Pământul ca urmare a impactului activitate economică persoană. O preocupare deosebită este concentrarea crescută gaze cu efect de seraîn , ceea ce duce la încălzirea suprafeței Pământului și a atmosferei inferioare și, poate, este unul dintre principalele motive pentru încălzirea climatică observată în ultimele decenii.

Cel mai important gaz natural cu efect de seră este vaporii de apă H20. Absoarbe și emite radiații infraroșii cu undă lungă în intervalul de lungimi de undă de 4,5 - 80 microni. Efectul vaporilor de apă asupra Efectul de seră este decisiv și este creat în principal de banda de absorbție 5 - 7,5 μm. Cu toate acestea, o parte din radiația de la suprafața Pământului în regiunile spectrale de 3–5 µm și 8–12 µm, numite ferestre de transparență, scapă prin atmosferă în spaţiul mondial. Efectul de seră al vaporilor de apă este sporit de benzile de absorbție a dioxidului de carbon care intră în atmosferă ca urmare a activității vulcanice, a ciclului natural al carbonului în natură, a descompunerii materiei organice din sol atunci când este încălzit, precum și a activităților umane. , în principal din cauza arderii combustibililor fosili (cărbune, petrol, gaz) și defrișărilor.

Pe lângă dioxidul de carbon, în atmosferă crește conținutul de gaze cu efect de seră precum metanul, protoxidul de azot și ozonul troposferic. Metanul intră în atmosferă din mlaștini și crăpături adânci Scoarta terestra. Creșterea concentrației sale este facilitată de dezvoltarea producției agricole (în special extinderea câmpurilor de orez abundent irigate), creșterea numărului de animale, arderea biomasei și minerit. gaz natural. Concentrațiile de protoxid de azot sunt crescute prin utilizarea îngrășămintelor cu azot, emisiile aeronavelor și procesele de oxidare. Ozonul din troposferă este în creștere ca urmare a reacții chimice lumina solară între hidrocarburi și oxizi de azot din arderea combustibililor fosili Aceste gaze cresc mai rapid decât concentrațiile de dioxid de carbon și pot crește contribuția lor relativă la efectul de seră atmosferic în viitor. Cresterea atmosferei este facilitata si de o crestere a concentratiei unui aerosol foarte absorbant de origine industriala (funingine) cu raza particulelor de 0,001 - 0,05 microni. O creștere a gazelor cu efect de seră și a aerosolilor ar putea crește semnificativ temperaturile globale și ar putea cauza altele schimbarea climei, de mediu și consecințe sociale care sunt încă greu de prezis.

Dacă nu îi opriți creșterea, echilibrul de pe Pământ poate fi perturbat. Clima se va schimba, vor veni foametea și bolile. Oamenii de știință dezvoltă diverse măsuri pentru a combate problema, care ar trebui să devină globală.

esență

Ce este efectul de seră? Acesta este numele dat creșterii temperaturii de suprafață a planetei datorită faptului că gazele din atmosferă tind să rețină căldura. Pământul este încălzit prin radiația soarelui. Undele scurte vizibile de la o sursă de lumină pătrund liber la suprafața planetei noastre. Pe măsură ce se încălzește, Pământul începe să radieze valuri lungi de căldură. Parțial, ele pătrund prin straturile atmosferei și „pleacă” în spațiu. reduce debitului, reflectă lungimi de undă lungi. Căldura rămâne la suprafața Pământului. Cu cât concentrația de gaze este mai mare, cu atât este mai mare efectul de seră.

Fenomenul a fost descris pentru prima dată de Joseph Fourier la începutul secolului al XIX-lea. El a sugerat că procesele care au loc în atmosfera pământului, sunt asemănătoare cu ceea ce există sub sticlă.

Gaze cu efect de seră- acesta este abur (din apă), dioxid de carbon (dioxid de carbon), metan, ozon. Primul are rolul principal în formarea efectului de seră (până la 72%). Următorul cel mai important este dioxid de carbon(9-26%), ponderea metanului și a ozonului este de 4-9, respectiv 3-7%.

LA timpuri recente Puteți auzi adesea despre efectul de seră ca fiind o problemă gravă de mediu. Dar acest fenomen are Partea pozitivă. Datorită faptului că efectul de seră există, temperatura medie a planetei noastre este de aproximativ 15 grade peste zero. Fără el, viața pe Pământ nu ar fi posibilă. Temperatura ar putea fi doar minus 18.

Motivul efectului activitate viguroasă mulți vulcani de pe planetă acum milioane de ani. În același timp, conținutul de vapori de apă și dioxid de carbon a crescut semnificativ în atmosferă. Concentrația acestora din urmă a atins o astfel de valoare încât a apărut un efect de seră superputernic. Drept urmare, apa Oceanului Mondial a fiert practic, temperatura ei a devenit atât de ridicată.

