Der Begriff „Treibhauseffekt“ ist in den letzten zehn Jahren praktisch nie von den Fernsehbildschirmen oder Zeitungsseiten verschwunden. Lehrpläne in mehreren Disziplinen gleichzeitig sorgen für ihr gründliches Studium, und ihre negative Bedeutung für das Klima unseres Planeten wird fast immer angedeutet. Tatsächlich ist dieses Phänomen jedoch viel facettenreicher, als es dem Laien dargestellt wird.

Ohne den Treibhauseffekt wäre das Leben auf unserem Planeten in Frage gestellt

Sie können damit beginnen, dass der Treibhauseffekt auf unserem Planeten während seiner gesamten Geschichte existiert hat. Ein solches Phänomen ist für jene Himmelskörper, die wie die Erde eine stabile Atmosphäre haben, einfach unvermeidlich. Ohne sie wäre zum Beispiel der Weltozean längst eingefroren, und die höheren Lebensformen wären überhaupt nicht erschienen. Wissenschaftler haben seit langem wissenschaftlich bewiesen, dass die Temperatur auf dem Planeten innerhalb von -20 0 C schwanken würde, wenn es in unserer Atmosphäre kein Kohlendioxid gäbe, dessen Vorhandensein ein notwendiger Faktor für die Entstehung des Treibhauseffekts ist von der Entstehung des Lebens wäre überhaupt keine Rede.

Ursachen und Wesen des Treibhauseffekts

Zur Beantwortung der Frage: „Was ist der Treibhauseffekt? In ihm ist es zu jeder Jahreszeit immer ein paar Grad wärmer als im umgebenden Raum. Die Sache ist, dass Pflanzen sichtbares Sonnenlicht absorbieren, das absolut ungehindert durch Glas und durch Polyethylen und im Allgemeinen durch fast jedes Hindernis hindurchgeht. Danach beginnen auch die Pflanzen selbst Energie auszustrahlen, jedoch bereits im Infrarotbereich, dessen Strahlen dasselbe Glas nicht mehr ungehindert überwinden können, daher tritt ein Treibhauseffekt auf. Die Gründe für dieses Phänomen liegen also gerade im Ungleichgewicht zwischen dem Spektrum des sichtbaren Sonnenlichts und den Strahlungen, die Pflanzen und andere Objekte in die äußere Umgebung abgeben.

Die physikalischen Grundlagen des Treibhauseffekts

Auf unserem Planeten insgesamt entsteht der Treibhauseffekt durch das Vorhandensein einer stabilen Atmosphäre. Um ihr Temperaturgleichgewicht aufrechtzuerhalten, muss die Erde so viel Energie abgeben, wie sie von der Sonne erhält. Das Vorhandensein von Kohlendioxid und Wasser in der Atmosphäre, die Infrarotstrahlen absorbieren und somit wie Glas in einem Gewächshaus wirken, verursacht jedoch die Bildung sogenannter Treibhausgase, von denen ein Teil zur Erde zurückkehrt. Diese Gase erzeugen einen "Steppdeckeneffekt", der die Temperatur nahe der Oberfläche des Planeten erhöht.

Treibhauseffekt auf der Venus

Aus dem Vorstehenden können wir schließen, dass der Treibhauseffekt nicht nur für die Erde, sondern auch für alle Planeten und andere Himmelskörper mit stabiler Atmosphäre charakteristisch ist. Tatsächlich haben von Wissenschaftlern durchgeführte Studien gezeigt, dass dieses Phänomen beispielsweise auf der Oberfläche der Venus viel stärker ausgeprägt ist, was hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass ihre Lufthülle zu fast hundert Prozent aus Kohlendioxid besteht.

Treibhauseffekt - der Prozess der Temperaturerhöhung in der Nähe der Erdoberfläche aufgrund einer Erhöhung der Konzentration von Treibhausgasen (Abbildung 3).

Treibhausgase- dies sind gasförmige Verbindungen, die Infrarotstrahlen (Wärmestrahlen) intensiv absorbieren und zur Erwärmung der Oberflächenschicht der Atmosphäre beitragen; dazu gehören: vor allem CO 2 (Kohlendioxid), aber auch Methan, Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), Stickoxide, Ozon, Wasserdampf.

Diese Verunreinigungen verhindern langwellige Wärmestrahlung von der Erdoberfläche. Ein Teil dieser absorbierten Wärmestrahlung kehrt zur Erdoberfläche zurück. Folglich nimmt mit steigender Konzentration von Treibhausgasen in der Oberflächenschicht der Atmosphäre auch die Absorptionsintensität der von der Erdoberfläche ausgehenden Infrarotstrahlung zu, wodurch sich die Lufttemperatur erhöht (Klimaerwärmung).

Eine wichtige Funktion von Treibhausgasen besteht darin, eine relativ konstante und moderate Temperatur auf der Oberfläche unseres Planeten aufrechtzuerhalten. Kohlendioxid und Wasser sind hauptsächlich für die Aufrechterhaltung günstiger Temperaturbedingungen nahe der Erdoberfläche verantwortlich.

Abbildung 3. Treibhauseffekt

Die Erde befindet sich im thermischen Gleichgewicht mit ihrer Umgebung. Dies bedeutet, dass der Planet Energie mit einer Rate in den Weltraum abstrahlt, die der Absorptionsrate der Sonnenenergie entspricht. Da die Erde mit einer Temperatur von 254 K ein relativ kalter Körper ist, fällt die Strahlung solcher kalten Körper auf den langwelligen (niedrigenergetischen) Teil des Spektrums, d.h. Das Intensitätsmaximum der Erdstrahlung liegt nahe der Wellenlänge von 12.000 nm.

