarów i innych szkodliwych czynników. Oprócz zakłócenia równowagi termicznej planety, globalnego ocieplenia, powoduje to zanieczyszczenie powietrza, którym oddychamy i wody, którą pijemy. W rezultacie będziemy musieli stawić czoła chorobom i ogólnemu skróceniu średniej długości życia.

Przyjrzyjmy się, jakie gazy powodują efekt cieplarniany:

• dwutlenek węgla;
• para wodna;
• ozon;
• metan.

Za najbardziej niebezpieczne substancje wywołujące efekt cieplarniany uważa się dwutlenek węgla i parę wodną. Zawartość metanu, ozonu i freonu w atmosferze również wpływa na zaburzenie równowagi klimatycznej, co wynika z ich składu chemicznego, jednak ich wpływ obecnie nie jest tak poważny. Gazy powodujące dziury ozonowe powodują również problemy zdrowotne. Zawierają substancje wywołujące reakcje alergiczne i choroby układu oddechowego.

Źródłami szkodliwych gazów są przede wszystkim emisje przemysłowe i samochodowe. Jednak wielu naukowców jest skłonnych wierzyć, że efekt cieplarniany jest również powiązany z działalnością wulkanów. Gazy tworzą swoistą otoczkę, w wyniku której tworzy się chmura pary i popiołu, która w zależności od kierunku wiatru może zanieczyszczać duże obszary.

Jak walczyć z efektem cieplarnianym?

Zdaniem ekologów i innych naukowców zajmujących się zagadnieniami związanymi z zachowaniem różnorodności biologicznej, zmianami klimatycznymi i ograniczaniem wpływu człowieka na środowisko, nie będzie możliwe całkowite uniemożliwienie realizacji negatywnych scenariuszy rozwoju człowieka, ale możliwe zmniejszyć liczbę nieodwracalnych skutków działalności przemysłu i człowieka dla ekosystemów. Z tego powodu wiele krajów wprowadza opłaty za emisję szkodliwych gazów, wprowadza do produkcji standardy środowiskowe i opracowuje możliwości ograniczenia destrukcyjnego wpływu człowieka na przyrodę. Problem globalny tkwi jednak w różnym poziomie rozwoju krajów, w ich podejściu do odpowiedzialności społecznej i środowiskowej.

Sposoby rozwiązania problemu akumulacji szkodliwych substancji w atmosferze:

• powstrzymanie wylesiania, zwłaszcza na szerokościach równikowych i tropikalnych;
• przejście na pojazdy elektryczne. Są bardziej przyjazne dla środowiska niż samochody konwencjonalne i nie zanieczyszczają środowiska;
• rozwój energii alternatywnej. Przejście z elektrowni cieplnych na elektrownie słoneczne, wiatrowe i wodne nie tylko zmniejszy wielkość emisji szkodliwych substancji do atmosfery, ale także zmniejszy zużycie nieodnawialnych zasobów naturalnych;
• wprowadzenie technologii energooszczędnych;
• rozwój nowych technologii niskoemisyjnych;
• zwalczanie pożarów lasów, zapobieganie ich występowaniu, ustanawianie rygorystycznych środków dla sprawców naruszeń;
• zaostrzenie przepisów dotyczących ochrony środowiska.

Warto zaznaczyć, że nie da się zrekompensować szkód, jakie ludzkość już wyrządziła środowisku i całkowicie przywrócić ekosystemy. Z tego powodu należy rozważyć aktywne wdrożenie działań mających na celu ograniczenie skutków oddziaływań antropogenicznych. Wszystkie decyzje muszą mieć charakter kompleksowy i globalny. Obecnie utrudnia to brak równowagi w poziomie rozwoju, życia i edukacji krajów bogatych i biednych.

Ogrodnicy doskonale zdają sobie sprawę z tego zjawiska fizycznego, ponieważ wnętrze szklarni jest zawsze cieplejsze niż na zewnątrz, co pomaga w uprawie roślin, szczególnie w zimnych porach roku.

Podobny efekt możesz odczuć, jadąc samochodem w słoneczny dzień. Dzieje się tak dlatego, że promienie słoneczne przedostają się przez szybę do szklarni, a ich energia jest pochłaniana przez rośliny i wszystkie przedmioty znajdujące się wewnątrz. Wtedy te same przedmioty, rośliny, emitują swoją energię, ale nie może ona już przeniknąć przez szybę, przez co temperatura wewnątrz szklarni wzrasta.