Apariția vegetației peste tot pe suprafața Pământului a provocat o absorbție destul de rapidă a dioxidului de carbon. Acumularea de căldură a fost redusă. S-a stabilit un echilibru. Temperatura medie anuală de pe suprafața planetei era la un nivel apropiat de prezent.

Cauze

Consolidarea fenomenului contribuie la:

• Dezvoltarea industriei - Motivul principal faptul că dioxidul de carbon și alte gaze care sporesc efectul de seră sunt emise și acumulate în mod activ în atmosferă. Rezultatul activității umane pe Pământ este o creștere a temperaturii medii anuale. Timp de un secol, a crescut cu 0,74 grade. Oamenii de știință prevăd că în viitor această creștere ar putea fi de 0,2 grade la fiecare 10 ani. Adică intensitatea încălzirii crește.
• - motivul creșterii concentrației de CO2 în atmosferă. Acest gaz este absorbit de vegetație. Dezvoltarea masivă a noilor terenuri, împreună cu defrișările, accelerează rata de acumulare a dioxidului de carbon și, în același timp, modifică condițiile de viață ale animalelor și plantelor, ducând la dispariția speciilor lor.
• Arderea combustibilului (solid și ulei), deșeurile duce la eliberarea de dioxid de carbon. Încălzirea, producerea de energie electrică, transportul sunt principalele surse ale acestui gaz.
• Creșterea consumului de energie este un semn și o condiție progres tehnic. Populația mondială crește cu aproximativ 2% pe an. Creștere a consumului de energie - 5%. Intensitatea crește în fiecare an, omenirea are nevoie din ce în ce mai multă energie.
• O creștere a numărului de gropi de gunoi duce la o creștere a concentrației de metan. O altă sursă de gaz este activitatea complexelor zootehnice.

Amenințări

Consecințele efectului de seră pot fi dăunătoare oamenilor:

• se topi complet gheață polarăși aceasta este cauza creșterii nivelului mării. Drept urmare, de coastă terenuri fertile sunt sub apă. Dacă au loc inundații rapid, va exista o amenințare serioasă la adresa agriculturii. Culturile mor, pășunile se micșorează, izvoarele dispar apa dulce. În primul rând, vor avea de suferit păturile cu venituri mici ale populației, a căror viață depinde de recoltă, de creșterea animalelor domestice.
• Multe orașe de coastă, inclusiv cele foarte dezvoltate, ar putea fi sub apă în viitor. De exemplu, New York, Sankt Petersburg. Sau țări întregi. De exemplu, Olanda. Astfel de fenomene vor necesita deplasarea în masă a așezărilor umane. Oamenii de știință sugerează că în 15 ani nivelul oceanului poate crește cu 0,1-0,3 metri, iar până la sfârșitul secolului al XXI-lea - cu 0,3-1 metru. Pentru ca orașele de mai sus să fie sub apă, nivelul trebuie să crească cu aproximativ 5 metri.
• Creșterea temperaturii aerului duce la faptul că în cadrul continentelor perioada de zăpadă este redusă. Începe să se topească mai devreme, deoarece sezonul ploios se termină mai repede. Ca urmare, solurile sunt suprauscate, nepotrivite pentru cultivarea culturilor. Lipsa umidității este cauza deșertificării terenurilor. Experții spun că o creștere a temperaturii medii cu 1 grad în 10 ani va duce la o reducere a suprafețelor de pădure cu 100-200 de milioane de hectare. Aceste pământuri vor deveni stepe.
• Oceanul acoperă 71% din suprafața planetei noastre. Pe măsură ce temperatura aerului crește, apa se încălzește și ea. Evaporarea crește semnificativ. Și acesta este unul dintre principalele motive pentru creșterea efectului de seră.
• Odată cu creșterea nivelului apei în oceanele lumii, temperaturile amenință biodiversitatea și multe specii de animale sălbatice pot dispărea. Motivul este schimbările în habitatul lor. Nu toate speciile se pot adapta cu succes la noile condiții. Consecința dispariției unor plante, animale, păsări și alte ființe vii este o încălcare a lanțurilor trofice, a echilibrului ecosistemelor.
• Creșterea nivelului apei provoacă schimbări climatice. Limitele anotimpurilor se schimbă, numărul și intensitatea furtunilor, uraganelor și precipitațiilor cresc. Stabilitatea climei este condiția principală pentru existența vieții pe Pământ. A opri efectul de seră înseamnă a economisi civilizatie umana pe planeta.
• Temperatura ridicată a aerului poate afecta negativ sănătatea umană. În astfel de condiții, exacerbată boli cardiovasculare, organele respiratorii sunt afectate. Anomaliile termice duc la o creștere a numărului de leziuni, unele tulburări psihologice. O creștere a temperaturii implică o răspândire mai rapidă a multora boli periculoase de exemplu malaria, encefalita.