Der größte Teil dieser Strahlung wird von CO 2 und H 2 O zurückgehalten, die sie auch im Infrarotbereich absorbieren, so dass diese Komponenten keine Wärmeableitung zulassen und eine gleichmäßige Temperatur aufrechterhalten, die für Leben in der Nähe der Erdoberfläche geeignet ist. Wasserdampf spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Temperatur der Atmosphäre in der Nacht, wenn die Erdoberfläche Energie in den Weltraum abstrahlt und keine Sonnenenergie empfängt. In Wüsten mit sehr trockenem Klima, wo die Wasserdampfkonzentration sehr gering ist, ist es tagsüber unerträglich heiß, nachts aber sehr kalt.

Die Hauptgründe für die Zunahme des Treibhauseffekts– eine erhebliche Freisetzung von Treibhausgasen in die Atmosphäre und eine Erhöhung ihrer Konzentrationen; Was passiert im Zusammenhang mit der intensiven Verbrennung fossiler Brennstoffe (Kohle, Erdgas, Ölprodukte), der Verringerung der Vegetation: Entwaldung; Austrocknung von Wäldern durch Umweltverschmutzung, Verbrennung der Vegetation bei Bränden usw. Dadurch wird das natürliche Gleichgewicht zwischen dem Verbrauch von CO 2 durch Pflanzen und seiner Aufnahme im Atmungsprozess (physiologisch, Zerfall, Verbrennung) gestört.

Laut Wissenschaftlern ist es mit einer Wahrscheinlichkeit von über 90 % die menschliche Aktivität bei der Verbrennung natürlicher Brennstoffe und der dadurch verursachte Treibhauseffekt, der die globale Erwärmung in den letzten 50 Jahren zu einem großen Teil erklärt. Die durch menschliche Aktivität verursachten Prozesse sind wie ein Zug, der die Kontrolle verloren hat. Es ist fast unmöglich, sie aufzuhalten, die Erwärmung wird mindestens mehrere Jahrhunderte oder sogar ein ganzes Jahrtausend andauern. Wie Umweltschützer festgestellt haben, haben die Weltmeere bisher den Löwenanteil der Wärme aufgenommen, aber die Kapazität dieser riesigen Batterie geht zur Neige – das Wasser hat sich bis zu einer Tiefe von drei Kilometern erwärmt. Die Folge ist der globale Klimawandel.

Konzentration des wichtigsten Treibhausgases(CO 2) in der Atmosphäre betrug zu Beginn des 20. Jahrhunderts » 0,029 %, mittlerweile sind es 0,038 %, d.h. um fast 30 % gestiegen. Wenn die derzeitigen Auswirkungen auf die Biosphäre fortgesetzt werden, wird sich die CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre bis 2050 verdoppeln. In diesem Zusammenhang prognostizieren sie einen Temperaturanstieg auf der Erde um 1,5 °C – 4,5 °C (bis zu 10 °C in den Polarregionen, 1 °C – 2 °C in den Äquatorregionen).

Dies wiederum kann zu einem kritischen Anstieg der Atmosphärentemperatur in Trockengebieten führen, was zum Tod lebender Organismen und zu einer Abnahme ihrer Lebensaktivität führt. Wüstenbildung neuer Gebiete; Abschmelzen von Polar- und Berggletschern, was einen Anstieg des Weltozeanspiegels um 1,5 m bedeutet, Überschwemmung von Küstenzonen, erhöhte Sturmaktivität und Migration der Bevölkerung.

Folgen der globalen Erwärmung:

1. Als Folge der globalen Erwärmung, Veränderung der atmosphärischen Zirkulation , Veränderung der Niederschlagsverteilung, Veränderung der Struktur von Biozönosen; in einer Reihe von Regionen ein Rückgang der landwirtschaftlichen Erträge.

2. Globaler Klimawandel . Australien mehr leiden. Klimatologen sagen Sydney eine Klimakatastrophe voraus: Bis 2070 wird die Durchschnittstemperatur in der australischen Metropole um etwa fünf Grad steigen, Waldbrände werden die Umgebung verwüsten und riesige Wellen Meeresstrände zerstören. Europa wird den Klimawandel zerstören. Das Ökosystem wird durch unablässig steigende Temperaturen destabilisiert, prognostizieren EU-Wissenschaftler in einem Bericht. Im Norden des Kontinents werden die Ernteerträge mit der Länge der Vegetationsperiode und der frostfreien Zeit steigen. Das bereits warme und trockene Klima dieses Teils der Erde wird noch wärmer, was zu Dürren und dem Austrocknen vieler Süßwasserreservoirs führen wird (Südeuropa). Diese Veränderungen werden für Land- und Forstwirte eine echte Herausforderung. In Nordeuropa werden warme Winter von vermehrten Niederschlägen begleitet. Die Erwärmung im Norden der Region wird auch zu positiven Phänomenen führen: der Ausbreitung von Wäldern und dem Wachstum von Feldfrüchten. Sie werden jedoch mit Überschwemmungen, der Zerstörung von Küstengebieten, dem Verschwinden einiger Tier- und Pflanzenarten, dem Abschmelzen von Gletschern und Permafrostgebieten einhergehen. BEI Fernöstliche und sibirische Regionen Die Anzahl der kalten Tage wird um 10-15 und im europäischen Teil um 15-30 abnehmen.

3. Der globale Klimawandel kostet die Menschheit bereits 315.000 lebt jährlich, und diese Zahl steigt von Jahr zu Jahr stetig an. Es verursacht Krankheiten, Dürre und andere Wetteranomalien, die bereits Menschen töten. Die Experten der Organisation nennen auch andere Daten – nach ihren Berechnungen sind derzeit mehr als 325 Millionen Menschen, meist aus Entwicklungsländern, vom Klimawandel betroffen. Experten schätzen die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Weltwirtschaft auf jährliche Schäden in Höhe von 125 Milliarden US-Dollar, und bis 2030 könnte dieser Betrag auf 340 Milliarden US-Dollar steigen.