Planeta ze stabilną atmosferą, taka jak Ziemia, doświadcza tego samego efektu. Aby utrzymać stałą temperaturę, sama Ziemia musi wyemitować tyle energii, ile otrzymuje. Atmosfera służy jako szkło w szklarni.

Efekt cieplarniany został po raz pierwszy odkryty przez Josepha Fouriera w 1824 r., a po raz pierwszy został zbadany ilościowo w 1896 r. Efekt cieplarniany to proces, w wyniku którego absorpcja i emisja promieniowania podczerwonego przez gazy atmosferyczne powoduje ocieplenie atmosfery i powierzchni planety.

Ciepły koc Ziemi

Na Ziemi głównymi gazami cieplarnianymi są:

1) para wodna (odpowiedzialna za około 36-70% efektu cieplarnianego);

2) dwutlenek węgla (CO2) (9-26%);

3) metan (CH4) (4-9%);

4) ozon (3-7%).

Obecność takich gazów w atmosferze stwarza efekt przykrycia Ziemi kocem. Pozwalają one na utrzymanie ciepła w pobliżu powierzchni przez dłuższy czas, dzięki czemu powierzchnia Ziemi jest znacznie cieplejsza, niż byłaby w przypadku braku gazów. Bez atmosfery średnia temperatura powierzchni wynosiłaby -20°C. Innymi słowy, gdyby nie było efektu cieplarnianego, nasza planeta nie nadawałaby się do zamieszkania.

Najsilniejszy efekt cieplarniany

Efekt cieplarniany nie występuje tylko na Ziemi. W rzeczywistości najsilniejszy efekt cieplarniany, jaki znamy, występuje na sąsiedniej planecie, Wenus. Atmosfera Wenus składa się prawie wyłącznie z dwutlenku węgla, w wyniku czego powierzchnia planety nagrzewa się do 475°C. Klimatolodzy uważają, że takiego losu uniknęliśmy dzięki obecności oceanów na Ziemi. Na Wenus nie ma oceanów i cały dwutlenek węgla emitowany do atmosfery przez wulkany tam pozostaje. W rezultacie obserwujemy niekontrolowany efekt cieplarniany na Wenus, który uniemożliwia życie na tej planecie.

Planeta Wenus doświadcza niekontrolowanego efektu cieplarnianego, a pozornie delikatne chmury skrywają parzącą, gorącą powierzchnię

Efekt cieplarniany istniał zawsze

Ważne jest, aby zrozumieć, że efekt cieplarniany zawsze istniał na Ziemi. Gdyby nie efekt cieplarniany wywołany obecnością dwutlenku węgla w atmosferze, oceany dawno by zamarzły i nie pojawiłyby się wyższe formy życia. Zasadniczo nie klimat, ale losy życia na Ziemi zależą całkowicie od tego, czy pewna ilość dwutlenku węgla pozostanie w atmosferze, czy też zniknie, a życie na Ziemi wówczas ustanie. Paradoksalnie to właśnie ludzkość może przedłużyć życie na Ziemi o jakiś czas, przywracając do obiegu choć część zasobów dwutlenku węgla ze złóż węgla, ropy i gazu.

Obecnie debata naukowa na temat efektu cieplarnianego toczy się wokół zagadnienia globalnego ocieplenia: czy my, ludzie, w wyniku spalania paliw kopalnych i innych działań gospodarczych nie zaburzamy zbytnio bilansu energetycznego planety, jednocześnie dodając do atmosfery nadmierne ilości dwutlenku węgla? atmosfery, zmniejszając w ten sposób ilość zawartego w niej tlenu? Dziś naukowcy są zgodni co do tego, że jesteśmy odpowiedzialni za zwiększenie o kilka stopni naturalnego efektu cieplarnianego.

Przeprowadźmy eksperyment

Spróbujmy pokazać eksperymentalnie wynik zwiększenia dwutlenku węgla.

Do butelki wlej szklankę octu i wsyp do niej kilka kryształków sody. Włóż słomkę do korka i szczelnie zamknij nią butelkę. Umieść butelkę w szerokiej szklance i umieść wokół niej zapalone świece o różnej wysokości. Świece zaczną gasnąć, zaczynając od najkrótszej.

Dlaczego to się dzieje? Dwutlenek węgla zaczyna gromadzić się w szkle i wypiera tlen. To samo dzieje się na Ziemi, czyli planecie zaczyna brakować tlenu.

Czym nam to grozi?