Ce sa fac?

Astăzi, problema efectului de seră este problema globala ecologie. Experții consideră că adoptarea pe scară largă a următoarelor măsuri va ajuta la rezolvarea problemei:

• Schimbări în utilizarea surselor de energie. Reducerea ponderii și cantității de fosile (turbă cu conținut de carbon, cărbune), petrol. Trecerea la gaze naturale va reduce semnificativ emisiile de CO2.Mărirea ponderii surselor alternative (soare, vânt, apă) va reduce emisiile, deoarece aceste metode vă permit să obțineți energie fără a dăuna mediului. La utilizarea lor, nu sunt emise gaze.
• Schimbarea politicii energetice. Creșterea coeficientului acțiune utilă la centralele electrice. Reducerea intensității energetice a produselor fabricate la întreprinderi.
• Implementarea tehnologiilor de economisire a energiei. Chiar și izolarea obișnuită a fațadelor caselor, deschiderilor ferestrelor, centralelor termice oferă un rezultat semnificativ - economii de combustibil, ceea ce înseamnă mai puține emisii. Rezolvarea problemei la nivelul intreprinderilor, industriilor, statelor presupune o imbunatatire globala a situatiei. Fiecare persoană poate contribui la rezolvarea problemei: economisirea energiei electrice, eliminarea corespunzătoare a deșeurilor, încălzirea propriei locuințe.
• Dezvoltarea tehnologiilor care vizează obținerea de produse în moduri noi, prietenoase cu mediul.
• Utilizarea resurselor secundare este una dintre măsurile de reducere a deșeurilor, a numărului și volumului gropilor de gunoi.
• Refacerea pădurilor, combaterea incendiilor din ele, mărirea suprafeței ca modalitate de reducere a concentrației de dioxid de carbon din atmosferă.

Lupta împotriva emisiilor de gaze cu efect de seră este acum în curs nivel international. Au loc summituri mondiale dedicate acestei probleme, se creează documente care vizează organizarea soluție globalăîntrebare. Mulți oameni de știință din întreaga lume caută modalități de a reduce efectul de seră, de a menține echilibrul și viața pe Pământ.

Efectul de seră este întârzierea de către atmosfera Pământului a radiației termice a planetei. Efectul de sera a fost observat de oricare dintre noi: in sere sau sere temperatura este intotdeauna mai mare decat afara. Același lucru se observă la scara Pământului: energia solară, care trece prin atmosferă, încălzește suprafața Pământului, dar energia termică radiată de Pământ nu poate scăpa înapoi în spațiu, deoarece atmosfera Pământului o întârzie, acționând ca polietilena. într-o seră: trece scurt unde luminoase de la Soare la Pământ și întârzie undele lungi termice (sau infraroșii) emise de suprafața Pământului. Există un efect de seră.Efectul de seră apare din cauza prezenței gazelor în atmosfera Pământului care au capacitatea de a întârzia valurile lungi.Ele sunt numite gaze „cu efect de seră” sau „cu efect de seră”.

Gazele cu efect de seră au fost prezente în atmosferă în cantități mici (aproximativ 0,1%) Inca de la inceputuri. Această cantitate a fost suficientă pentru a menține echilibrul termic al Pământului la un nivel adecvat vieții datorită efectului de seră. Acesta este așa-numitul efect de seră natural, dacă nu ar fi acesta, temperatura medie a suprafeței Pământului ar fi de 30 ° C nu +14°C, cum este acum, ci -17°C.

Efectul natural de seră nu amenință nici Pământul, nici umanitatea, deoarece total gazele cu efect de seră s-au menținut la același nivel datorită ciclului naturii, în plus, îi datorăm viața, cu condiția ca echilibrul să nu fie perturbat.

Dar o creștere a concentrației de gaze cu efect de seră în atmosferă duce la o creștere a efectului de seră și o încălcare echilibru termic Pământ. Este exact ceea ce s-a întâmplat în ultimele două secole de dezvoltare a civilizației. Centralele pe cărbune, evacuarea mașinilor, coșurile de fum din fabrici și alte surse de poluare artificiale emit aproximativ 22 de miliarde de tone de gaze cu efect de seră pe an în atmosferă.