4. Umfrage 30 Gletscher in verschiedenen Regionen der Welt, durchgeführt von der World Glacier Watch, zeigten, dass die Dicke der Eisdecke im Jahr 2005 um 60-70 Zentimeter abgenommen hat. Diese Zahl ist das 1,6-fache des Jahresdurchschnitts der 1990er Jahre und das 3-fache des Durchschnitts der 1980er Jahre. Einigen Experten zufolge werden die Gletscher trotz der Tatsache, dass die Gletscher nur wenige zehn Meter dick sind, in einigen Jahrzehnten vollständig verschwinden, wenn ihr Schmelzen in einem solchen Tempo anhält. Die dramatischsten Gletscherschmelzprozesse wurden in Europa beobachtet. So verlor der norwegische Gletscher Breydalblikkbrea (Breidalblikkbrea) im Jahr 2006 mehr als drei Meter, das ist zehnmal mehr als im Jahr 2005. In Österreich, der Schweiz, Schweden, Frankreich, Italien und Spanien wurde in der Zone des Himalaya-Gebirges ein drohendes Abschmelzen der Gletscher festgestellt. Der aktuelle Trend der Gletscherschmelze deutet darauf hin, dass Flüsse wie Ganges, Indus, Brahmaputra (der höchste Fluss der Welt) und andere Flüsse, die die nördliche Ebene Indiens durchqueren, aufgrund des Klimawandels in naher Zukunft zu saisonalen Flüssen werden könnten.

5. Schnell Schmelzender Permafrost Aufgrund der Klimaerwärmung stellt es heute eine ernsthafte Bedrohung für die nördlichen Regionen Russlands dar, von denen sich die Hälfte in der sogenannten "Permafrostzone" befindet. Experten des Ministeriums für Notsituationen der Russischen Föderation geben Prognosen ab: Nach ihren Berechnungen wird die Permafrostfläche in Russland in den nächsten 30 Jahren um mehr als 20% abnehmen und die Tiefe des Auftauens des Bodens um 50 abnehmen %. Die größten Klimaveränderungen können in der Region Archangelsk, der Republik Komi, dem Autonomen Kreis der Chanten und Mansen und in Jakutien auftreten. Experten sagen voraus, dass das Auftauen des Permafrostbodens zu erheblichen Landschaftsveränderungen, Hochwasser in Flüssen und der Bildung von Thermokarstseen führen wird. Darüber hinaus wird aufgrund des Schmelzens des Permafrosts die Erosionsrate der russischen Arktisküste zunehmen. Paradoxerweise kann das Territorium Russlands aufgrund von Veränderungen in der Küstenlandschaft um mehrere zehn Quadratkilometer reduziert werden. Aufgrund der Klimaerwärmung leiden auch andere nördliche Länder unter Küstenerosion. So wird beispielsweise der Prozess der Wellenerosion [http://ecoportal.su/news.php?id=56170] bis 2020 zum vollständigen Verschwinden der nördlichsten Insel Islands führen. Die Insel Kolbinsi (Kolbeinsey), die als der nördlichste Punkt Islands gilt, wird bis 2020 vollständig unter Wasser verschwinden, da der Prozess der Abrasion - Wellenerosion der Küste - beschleunigt wird.

6. Weltmeeresspiegel bis 2100 könnte laut einem Bericht einer UN-Expertengruppe um 59 Zentimeter steigen. Dies ist jedoch nicht die Grenze. Wenn das Eis von Grönland und der Antarktis schmilzt, kann der Pegel des Weltozeans noch höher steigen. Nur die Kuppelspitze der Isaakskathedrale und die aus dem Wasser ragende Turmspitze der Peter-und-Paul-Festung weisen dann auf die Lage von St. Petersburg hin. Ein ähnliches Schicksal wird London, Stockholm, Kopenhagen und anderen großen Küstenstädten widerfahren.

7. Tim Lenton, ein Klimaexperte an der University of East Anglia, und Kollegen fanden mithilfe mathematischer Berechnungen heraus, dass ein Anstieg der durchschnittlichen Jahrestemperatur von nur 2 °C über 100 Jahre 20-40 % Todesfälle verursachen wird Amazonas-Wälder wegen der drohenden Dürre. Ein Temperaturanstieg von 3 °C wird innerhalb von 100 Jahren das Absterben von 75 % der Wälder verursachen, und ein Temperaturanstieg von 4 °C wird das Verschwinden von 85 % aller Amazonas-Wälder verursachen. Und sie absorbieren CO 2 am effizientesten (Foto: NASA, Präsentation).

8. Bei der derzeitigen Rate der globalen Erwärmung werden bis 2080 bis zu 3,2 Milliarden Menschen auf der Erde mit dem Problem konfrontiert sein Mangel an Trinkwasser . Wissenschaftler stellen fest, dass Wasserprobleme hauptsächlich Afrika und den Nahen Osten betreffen werden, aber auch in China, Australien, Teilen Europas und den Vereinigten Staaten könnte sich eine kritische Situation entwickeln. Die UNO hat eine Liste der Länder veröffentlicht, die am stärksten vom Klimawandel betroffen sein werden. Es wird von Indien, Pakistan und Afghanistan angeführt.

9. Klimaflüchtlinge . Die globale Erwärmung wird dazu führen, dass bis zum Ende des 21. Jahrhunderts möglicherweise eine weitere Kategorie von Flüchtlingen und Migranten hinzukommt – das Klima. Bis 2100 könnte die Zahl der Klimaflüchtlinge etwa 200 Millionen Menschen erreichen.

Dass es eine Erwärmung gibt, bezweifelt keiner der Wissenschaftler – es ist offensichtlich. Aber da sind alternative Sichtweisen. Zum Beispiel korrespondierendes Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften, Doktor der Geographie, Professor, Leiter der Abteilung für Umweltmanagement der Staatlichen Universität Moskau Andrej Kapiza hält den Klimawandel für ein normales Naturphänomen. Es gibt eine globale Erwärmung, die sich mit einer globalen Abkühlung abwechselt.