Widzieliśmy więc, jakie są przyczyny efektu cieplarnianego. Ale dlaczego wszyscy tak się go boją? Rozważmy jego konsekwencje:

1. Jeśli temperatura Ziemi będzie nadal rosła, będzie to miało dramatyczny wpływ na klimat świata.

2. W tropikach będzie więcej opadów, ponieważ dodatkowe ciepło zwiększy zawartość pary wodnej w powietrzu.

3. Na obszarach suchych deszcze będą jeszcze rzadsze i zamienią się w pustynie, w wyniku czego ludzie i zwierzęta będą musieli je opuścić.

4. Wzrośnie także temperatura mórz, co doprowadzi do zalania nisko położonych obszarów przybrzeżnych i wzrostu liczby potężnych sztormów.

5. Zmniejszona zostanie powierzchnia gruntów pod zabudowę mieszkaniową.

6. Jeśli temperatura na Ziemi wzrośnie, wiele zwierząt nie będzie w stanie przystosować się do zmian klimatycznych. Wiele roślin umrze z powodu braku wody, a zwierzęta będą musiały przenieść się w inne miejsca w poszukiwaniu pożywienia i wody. Jeśli rosnące temperatury doprowadzą do śmierci wielu roślin, wymrze także wiele gatunków zwierząt.

7. Zmiany temperatury są szkodliwe dla zdrowia ludzi.

8. Oprócz negatywnych skutków globalnego ocieplenia, istnieją także pozytywne skutki. Globalne ocieplenie poprawi klimat w Rosji. Na pierwszy rzut oka cieplejszy klimat wydaje się dobrą rzeczą. Jednak potencjalny zysk może zostać zniszczony przez szkody spowodowane chorobami wywołanymi przez szkodliwe owady, ponieważ rosnące temperatury przyspieszą ich rozmnażanie. Ziemia w niektórych regionach Rosji nie będzie nadawała się do zamieszkania

Czas działać!

Elektrownie węglowe, spaliny samochodowe, kominy fabryczne i inne źródła zanieczyszczeń spowodowane przez człowieka emitują do atmosfery łącznie około 22 miliardów ton dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych rocznie. Hodowla zwierząt, stosowanie nawozów, spalanie węgla i inne źródła wytwarzają około 250 milionów ton metanu rocznie. Około połowa wszystkich gazów cieplarnianych emitowanych przez ludzkość pozostaje w atmosferze. Około trzy czwarte wszystkich emisji gazów cieplarnianych w ciągu ostatnich 20 lat jest spowodowane zużyciem ropy naftowej, gazu ziemnego i węgla. Większość pozostałych jest spowodowana zmianami w krajobrazie, głównie wylesianiem

Działalność człowieka prowadzi do wzrostu stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze.

Ale nadchodzi czas, aby równie świadomie pracować nad tym, jak oddać naturze to, co od niej bierzemy. Człowiek jest w stanie rozwiązać ten wspaniały problem i pilnie zacząć działać, aby chronić naszą Ziemię:

1. Odtworzenie szaty glebowo-roślinnej.

2. Zmniejsz zużycie paliw kopalnych.

3. Szerzej korzystaj z wody, wiatru i energii słonecznej.

4. Zwalcz zanieczyszczenie powietrza.

Pewnego razu Philippe de Saussure przeprowadził eksperyment: wystawił szklankę zakrytą pokrywką na działanie słońca, po czym zmierzył temperaturę wewnątrz i na zewnątrz szkła. Temperatura wewnątrz i na zewnątrz była inna - w zamkniętej szkle było trochę cieplej. Nieco później, w 1827 roku, fizyk Joseph Fourier postawił hipotezę, że szklanka na parapecie może służyć za model naszej planety - to samo dzieje się pod warstwami atmosfery.

I okazało się, że miał rację, teraz każdy uczeń przynajmniej raz słyszał określenie „efekt cieplarniany”, to właśnie dzieje się teraz z Ziemią, co teraz dzieje się z nami. Problem efektu cieplarnianego jest jednym z globalnych problemów środowiskowych, który może prowadzić do katastrofalnych szkód dla naszej planety, jej flory i fauny. Dlaczego efekt cieplarniany jest niebezpieczny? Jakie są jego przyczyny i skutki? Czy istnieją sposoby na rozwiązanie tego problemu?

Definicja

Efekt cieplarniany to wzrost temperatury powierzchni ziemi i powietrza, prowadzący do zmian klimatycznych. Jak to się stało?