Rolul efectului de seră

Starea atmosferei, în special, cantitatea de vapori de apă și dioxid de carbon prezent în ea, are o mare influență asupra climei Pământului. O creștere a concentrației de vapori de apă determină o creștere a tulburării și, în consecință, o scădere a cantității de căldură solară care intră pe suprafață. Și o modificare a concentrației de dioxid de carbon CO 2 din atmosferă determină o slăbire sau o întărire efect de sera, în care dioxidul de carbon absoarbe parțial căldura radiată de Pământ în domeniul infraroșu al spectrului, urmată de reemisia sa în lateral suprafața pământului. Ca urmare, temperatura suprafeței și a straturilor inferioare ale atmosferei crește. Astfel, fenomenul efectului de seră afectează semnificativ atenuarea climei Pământului. În absența ei, temperatura medie a planetei ar fi cu 30-40°C mai mică decât este în realitate și nu ar fi de +15°C, ci de -15°C, sau chiar de -25°C. La astfel de temperaturi medii, oceanele s-ar acoperi foarte repede cu gheață, s-ar transforma în congelatoare uriașe, iar viața pe planetă ar deveni imposibilă. Cantitatea de dioxid de carbon este influențată de mulți factori, printre care principalii sunt activitatea vulcanică și activitatea vitală a organismelor terestre.

Dar cel mai mare impact asupra stării atmosferei și, în consecință, asupra climei Pământului la scară planetară, au factori externi, astronomici, cum ar fi modificări ale curenților. radiatie solara datorită inconsecvenței activității solare și modificărilor parametrilor orbitei pământului. Teoria astronomică a fluctuațiilor climatice a fost creată în anii 20 ai secolului XX. S-a stabilit că o modificare a excentricității orbitei Pământului de la un minim posibil de 0,0163 la un maxim posibil de 0,066 poate duce la o diferență a numărului. energie solara căzând pe suprafața Pământului la afeliu și periheliu, cu 25% pe an. În funcție de dacă Pământul își trece vara sau iarna periheliul (pentru emisfera nordică), o astfel de modificare a fluxului de radiație solară poate duce la o încălzire sau răcire generală a planetei.

Teoria a făcut posibilă calcularea timpului erelor glaciare din trecut. Până la erori în determinarea datelor geologice, vârsta de o duzină de glazură anterioară a coincis cu teoria. De asemenea, vă permite să răspundeți la întrebarea când ar trebui să vină următoarea glazură cea mai apropiată: astăzi trăim într-o eră interglaciară și nu ne amenință în următorii 5000-10000 de ani.

Ce este efectul de seră?

Conceptul de efect de seră a fost format în 1863. Tyndale.

Un exemplu de uz casnic al efectului de seră este încălzirea din interiorul unei mașini atunci când se află la soare ferestre închise. Motivul aici este că lumina soarelui pătrunde prin geamuri și este absorbit de scaune și alte obiecte din cabină. În acest caz, energia luminoasă se transformă în energie termică, obiectele se încălzesc și emit căldură sub formă de radiație infraroșie sau termică. Spre deosebire de lumina, aceasta nu patrunde prin geamuri spre exterior, adica este captata in interiorul masinii. Din acest motiv, temperatura crește. Același lucru se întâmplă și în sere, de la care chiar numele acestui efect, efectul de seră (sau seră Efect). LA Scala globala dioxidul de carbon conținut în aer joacă același rol ca și sticla. Energia luminoasă pătrunde în atmosferă, este absorbită de suprafața pământului, este transformată în ea energie termală, și emis ca radiație infraroșie. Cu toate acestea, dioxidul de carbon și alte gaze, spre deosebire de alte elemente naturale ale atmosferei, îl absorb. În același timp, se încălzește și, la rândul său, încălzește atmosfera în ansamblu. Deci, cu cât conține mai mult dioxid de carbon, cu atât mai mult raze infrarosii va fi absorbit și cu atât va deveni mai cald.

Temperatura și clima cu care suntem obișnuiți este asigurată de concentrația de dioxid de carbon din atmosferă la nivelul de 0,03%. Acum creștem această concentrare și apare o tendință de încălzire.
Când oamenii de știință îngrijorați au avertizat omenirea cu decenii în urmă cu privire la creșterea efectului de seră și la amenințarea încălzirii globale, la început au fost priviți ca bătrâni comici dintr-o comedie veche. Dar în curând nu a fost deloc amuzant. Încălzire globală se întâmplă și foarte repede. Clima se schimbă în fața ochilor noștri: căldură fără precedent în Europa și America de Nord provoacă nu numai atacuri de cord în masă, ci și inundații catastrofale.