Unterstützer "klassische" Herangehensweise an das Problem des Treibhauseffekts stammen aus der Vermutung des schwedischen Wissenschaftlers Svante Arrhenius über die Erwärmung der Atmosphäre als Folge der Tatsache, dass „Treibhausgase“ die Sonnenstrahlen ungehindert zur Erdoberfläche passieren lassen und gleichzeitig die Abstrahlung der Erdwärme ins All verzögern . Die Prozesse der Wärmeübertragung in der Erdatmosphäre erwiesen sich jedoch als viel komplizierter. Die Gas-„Schicht“ reguliert den Fluss der Sonnenwärme anders als das Glas eines Gewächshauses im Hinterhof.

Tatsächlich verursachen Gase wie Kohlendioxid keinen Treibhauseffekt. Dies wurde von russischen Wissenschaftlern überzeugend nachgewiesen. Der Akademiker Oleg Sorokhtin, der am Institut für Ozeanologie der Russischen Akademie der Wissenschaften arbeitet, war der erste, der eine mathematische Theorie des Treibhauseffekts aufgestellt hat. Aus seinen Berechnungen, die durch Messungen auf Mars und Venus bestätigt wurden, folgt, dass selbst erhebliche Emissionen von technogenem Kohlendioxid in die Erdatmosphäre das thermische Regime der Erde praktisch nicht verändern und keinen Treibhauseffekt erzeugen. Im Gegenteil, wir sollten eine leichte Abkühlung im Bruchteil eines Grades erwarten.

Nicht der erhöhte CO2-Gehalt in der Atmosphäre führte zur Erwärmung, sondern Durch die Erwärmung wurden gigantische Mengen Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt - Benachrichtigung, ohne menschliche Beteiligung. 95 Prozent des CO 2 sind in den Weltmeeren gelöst. Es reicht aus, wenn sich die Wassersäule um ein halbes Grad erwärmt - und der Ozean "atmet" Kohlendioxid aus. Auch Vulkanausbrüche und Waldbrände tragen erheblich dazu bei, dass die Erdatmosphäre mit CO 2 gepumpt wird. Bei allen Kosten des industriellen Fortschritts übersteigt die Emission von Treibhausgasen aus den Rohren von Fabriken und Wärmekraftwerken nicht einige Prozent des gesamten Kohlendioxidumsatzes in der Natur.

Es gibt bekannte Eiszeiten, die sich mit der globalen Erwärmung abwechselten, und jetzt befinden wir uns in einer Periode der globalen Erwärmung. Normale Klimaschwankungen, die mit Schwankungen in der Aktivität der Sonne und der Erdumlaufbahn verbunden sind. Überhaupt nicht mit menschlicher Aktivität.

Dank eines Brunnens, der in der Dicke eines Gletschers in der Antarktis (3800 m) gebohrt wurde, ist es uns gelungen, vor 800.000 Jahren in die Vergangenheit der Erde zu blicken.

Aus den im Kern erhaltenen Luftblasen wurden Temperatur, Alter, Kohlendioxidgehalt bestimmt und Kurven für etwa 800.000 Jahre erhalten. Anhand des Verhältnisses der Sauerstoffisotope in diesen Blasen bestimmten die Wissenschaftler die Temperatur, bei der Schnee fiel. Die erhaltenen Daten decken den größten Teil des Quartärs ab. Natürlich konnte der Mensch in ferner Vergangenheit die Natur nicht beeinflussen. Es zeigte sich aber, dass sich der Gehalt an CO 2 dann sehr stark veränderte. Außerdem war es jedes Mal eine Erwärmung, die dem Anstieg der CO 2 -Konzentration in der Luft vorausging. Die Theorie des Treibhauseffekts geht von der umgekehrten Reihenfolge aus.

Es gibt bestimmte Eiszeiten, die sich mit Erwärmungsperioden abwechseln. Jetzt befinden wir uns gerade in einer Erwärmungsphase, und die dauert seit der Kleinen Eiszeit im 15. bis 16. Jahrhundert an, seit dem 16. Jahrhundert gab es etwa ein Grad Erwärmung pro Jahrhundert.

Aber was als "Treibhauseffekt" bezeichnet wird - dieses Phänomen ist keine bewiesene Tatsache. Physiker zeigen, dass CO 2 nicht zum Treibhauseffekt beiträgt.

1998 reichte Frederick Seitz, ehemaliger Präsident der US National Academy of Sciences, eine Petition an die wissenschaftliche Gemeinschaft ein, in der er die USA und andere Regierungen aufforderte, die Kyoto-Vereinbarungen zur Begrenzung der Treibhausgasemissionen abzulehnen. Der Petition war eine Übersicht beigefügt, aus der hervorgeht, dass in den letzten 300 Jahren eine Erwärmung auf der Erde beobachtet wurde. Und die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf den Klimawandel wurden nicht zuverlässig nachgewiesen. Darüber hinaus argumentiert Seitz, dass ein erhöhter CO2-Gehalt die Photosynthese in Pflanzen stimuliert und dadurch zu einer erhöhten landwirtschaftlichen Produktivität und einem beschleunigten Waldwachstum beiträgt. Die Petition wurde von 16.000 Wissenschaftlern unterzeichnet. Die Clinton-Regierung wies diese Appelle jedoch mit einem Achselzucken zurück und signalisierte, dass die Debatte über die Natur des globalen Klimawandels beendet sei.

Tatsächlich, kosmische Faktoren führen zu gravierenden Klimaveränderungen. Die Temperatur wird durch Schwankungen der Sonnenaktivität sowie Änderungen der Neigung der Erdachse, der Umlaufzeit unseres Planeten, verändert. Solche Schwankungen führten in der Vergangenheit bekanntlich zum Einsetzen von Eiszeiten.