Wyobraźmy sobie, że jesteśmy w tej samej szklance na parapecie w laboratorium Philippe'a de Saussure'a. Na zewnątrz jest ciepło, promienie słońca padające na szybę przenikają przez szybę, ogrzewając jej dno. Ta z kolei oddaje pochłoniętą energię w postaci promieniowania podczerwonego do powietrza wewnątrz szyby, podgrzewając ją. Promieniowanie podczerwone nie może przedostać się z powrotem przez ściany, pozostawiając ciepło w środku. Temperatura wewnątrz szkła wzrasta i robi się nam gorąco.

W przypadku skali planety Ziemia wszystko działa trochę bardziej skomplikowanie, zważywszy, że zamiast szkła mamy warstwy atmosfery i wraz z promieniami słonecznymi wiele innych czynników tworzy efekt cieplarniany.

Przyczyny efektu cieplarnianego

Działalność człowieka jest jednym z głównych czynników powstawania efektu cieplarnianego. Warto zauważyć, że efekt cieplarniany istniał kilka wieków wcześniej postęp techniczny i przemysłowy, ale sam w sobie nie stanowił żadnego zagrożenia. Jednak wraz z zanieczyszczeniem powietrza przez fabryki, emisją szkodliwych substancji, a także spalaniem węgla, ropy i gazu, sytuacja się pogorszyła. Tworzący się w tym procesie dwutlenek węgla i inne niebezpieczne związki przyczyniają się nie tylko do rozwoju nowotworów wśród populacji, ale także do wzrostu temperatury powietrza.

Samochody i ciężarówki przyczyniają się również do koktajlu szkodliwych substancji uwalnianych do powietrza, zwiększając w ten sposób efekt cieplarniany.

Przeludnienie sprawia, że ​​machina konsumpcji i popytu działa bardziej produktywnie: otwierane są nowe fabryki i hodowle bydła, produkuje się więcej samochodów, zwiększając setki razy obciążenie atmosfery. Jedno z rozwiązań proponuje nam sama natura – niekończące się połacie leśne, które mogą oczyścić powietrze i zmniejszyć poziom dwutlenku węgla w atmosferze. Jednak ludzie masowo wycina lasy.

W rolnictwie w zdecydowanej większości przypadków są one wykorzystywane nawozy chemiczne, sprzyjając uwalnianiu azotu – jednego z gazów cieplarnianych. Istnieje rolnictwo ekologiczne, o którym możesz przeczytać tutaj. Jest całkowicie nieszkodliwy dla atmosfery ziemskiej, gdyż wykorzystuje wyłącznie nawozy naturalne, jednak niestety odsetek takich gospodarstw jest niezwykle mały, aby „objąć” swoją działalnością gospodarstwa rolne nieekologiczne.

Jednocześnie ogromne składowiska przyczyniają się do wzrostu emisji gazów cieplarnianych, czyli śmieci, w których czasami samoistnie spalają się lub gniją przez bardzo długi czas, emitując te same gazy cieplarniane.

Konsekwencje efektu cieplarnianego

Nienaturalny wzrost temperatury pociąga za sobą zmianę klimatu obszaru, a w konsekwencji wyginięcie wielu przedstawicieli flory i fauny nieprzystosowanych do danego klimatu. Jeden problem środowiskowy powoduje kolejny - wyczerpywanie się gatunków.

Ponadto, będąc w warunkach „łaźni parowej”, lodowce są kolosalnymi „złożami” słodkiej wody! - powoli, ale skutecznie topnieje. Z tego powodu poziom Oceanu Światowego podniesie się, co oznacza zalanie obszarów przybrzeżnych, a powierzchnia lądu zmniejszy się.

Niektórzy ekolodzy przewidują, że poziom morza wręcz przeciwnie, spadnie i to za 200 lat. Pod wpływem wysokiej temperatury zacznie powoli wysychać. Wzrośnie nie tylko temperatura powietrza, ale także temperatura wody, co oznacza, że ​​wiele organizmów, których system życia jest tak zorganizowany, że zmiany temperatury o 1-2 stopnie są dla niego szkodliwe, nie przeżyje. Na przykład całe rafy koralowe już wymierają, zamieniając się w stosy martwych osadów.

Nie należy ignorować wpływu na zdrowie ludzi. Wzrost temperatury powietrza przyczynia się do aktywnego rozprzestrzeniania się zagrażających życiu wirusów, takich jak gorączka Ebola, śpiączka, ptasia grypa, żółta febra, gruźlica itp. Wzrośnie liczba zgonów spowodowanych odwodnieniem i udarem cieplnym.

Rozwiązania

Pomimo tego, że problem ma charakter globalny, jego rozwiązanie sprowadza się do kilku prostych kroków. Trudność polega na tym, że musi je wykonać jak najwięcej osób.