La începutul anilor 1960, înghețul de 45°C era obișnuit în Tomsk. În anii 70, căderea termometrului sub 30 ° sub zero a provocat deja confuzie în mintea siberienilor. ultimul deceniu ne sperie din ce in ce mai putin cu asa frig. Dar cele mai puternice uragane care distrug acoperișurile caselor, sparg copaci, rup liniile electrice au devenit norma. Chiar și acum 25 de ani în Regiunea Tomsk astfel de evenimente erau foarte rare! A convinge pe cineva că încălzirea globală a devenit un fapt nu mai este suficient să te uiți la rapoartele de presă, interne și internaționale. Secete severe, inundații monstruoase, vânturi cu forță de uragan, furtuni fără precedent - acum toți am devenit martori involuntari ai acestor fenomene. LA anul trecut in Ucraina este o caldura fara precedent, sunt averse tropicale care duc la inundatii devastatoare.

activitatea umană în începutul XXI secolul conduce la o creștere rapidă a concentrației de poluanți în atmosferă, ceea ce amenință cu distrugerea stratului său de ozon și schimbare bruscă clima, în special încălzirea globală. Pentru a reduce amenințarea globală criza ecologica este necesară reducerea semnificativă a emisiilor de gaze nocive în atmosferă peste tot. Responsabilitatea pentru reducerea acestor emisii ar trebui împărțită între toți membrii comunității mondiale, care diferă semnificativ în multe privințe: nivelul dezvoltare industriala, sursa de venit, structura socialași orientare politică. Din cauza acestor diferențe, se pune inevitabil întrebarea în ce măsură guvern national trebuie să controleze emisiile în aer. Dezbaterea acestei probleme este sporită de faptul că nu s-a ajuns încă un acord cu privire la problema impactului asupra mediului al efectului de seră în creștere. Cu toate acestea, există o înțelegere din ce în ce mai mare a faptului că, având în vedere amenințarea încălzirii globale, cu toate acestea consecințe devastatoare prescripţie emisii nociveîn atmosferă devine o prioritate de vârf.

Inainte de amenințare reală zonele de coastă ale Mării Azov și Mării Negre dispar. Inundațiile catastrofale cu care avem deja de-a face vor avea loc și ele mult mai frecvent. De exemplu, barajele Niprului, în special barajul Kievului, au fost construite ținând cont de cele mai devastatoare inundații care au avut loc vreodată pe Nipru.

Creșterea rapidă a emisiilor industriale și a altor poluanți atmosferici a dus la o creștere dramatică a efectului de seră și a concentrației de gaze care distrug strat de ozon. De exemplu, de la începutul revoluției industriale, concentrația de CO 2 în atmosferă a crescut cu 26%, mai mult de jumătate din creștere având loc de la începutul anilor 1960. Concentrația diferitelor cloruri gazoase, epuizând în primul rând stratul de ozon clorofluorocarburi (CFC), în doar 16 ani (din 1975 până în 1990) a crescut cu 114%. Nivelul de concentrație al unui alt gaz implicat în crearea efectului de seră, metanul CH 4 , a crescut cu 143% de la începutul revoluției industriale, incluzând aproximativ 30% din această creștere de la începutul anilor 1970. Până la luarea unor măsuri urgente la nivel internațional, creșterea rapidă a populației și creșterea veniturilor acesteia vor fi însoțite de o accelerare a concentrației acestor substanțe chimice.

Anii 1980 au fost cel mai cald deceniu de când a început înregistrarea meticuloasă a datelor meteo. Șapte dintre cei mai tari ani înregistrati au fost în 1980, 1981, 1983, 1987, 1988, 1989 și 1990, 1990 fiind cel mai fierbinte înregistrat. Cu toate acestea, până acum, oamenii de știință nu pot spune cu siguranță dacă o astfel de încălzire a climei este o tendință sub influența efectului de seră sau dacă acestea sunt doar fluctuații naturale, naturale. La urma urmei, clima a mai experimentat schimbări și fluctuații similare. În cursul ultimului milion de ani, au existat opt ​​așa-numitele ere glaciare, când un covor de gheață uriaș a ajuns la latitudinile Kievului în Europa și New York-ului în America. Ultima epocă glaciară s-a încheiat cu aproximativ 18 mii de ani în urmă, iar la acel moment temperatura medie era cu 5 ° mai mică decât acum. În consecință, nivelul oceanului mondial a fost cu 120 m mai jos decât cel actual.

În timpul ultimului epoca de gheata conținutul de CO 2 din atmosferă a scăzut la 0,200, în timp ce pentru ultimele două perioade de încălzire a fost de 0,280. Așa era la începutul secolului al XIX-lea. Apoi a început treptat să crească și a atins valoarea actuală de aproximativ 0,347. Rezultă că în cei 200 de ani care au trecut de la începutul Revoluției Industriale, controlul natural asupra conținutului de dioxid de carbon din atmosferă printr-un ciclu închis între atmosferă, ocean, vegetație și procesele de descompunere organică și anorganică a fost extrem de important. încălcat.