Die Erderwärmung ist ein Politikum. Und hier gibt es einen Kampf in zwei Richtungen. Eine Richtung sind diejenigen, die Kraftstoff, Öl, Gas, Kohle verwenden. Sie beweisen auf jede erdenkliche Weise, dass der Schaden durch den Übergang zum Kernbrennstoff verursacht wird. Und Befürworter des Kernbrennstoffs beweisen das Gegenteil, dass es genau das Gegenteil ist – Gas, Öl, Kohle geben CO 2 und verursachen Erwärmung. Dies ist ein Kampf zwischen zwei großen Wirtschaftssystemen.

Veröffentlichungen zu diesem Thema sind voll von düsteren Prophezeiungen. Ich teile solche Einschätzungen nicht. Ein Anstieg der durchschnittlichen Jahrestemperatur um ein Grad pro Jahrhundert wird keine fatalen Folgen haben. Das Schmelzen des Eises der Antarktis, dessen Grenzen sich über den gesamten Beobachtungszeitraum praktisch nicht verengt haben, erfordert eine enorme Energiemenge. Zumindest im 21. Jahrhundert bedrohen Klimakatastrophen die Menschheit nicht.

Wenn Sie sein Wachstum nicht stoppen, kann das Gleichgewicht auf der Erde gestört werden. Das Klima wird sich ändern, Hungersnöte und Krankheiten werden kommen. Wissenschaftler entwickeln verschiedene Maßnahmen zur Bekämpfung des Problems, das global werden soll.

Wesen

Was ist der Treibhauseffekt? Dies ist die Bezeichnung für den Anstieg der Oberflächentemperatur des Planeten aufgrund der Tatsache, dass Gase in der Atmosphäre dazu neigen, Wärme zu speichern. Die Erde wird durch die Strahlung der Sonne erwärmt. Sichtbare Kurzwellen einer Lichtquelle dringen ungehindert auf die Oberfläche unseres Planeten ein. Während sie sich erwärmt, beginnt die Erde, lange Hitzewellen auszustrahlen. Teilweise durchdringen sie die Atmosphärenschichten und „verlassen“ den Weltraum. Bandbreite reduzieren, lange Wellen reflektieren. Wärme bleibt an der Erdoberfläche. Je höher die Gaskonzentration, desto stärker der Treibhauseffekt.

Das Phänomen wurde erstmals Anfang des 19. Jahrhunderts von Joseph Fourier beschrieben. Er schlug vor, dass die Prozesse, die in der Erdatmosphäre ablaufen, denen ähneln, die unter Glas existieren.

Treibhausgase sind Dampf (aus Wasser), Kohlendioxid (Kohlendioxid), Methan, Ozon. Ersteres trägt den Hauptanteil an der Entstehung des Treibhauseffekts (bis zu 72 %). Der zweitwichtigste ist Kohlendioxid (9–26 %), der Anteil von Methan und Ozon beträgt 4–9 bzw. 3–7 %.

In letzter Zeit hört man oft vom Treibhauseffekt als ernsthaftem Umweltproblem. Aber dieses Phänomen hat auch eine positive Seite. Aufgrund des Treibhauseffekts liegt die Durchschnittstemperatur unseres Planeten bei etwa 15 Grad über Null. Ohne sie wäre Leben auf der Erde nicht möglich. Die Temperatur konnte nur minus 18 betragen.

Der Grund für das Auftreten des Effekts ist die aktive Aktivität vieler Vulkane auf dem Planeten vor Millionen von Jahren. Gleichzeitig stieg der Gehalt an Wasserdampf und Kohlendioxid in der Atmosphäre deutlich an. Die Konzentration des letzteren hat einen solchen Wert erreicht, dass ein superstarker Treibhauseffekt entstanden ist. Infolgedessen kochte das Wasser des Weltozeans praktisch, seine Temperatur wurde so hoch.

Das Auftreten von Vegetation überall auf der Erdoberfläche verursachte eine ziemlich schnelle Aufnahme von Kohlendioxid. Die Hitzeentwicklung wurde reduziert. Es wurde ein Gleichgewicht hergestellt. Die durchschnittliche Jahrestemperatur auf der Oberfläche des Planeten lag auf einem Niveau nahe dem heutigen.

Die Gründe

Die Stärkung des Phänomens trägt dazu bei:

• Die Entwicklung der Industrie ist der Hauptgrund dafür, dass Kohlendioxid und andere Gase, die den Treibhauseffekt verstärken, aktiv emittiert und in der Atmosphäre angesammelt werden. Das Ergebnis menschlicher Aktivitäten auf der Erde ist ein Anstieg der durchschnittlichen Jahrestemperatur. Seit einem Jahrhundert ist sie um 0,74 Grad gestiegen. Wissenschaftler sagen voraus, dass dieses Wachstum in Zukunft alle 10 Jahre 0,2 Grad betragen könnte. Das heißt, die Intensität der Erwärmung nimmt zu.
• - der Grund für die Zunahme der CO2-Konzentration in der Atmosphäre. Dieses Gas wird von der Vegetation aufgenommen. Die massive Erschließung neuer Ländereien, gepaart mit Entwaldung, beschleunigt die Akkumulation von Kohlendioxid und verändert gleichzeitig die Lebensbedingungen von Tieren und Pflanzen, was zum Aussterben ihrer Arten führt.
• Die Verbrennung von Brennstoff (Feststoff und Öl), Abfall führt zur Freisetzung von Kohlendioxid. Heizung, Stromerzeugung und Verkehr sind die Hauptquellen dieses Gases.
• Das Wachstum des Energieverbrauchs ist ein Zeichen und eine Bedingung des technischen Fortschritts. Die Weltbevölkerung wächst jährlich um etwa 2 %. Wachstum des Energieverbrauchs - 5%. Die Intensität nimmt von Jahr zu Jahr zu, die Menschheit braucht immer mehr Energie.
• Eine Zunahme der Zahl der Deponien führt zu einer Zunahme der Methankonzentration. Eine weitere Gasquelle ist die Aktivität von Viehzuchtbetrieben.