6.Edukuj bliskich, przyjaciół i znajomych, zaszczepiaj w dzieciach potrzebę dbania o przyrodę. W końcu każdy problem można rozwiązać działając wspólnie.

Problem efektu cieplarnianego jest szczególnie aktualny w naszym stuleciu, kiedy niszczymy lasy pod budowę kolejnego zakładu przemysłowego, a wielu z nas nie wyobraża sobie życia bez samochodu. Podobnie jak strusie chowamy głowę w piasek, nie zauważając szkód, jakie niesie ze sobą nasze działanie. Tymczasem efekt cieplarniany nasila się i prowadzi do globalnych katastrof.

Zjawisko efektu cieplarnianego istniało od chwili pojawienia się atmosfery, choć nie było tak zauważalne. Niemniej jednak jego badania rozpoczęły się na długo przed aktywnym użytkowaniem samochodów i.

Krótka definicja

Efekt cieplarniany to wzrost temperatury w niższych warstwach atmosfery planety w wyniku gromadzenia się gazów cieplarnianych. Jego mechanizm jest następujący: promienie słoneczne przenikają przez atmosferę i ogrzewają powierzchnię planety.

Promieniowanie cieplne pochodzące z powierzchni powinno powrócić do przestrzeni kosmicznej, ale dolne warstwy atmosfery są zbyt gęste, aby mogły przeniknąć. Powodem tego są gazy cieplarniane. Promienie ciepła pozostają w atmosferze, zwiększając jej temperaturę.

Historia badań nad efektem cieplarnianym

Po raz pierwszy ludzie zaczęli mówić o tym zjawisku w 1827 roku. Następnie ukazał się artykuł Jeana Baptiste Josepha Fouriera „Notatka o temperaturach globu i innych planet”, w którym szczegółowo opisał swoje poglądy na temat mechanizmu efektu cieplarnianego i przyczyn jego pojawienia się na Ziemi. Fourier w swoich badaniach opierał się nie tylko na własnych doświadczeniach, ale także na orzeczeniach M. De Saussure’a. Ten ostatni przeprowadzał eksperymenty ze szklanym naczyniem zaczernionym od wewnątrz, zamkniętym i wystawionym na działanie promieni słonecznych. Temperatura wewnątrz naczynia była znacznie wyższa niż na zewnątrz. Wyjaśnia to następujący czynnik: promieniowanie cieplne nie może przejść przez przyciemnione szkło, co oznacza, że ​​pozostaje wewnątrz pojemnika. Jednocześnie światło słoneczne z łatwością przenika przez ściany, ponieważ zewnętrzna część naczynia pozostaje przezroczysta.

Kilka formuł

Całkowita energia promieniowania słonecznego pochłonięta w jednostce czasu przez planetę o promieniu R i albedo sferycznym A jest równa:

E = πR2 ( E_0 nad R2) (1 – A),

gdzie E_0 to stała słoneczna, a r to odległość do Słońca.

Zgodnie z prawem Stefana-Boltzmanna równowaga promieniowania cieplnego L planety o promieniu R, czyli powierzchnia powierzchni emitującej, wynosi 4πR2:

L=4πR2 σTE^4,

gdzie TE jest efektywną temperaturą planety.

Powoduje

Naturę zjawiska tłumaczy się różną przezroczystością atmosfery dla promieniowania z kosmosu i z powierzchni planety. Dla promieni słonecznych atmosfera planety jest przezroczysta jak szkło i dlatego łatwo przez nią przechodzi. A w przypadku promieniowania cieplnego dolne warstwy atmosfery są „nieprzeniknione”, zbyt gęste, aby mogły przejść. Dlatego część promieniowania cieplnego pozostaje w atmosferze, stopniowo schodząc do najniższych warstw. Jednocześnie rośnie ilość gazów cieplarnianych zagęszczających atmosferę.

Jeszcze w szkole uczono nas, że główną przyczyną efektu cieplarnianego jest działalność człowieka. Ewolucja zaprowadziła nas do przemysłu, spalamy tony węgla, ropy i gazu, produkując paliwo, czego konsekwencją jest emisja gazów i substancji cieplarnianych do atmosfery. Należą do nich para wodna, metan, dwutlenek węgla i tlenek azotu. Jasne jest, dlaczego zostały tak nazwane. Powierzchnia planety nagrzewa się pod wpływem promieni słonecznych, ale koniecznie „oddaje” część ciepła. Promieniowanie cieplne pochodzące z powierzchni Ziemi nazywa się podczerwonością.