Încă nu este clar dacă acești parametri ai încălzirii climatice sunt cu adevărat semnificativi din punct de vedere static. De exemplu, unii cercetători notează că datele care caracterizează încălzirea climatică sunt semnificativ mai mici decât cele calculate folosind previziunile computerizate bazate pe datele privind nivelul emisiilor din anii precedenți. Oamenii de știință știu că unele tipuri de poluanți pot încetini procesul de încălzire prin reflectarea în interior spaţiu raze ultraviolete. Așadar, întrebarea dacă există o schimbare treptată a climei sau dacă aceste schimbări sunt temporare, mascând impactul pe termen lung al creșterii efectului de seră și epuizării stratului de ozon, este discutabilă. Deși la nivel statistic există puține dovezi că încălzirea climatică este o tendință durabilă, totuși, o evaluare a potențialului consecințe catastrofaleÎncălzirea globală a stârnit apeluri larg răspândite pentru acțiuni preventive.

O altă manifestare importantă a încălzirii globale este încălzirea oceanelor. În 1989 A. Strong din Administratia Nationala Cercetarea atmosferică și oceanică a raportat: „Măsurătorile temperaturii suprafeței oceanului luate de la sateliți între 1982 și 1988 arată că oceanele lumii se încălzesc treptat, dar vizibil, cu aproximativ 0,1°C pe an”. Acest lucru este extrem de important deoarece, datorită capacității lor colosale de căldură, oceanele reacționează cu greu la schimbările climatice aleatorii. Tendința observată spre încălzirea lor dovedește gravitatea problemei.

Apariția efectului de seră:

Cauza evidentă a efectului de seră este utilizarea purtătorilor de energie tradiționali de către industrie și șoferi. Motive mai puțin evidente includ defrișarea, reciclarea și exploatarea cărbunelui. Clorofluorocarburile (CFC), dioxidul de carbon CO 2 , metanul CH 4 , oxizii de sulf și azot contribuie semnificativ la creșterea efectului de seră.

Cu toate acestea, dioxidul de carbon joacă încă cel mai mare rol în acest proces, deoarece are o durată relativ lungă ciclu de viațăîn atmosferă și în toate țările, volumele sale sunt în continuă creștere. Sursele de CO 2 pot fi împărțite în două mari categorii: producția industrială și altele, care reprezintă 77%, respectiv 23% din volumul total al emisiilor sale în atmosferă. Întregul grup de țări în curs de dezvoltare (aproximativ 3/4 din populația lumii) reprezintă mai puțin de 1/3 volum total emisii industriale de CO 2 . Dacă China este exclusă din acest grup de țări, această cifră va scădea la aproximativ 1/5. Deoarece țările mai bogate au niveluri mai ridicate de venit și, în consecință, consumul este mai mare, cantitatea de emisii nocive în atmosferă pe cap de locuitor este mult mai mare. De exemplu, emisiile pe cap de locuitor din Statele Unite ale Americii sunt de peste 2 ori mai mari decât media europeană, de 19 ori mai mari decât media africană și de 25 de ori mai mult decât cea corespunzătoare pentru India. Cu toate acestea, recent, în țările dezvoltate (în special, în SUA), a existat o tendință de a reduce treptat efectele nocive pentru mediu inconjuratorși populația de producție și transferarea acesteia la mai puțin tarile dezvoltate. Astfel, guvernul SUA este preocupat de menținerea unei condiții favorabile situația de mediuîn țara lor, păstrându-și în același timp bunăstarea economică.

Deși ponderea țărilor lumii a treia în emisiile industriale de CO 2 este relativ mică, acestea reprezintă aproape toate celelalte emisii ale sale în atmosferă. Motivul principal pentru aceasta este utilizarea tehnicilor de ardere a pădurilor pentru a implica noi terenuri în circulația agricolă. Indicatorul pentru volumul emisiilor în atmosferă din acest articol se calculează după cum urmează: se presupune că întregul volum de CO 2 conținut în plante, atunci când este ars, intră în atmosferă. Se estimează că defrișările reprezintă 25% din toate emisiile atmosferice. Probabil mai mult valoare mai mare are faptul că în procesul defrișării sursa este distrusă oxigenul atmosferic. Pădurile tropicale tropicale sunt mecanism important auto-vindecarea ecosistemului, deoarece copacii absorb dioxid de carbon și eliberează oxigen în timpul fotosintezei. Distrugere pădure tropicală reduce capacitatea mediului de a absorbi dioxidul de carbon. Astfel, este tocmai caracteristicile procesului de cultivare a terenului în tari in curs de dezvoltare determina o contribuție atât de semnificativă a acestora din urmă la creșterea efectului de seră.