Bedrohungen

Die Folgen des Treibhauseffekts können für den Menschen schädlich sein:

• Die Polkappen schmelzen, wodurch der Meeresspiegel steigt. Infolgedessen stehen fruchtbare Küstengebiete unter Wasser. Wenn Überschwemmungen mit hoher Rate auftreten, wird die Landwirtschaft ernsthaft bedroht. Ernten sterben, Weideflächen schrumpfen, Süßwasserquellen verschwinden. Zuallererst werden die einkommensschwachen Bevölkerungsschichten leiden, deren Leben von der Ernte, dem Wachstum der Haustiere abhängt.
• Viele Küstenstädte, auch hochentwickelte, könnten in Zukunft unter Wasser stehen. Zum Beispiel New York, St. Petersburg. Oder ganze Länder. Holland zum Beispiel. Solche Phänomene werden eine Massenvertreibung menschlicher Siedlungen erforderlich machen. Wissenschaftler vermuten, dass der Meeresspiegel in 15 Jahren um 0,1 bis 0,3 Meter und bis zum Ende des 21. Jahrhunderts um 0,3 bis 1 Meter steigen könnte. Damit die oben genannten Städte unter Wasser stehen, muss der Pegel um etwa 5 Meter steigen.
• Die Erhöhung der Lufttemperatur führt dazu, dass innerhalb der Kontinente die Schneeperiode reduziert wird. Es beginnt früher zu schmelzen, da die Regenzeit schneller endet. Infolgedessen sind die Böden übertrocknet und für den Anbau von Pflanzen ungeeignet. Mangelnde Feuchtigkeit ist die Ursache für die Wüstenbildung von Land. Experten sagen, dass ein Anstieg der Durchschnittstemperatur um 1 Grad in 10 Jahren zu einer Verringerung der Waldflächen um 100-200 Millionen Hektar führen wird. Diese Länder werden zu Steppen.
• Der Ozean bedeckt 71 % der Oberfläche unseres Planeten. Mit steigender Lufttemperatur erwärmt sich auch das Wasser. Die Verdunstung nimmt deutlich zu. Und das ist einer der Hauptgründe für die Zunahme des Treibhauseffekts.
• Mit steigenden Wasserständen in den Weltmeeren bedrohen die Temperaturen die Biodiversität und viele Tierarten könnten verschwinden. Der Grund sind Veränderungen in ihrem Lebensraum. Nicht jede Art kann sich erfolgreich an neue Bedingungen anpassen. Die Folge des Verschwindens einiger Pflanzen, Tiere, Vögel und anderer Lebewesen ist eine Verletzung der Nahrungsketten, des Gleichgewichts der Ökosysteme.
• Steigende Wasserstände verursachen den Klimawandel. Die Grenzen der Jahreszeiten verschieben sich, die Anzahl und Intensität von Stürmen, Orkanen und Niederschlägen nimmt zu. Klimastabilität ist die Hauptvoraussetzung für die Existenz von Leben auf der Erde. Den Treibhauseffekt zu stoppen bedeutet, die menschliche Zivilisation auf dem Planeten zu retten.
• Eine hohe Lufttemperatur kann die menschliche Gesundheit beeinträchtigen. Unter solchen Bedingungen werden Herz-Kreislauf-Erkrankungen verschlimmert, Atmungsorgane leiden. Thermische Anomalien führen zu einer Zunahme der Anzahl von Verletzungen, einigen psychischen Störungen. Ein Temperaturanstieg führt zu einer schnelleren Ausbreitung vieler gefährlicher Krankheiten wie Malaria und Enzephalitis.

Was zu tun ist?

Das Problem des Treibhauseffekts ist heute ein globales Umweltproblem. Experten glauben, dass die weit verbreitete Annahme der folgenden Maßnahmen zur Lösung des Problems beitragen wird:

• Änderungen in der Nutzung von Energiequellen. Reduzierung des Anteils und der Menge an Fossilien (kohlenstoffhaltiger Torf, Kohle), Öl. Durch den Umstieg auf Erdgas wird der CO2-Ausstoß deutlich reduziert, durch die Erhöhung des Anteils alternativer Quellen (Sonne, Wind, Wasser) werden die Emissionen reduziert, da Sie auf diese Weise umweltschonend Energie gewinnen können. Bei ihrer Verwendung werden keine Gase freigesetzt.
• Energiepolitik ändern. Effizienzsteigerung von Kraftwerken. Reduzierung der Energieintensität von hergestellten Produkten in Unternehmen.
• Implementierung von Energiespartechnologien. Selbst die übliche Isolierung der Fassaden von Häusern, Fensteröffnungen und Heizkraftwerken führt zu einem signifikanten Ergebnis - Brennstoffeinsparung, was weniger Emissionen bedeutet. Die Lösung des Problems auf der Ebene von Unternehmen, Industrien und Staaten bringt eine globale Verbesserung der Situation mit sich. Jeder kann zur Lösung des Problems beitragen: Strom sparen, Müll richtig entsorgen, die eigene Wohnung heizen.
• Entwicklung von Technologien, die darauf abzielen, Produkte auf neuen, umweltfreundlichen Wegen zu erhalten.
• Die Nutzung von Sekundärrohstoffen ist eine der Maßnahmen zur Reduzierung von Abfällen, der Anzahl und des Volumens von Deponien.
• Wiederherstellung von Wäldern, Bekämpfung von Bränden in ihnen, Vergrößerung der Fläche, um die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre zu verringern.

Der Kampf gegen Treibhausgasemissionen wird heute auf internationaler Ebene geführt. Weltgipfel, die diesem Problem gewidmet sind, werden abgehalten, Dokumente werden erstellt, die darauf abzielen, eine globale Lösung für das Problem zu organisieren. Viele Wissenschaftler auf der ganzen Welt suchen nach Möglichkeiten, den Treibhauseffekt zu reduzieren, das Gleichgewicht und das Leben auf der Erde zu erhalten.