În biosfera naturală, conținutul de dioxid de carbon din aer a fost menținut la același nivel, deoarece aportul acestuia a fost egal cu eliminarea acestuia. Acest proces a fost determinat de ciclul carbonului, în timpul căruia cantitatea de dioxid de carbon extrasă din atmosferă de plantele fotosintetice este compensată prin respirație și ardere. În prezent, oamenii deranjează în mod activ acest echilibru prin tăierea pădurilor și utilizarea combustibililor fosili. Arderea fiecărei kilograme din acesta (cărbune, petrol și gaze naturale) produce aproximativ trei kilograme, sau 2 m 3, de dioxid de carbon (greutatea este triplată, deoarece fiecare atom de carbon al combustibilului în procesul de ardere și transformare în dioxid de carbon se atașează doi atomi de oxigen). Formula chimica arderea carbonului arată astfel:

C + O 2 → CO 2

În fiecare an, se ard aproximativ 2 miliarde de tone de combustibili fosili, ceea ce înseamnă că aproape 5,5 miliarde de tone de dioxid de carbon intră în atmosferă. Aproximativ 1,7 miliarde de tone mai ajung acolo din cauza reducerii și arderii pădurilor tropicale și a oxidării. materie organică sol (humus). În acest sens, oamenii încearcă să reducă pe cât posibil emisiile de gaze nocive în atmosferă, încercând să găsească noi modalități de a-și satisface nevoile tradiționale. Un exemplu interesant acest lucru poate fi servit prin dezvoltarea de noi aparate de aer condiționat, ecologice. Aparatele de aer condiționat joacă un rol semnificativ în apariția „efectului de seră”. Utilizarea lor duce la o creștere a emisiilor vehiculelor. La aceasta trebuie adăugată o pierdere uşoară, dar inevitabilă, de lichid de răcire, care scapă la presiune mare, de exemplu, prin etanşările la joncţiunea furtunurilor. Acest agent frigorific are același impact asupra climei ca și alte gaze cu efect de seră. Prin urmare, cercetătorii au început să caute un lichid de răcire ecologic. Hidrocarburile cu proprietăți bune de răcire nu pot fi utilizate din cauza inflamabilității lor ridicate. Prin urmare, alegerea oamenilor de știință a căzut pe dioxidul de carbon. CO 2 este un constituent natural al aerului. CO 2 necesar pentru aer condiționat apare ca un produs secundar al multor procese industriale. În plus, pentru CO 2 natural nu este necesară crearea unei întregi infrastructuri pentru întreținere și procesare. CO 2 este ieftin și poate fi găsit în toată lumea.

Dioxidul de carbon a fost folosit ca agent de răcire în ultimul secol pentru pescuit. În anii 1930, CO2 a fost înlocuit cu substanțe sintetice și nocive pentru mediu. Ei au făcut posibilă utilizarea unei tehnici mai simple la presiune ridicată. Oamenii de știință dezvoltă componente pentru un sistem complet nou de răcire care utilizează CO 2 . Acest sistem include compresor, răcitor de gaz, expander, evaporator, colector și schimbător de căldură intern. Necesar pentru CO2 presiune ridicata având în vedere materiale mai avansate decât înainte, nu prezintă un mare pericol. În ciuda rezistenței crescute la presiune, noile componente sunt comparabile ca dimensiune și greutate cu unitățile convenționale. Testele unui nou aparat de aer condiționat de mașină arată că utilizarea dioxidului de carbon ca agent frigorific poate reduce emisiile de gaze cu efect de seră cu o treime.

O creștere constantă a cantității de combustibili fosili arse (cărbune, petrol, gaz, turbă etc.) duce la creșterea concentrației de CO 2 în aerul atmosferic(la începutul secolului al XX-lea - 0,029%, astăzi - 0,034%). Prognozele arată că la mijloc XXI secolul, conținutul de CO 2 se va dubla, ceea ce va duce la o creștere bruscă a efectului de seră, iar temperatura de pe planetă va crește. Vor apărea încă două probleme periculoase: topirea rapidă a ghețarilor din Arctica și Antarctica, „permafrostul” tundrei și creșterea nivelului Oceanului Mondial. Astfel de schimbări vor fi însoțite de schimbările climatice, care sunt chiar greu de prevăzut. Prin urmare, problema nu este doar efectul de seră, ci și acesta crestere artificiala, generat activitate umana, modificând conținutul optim de gaze cu efect de seră din atmosferă. Activitatea umană industrială duce la o creștere vizibilă a acestora și la apariția unei disproporții amenințătoare. Dacă omenirea nu poate accepta măsuri eficiente pentru a limita emisiile de gaze cu efect de seră și pentru a conserva pădurile, temperatura, potrivit ONU, va crește cu încă 3° în 30 de ani. O soluție la problemă este sursele de energie curată care nu ar adăuga dioxid de carbon și un numar mare căldură în atmosferă. De exemplu, instalațiile solare mici sunt deja folosite cu succes, consumând căldură solară în loc de combustibil.