Die durchschnittliche Oberflächentemperatur der Erde (oder eines anderen Planeten) steigt aufgrund des Vorhandenseins einer Atmosphäre.

Gärtner sind sich dieses physikalischen Phänomens wohl bewusst. Im Gewächshaus ist es immer wärmer als draußen, was gerade in der kalten Jahreszeit zum Pflanzenwachstum beiträgt. Sie können einen ähnlichen Effekt erleben, wenn Sie in einem Auto sitzen. Der Grund dafür ist, dass die Sonne mit einer Oberflächentemperatur von etwa 5.000 °C hauptsächlich sichtbares Licht aussendet, den Teil des elektromagnetischen Spektrums, für den unsere Augen empfindlich sind. Da die Atmosphäre für sichtbares Licht weitgehend durchlässig ist, durchdringt die Sonnenstrahlung leicht die Erdoberfläche. Glas ist auch für sichtbares Licht durchlässig, sodass die Sonnenstrahlen in das Gewächshaus eindringen und ihre Energie von Pflanzen und allen Objekten im Inneren absorbiert wird. Außerdem strahlt gemäß dem Stefan-Boltzmann-Gesetz jedes Objekt Energie in einem Teil des elektromagnetischen Spektrums aus. Objekte mit einer Temperatur von etwa 15°C – der durchschnittlichen Temperatur an der Erdoberfläche – strahlen Energie im Infrarotbereich ab. Somit senden die Objekte im Gewächshaus Infrarotstrahlung aus. Infrarotstrahlung kann das Glas jedoch nicht so einfach durchdringen, sodass die Temperatur im Inneren des Gewächshauses ansteigt.

Ein Planet mit einer stabilen Atmosphäre, wie die Erde, erfährt den gleichen Effekt – auf globaler Ebene. Um eine konstante Temperatur aufrechtzuerhalten, muss die Erde selbst so viel Energie abstrahlen, wie sie vom sichtbaren Licht absorbiert, das von der Sonne auf uns gestrahlt wird. Die Atmosphäre dient in einem Gewächshaus als eine Art Glas – sie ist für Infrarotstrahlung nicht so durchlässig wie für Sonnenlicht. Moleküle verschiedener Substanzen in der Atmosphäre (die wichtigsten von ihnen sind Kohlendioxid und Wasser) absorbieren Infrarotstrahlung und wirken als Treibhausgase. Daher gehen von der Erdoberfläche emittierte Infrarotphotonen nicht immer direkt in den Weltraum. Einige von ihnen werden von Treibhausgasmolekülen in der Atmosphäre absorbiert. Wenn diese Moleküle die absorbierte Energie wieder abstrahlen, können sie sie sowohl in den Weltraum als auch nach innen zurück zur Erdoberfläche abstrahlen. Das Vorhandensein solcher Gase in der Atmosphäre erzeugt den Effekt, die Erde mit einer Decke zu bedecken. Sie können die Wärme nicht daran hindern, nach außen zu entweichen, aber sie lassen die Wärme länger in der Nähe der Oberfläche bleiben, sodass die Erdoberfläche viel wärmer ist als ohne Gase. Ohne die Atmosphäre läge die durchschnittliche Oberflächentemperatur bei -20 °C, weit unter dem Gefrierpunkt von Wasser.

Es ist wichtig zu verstehen, dass der Treibhauseffekt schon immer auf der Erde existiert hat. Ohne den Treibhauseffekt, der durch das Vorhandensein von Kohlendioxid in der Atmosphäre verursacht wird, wären die Ozeane schon vor langer Zeit zugefroren, und höhere Lebensformen wären nicht entstanden. Aktuell dreht sich die wissenschaftliche Debatte um den Treibhauseffekt um das Thema Erderwärmung: Stören wir Menschen das Energiegleichgewicht des Planeten zu sehr durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und andere wirtschaftliche Aktivitäten, während wir der Atmosphäre übermäßig viel Kohlendioxid hinzufügen? Heute sind sich Wissenschaftler einig, dass wir dafür verantwortlich sind, den natürlichen Treibhauseffekt um mehrere Grade zu verstärken.

Der Treibhauseffekt findet nicht nur auf der Erde statt. Tatsächlich ist der stärkste Treibhauseffekt, den wir kennen, auf dem Nachbarplaneten Venus. Die Atmosphäre der Venus besteht fast ausschließlich aus Kohlendioxid, wodurch die Oberfläche des Planeten auf 475 ° C erhitzt wird. Klimatologen glauben, dass wir ein solches Schicksal dank der Anwesenheit von Ozeanen auf der Erde vermieden haben. Die Ozeane absorbieren atmosphärischen Kohlenstoff und reichern sich in Gesteinen wie Kalkstein an, wodurch Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt wird. Auf der Venus gibt es keine Ozeane, und das gesamte Kohlendioxid, das von Vulkanen in die Atmosphäre abgegeben wird, verbleibt dort. Als Ergebnis beobachten wir auf der Venus unregierbar Treibhauseffekt.

Der Treibhauseffekt ist die Verzögerung der Wärmestrahlung des Planeten durch die Erdatmosphäre. Der Treibhauseffekt wurde von keinem von uns beobachtet: In Gewächshäusern oder Gewächshäusern ist die Temperatur immer höher als draußen. Dasselbe wird auf der Skala der Erde beobachtet: Sonnenenergie, die die Atmosphäre durchdringt, erwärmt die Erdoberfläche, aber die von der Erde emittierte Wärmeenergie kann nicht zurück in den Weltraum entweichen, da die Erdatmosphäre sie verzögert und wie Polyethylen in a wirkt Gewächshaus: Es überträgt kurze Lichtwellen von der Sonne zur Erde und verzögert lange thermische (oder infrarote) Wellen, die von der Erdoberfläche ausgesandt werden. Es gibt einen Treibhauseffekt. Der Treibhauseffekt entsteht durch das Vorhandensein von Gasen in der Erdatmosphäre, die lange Wellen verzögern können. Sie werden "Treibhaus" oder "Treibhausgase" genannt.

Treibhausgase sind seit ihrer Entstehung in geringen Mengen (ca. 0,1 %) in der Atmosphäre vorhanden. Diese Menge reichte aus, um den Wärmehaushalt der Erde aufgrund des Treibhauseffekts auf einem für Leben geeigneten Niveau zu halten. Das ist der sogenannte natürliche Treibhauseffekt, wäre er nicht, würde die durchschnittliche Temperatur der Erdoberfläche 30 °C betragen nicht +15°C wie jetzt, sondern -18°C.

Der natürliche Treibhauseffekt bedroht weder die Erde noch die Menschheit, da die Gesamtmenge an Treibhausgasen durch den Kreislauf der Natur auf dem gleichen Niveau gehalten wurde, außerdem verdanken wir ihm unser Leben.

Eine Erhöhung der Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre führt jedoch zu einer Erhöhung des Treibhauseffekts und einer Verletzung des Wärmehaushalts der Erde. Genau das geschah in den letzten zwei Jahrhunderten der Entwicklung der Zivilisation. Kohlekraftwerke, Autoabgase, Fabrikschornsteine ​​und andere menschengemachte Verschmutzungsquellen stoßen jährlich etwa 22 Milliarden Tonnen Treibhausgase in die Atmosphäre aus.

Welche Gase werden „Treibhausgase“ genannt?

Die bekanntesten und häufigsten Treibhausgase sind Wasserdampf(H 2 O), Kohlendioxid(CO2), Methan(CH 4) und Lachgas oder Lachgas (N 2 O). Dies sind direkte Treibhausgase. Die meisten von ihnen entstehen bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe.

Darüber hinaus gibt es noch zwei weitere Gruppen von direkten Treibhausgasen, diese sind Halogenkohlenwasserstoffe und Schwefelhexafluorid(SF6). Ihre Emissionen in die Atmosphäre sind mit modernen Technologien und industriellen Prozessen (Elektronik und Kühlgeräte) verbunden. Ihre Menge in der Atmosphäre ist ziemlich vernachlässigbar, aber ihr Einfluss auf den Treibhauseffekt (das sogenannte globale Erwärmungspotential / GWP) ist zehntausendmal stärker als CO 2 .

Wasserdampf ist das wichtigste Treibhausgas, das für mehr als 60 % des natürlichen Treibhauseffekts verantwortlich ist. Eine anthropogene Konzentrationszunahme in der Atmosphäre wurde bisher nicht festgestellt. Eine durch andere Faktoren verursachte Erhöhung der Erdtemperatur erhöht jedoch die Verdunstung von Meerwasser, was zu einer Erhöhung der Wasserdampfkonzentration in der Atmosphäre und - zu einer Verstärkung des Treibhauseffekts führen kann. Andererseits reflektieren Wolken in der Atmosphäre direktes Sonnenlicht, was den Energiefluss zur Erde und damit den Treibhauseffekt verringert.

Kohlendioxid ist das bekannteste der Treibhausgase. Natürliche CO 2 -Quellen sind vulkanische Emissionen, lebenswichtige Aktivitäten von Organismen. Anthropogene Quellen sind die Verbrennung fossiler Brennstoffe (ua Waldbrände) sowie eine Reihe industrieller Prozesse (zB Zementherstellung, Glasherstellung). Kohlendioxid ist nach Ansicht der meisten Forscher in erster Linie für die globale Erwärmung verantwortlich, die durch den "Treibhauseffekt" verursacht wird. Die CO 2 -Konzentration ist in zwei Jahrhunderten der Industrialisierung um mehr als 30 % gestiegen und korreliert mit Änderungen der globalen Durchschnittstemperatur.

Methan ist das zweitwichtigste Treibhausgas. Es entsteht durch Leckagen bei der Erschließung von Kohle- und Erdgasvorkommen, aus Pipelines, bei der Verbrennung von Biomasse, auf Deponien (als Bestandteil von Biogas) sowie in der Landwirtschaft (Viehzucht, Reisanbau), usw. Tierhaltung, Düngung, Kohleverbrennung und andere Quellen produzieren etwa 250 Millionen Tonnen Methan pro Jahr. Die Menge an Methan in der Atmosphäre ist gering, aber sein Treibhauseffekt oder sein globales Erwärmungspotenzial (GWP) ist 21-mal stärker als das von CO 2 .

Lachgas ist das drittwichtigste Treibhausgas: Seine Wirkung ist 310-mal stärker als die von CO 2, aber es kommt in sehr geringen Mengen in der Atmosphäre vor. Es gelangt durch die lebenswichtige Aktivität von Pflanzen und Tieren sowie bei der Herstellung und Verwendung von Mineraldünger, der Arbeit von Unternehmen der chemischen Industrie, in die Atmosphäre.

Halogenkohlenwasserstoffe (Fluorkohlenwasserstoffe und Perfluorkohlenwasserstoffe) sind Gase, die geschaffen werden, um ozonabbauende Substanzen zu ersetzen. Sie werden hauptsächlich in Kühlgeräten verwendet. Sie haben außergewöhnlich hohe Einflusskoeffizienten auf den Treibhauseffekt: 140-11700-mal höher als der von CO 2 . Ihre Emissionen (Freisetzung in die Umwelt) sind gering, nehmen aber schnell zu.

Schwefelhexafluorid - sein Eintrag in die Atmosphäre ist mit der Elektronik und der Herstellung von Isoliermaterialien verbunden. Es ist zwar klein, aber das Volumen nimmt stetig zu. Das Treibhauspotenzial beträgt 23900 Einheiten.