Philippe de Saussure a făcut odată un experiment: a expus la soare un pahar acoperit cu un capac, după care a măsurat temperatura din interiorul paharului și din exterior. Temperatura din interior și din exterior a fost diferită - într-un pahar închis era puțin mai cald. Puțin mai târziu, în 1827, fizicianul Joseph Fourier a emis ipoteza că sticla de pe pervaz ar putea servi drept model al planetei noastre - același lucru se întâmplă și sub straturile atmosferei.

Și s-a dovedit a avea dreptate, acum fiecare școlar a auzit cel puțin o dată termenul „efect de seră”, asta se întâmplă cu Pământul acum, ce ni se întâmplă acum. Problema efectului de seră este una dintre problemele globale de mediu care poate duce la pagube catastrofale asupra planetei noastre, florei și faunei acesteia. De ce este periculos efectul de seră? Care sunt cauzele și consecințele sale? Există modalități de a rezolva această problemă?

Definiție

Efectul de seră - o creștere a temperaturii suprafeței pământului și a aerului, care implică schimbări ale climei. Cum se întâmplă asta?

Imaginați-vă că suntem în același pahar pe pervazul ferestrei din laboratorul lui Philippe de Saussure. Vremea este caldă afară, razele soarelui care cad pe sticlă pătrund prin sticlă, încălzindu-i fundul. La rândul său, eliberează energia absorbită sub formă de radiație infraroșie în aerul din interiorul sticlei, încălzindu-l astfel. Radiatii infrarosii nu poate trece înapoi prin pereți, lăsând căldură înăuntru. Temperatura din interiorul paharului crește și ne încingem.

In cazul scarii planetei Pamant totul functioneaza putin mai complicat, in conditiile in care in loc de sticla avem straturi ale atmosferei si, impreuna cu raze de soare Efectul de seră este creat de mulți alți factori.

Cauzele efectului de seră

Activitatea umană este unul dintre principalii factori în formarea efectului de seră. Este de remarcat faptul că efectul de seră a existat cu câteva secole înainte progres tehnic și industrial dar în sine nu reprezintă nicio amenințare. Cu toate acestea, cu poluarea aerului de la fabrici, emisiile Substanțe dăunătoare, precum și arderea cărbunelui, petrolului și gazelor, situația s-a înrăutățit. Dioxidul de carbon și alți compuși periculoși formați în același timp contribuie nu numai la creșterea bolilor oncologice în rândul populației, ci și la creșterea temperaturii aerului.

Mașini și camioane contribuie, de asemenea, la cocktailul de substanțe nocive emise în aer, sporind astfel efectul de seră.

suprapopulare face ca mașina de consum și cerere să funcționeze mai productiv: se deschid noi fabrici, ferme de creștere a vitelor, se produc mai multe mașini, crescând presiunea asupra atmosferei de sute de ori. Natura însăși ne oferă una dintre soluții – spații forestiere nesfârșite care pot purifica aerul și pot reduce nivelul de dioxid de carbon din atmosferă. Cu toate acestea, o persoană în număr mare taie paduri.

În industria agricolă, în marea majoritate a cazurilor, fertilizatori chimici, contribuind la eliberarea de azot - unul dintre gazele cu efect de seră. Există agricultura ecologică, despre care puteți citi aici. Este absolut inofensiv pentru atmosfera Pământului, deoarece folosește doar îngrășăminte naturale, dar, din păcate, procentul unor astfel de ferme este extrem de mic pentru a „acoperi” fermele agricole neecologice cu activitățile lor.

În același timp, gropile uriașe de gunoi contribuie la creșterea gazelor cu efect de seră, unde gunoiul uneori se aprinde spontan sau putrezește foarte mult timp, eliberând aceleași gaze cu efect de seră.

Consecințele efectului de seră

O creștere nenaturală a temperaturii atrage după sine o schimbare a climei zonei și, în consecință, dispariția multor reprezentanți ai florei și faunei care nu sunt adaptați la climatul dat. unu problema ecologica dă naștere altuia – epuizarea speciei.

De asemenea, fiind în condițiile unei „bai de aburi”, ghețarii sunt „depozite” colosale de apă dulce! - se topește încet, dar sigur. Din această cauză, nivelul Oceanului Mondial va crește, ceea ce înseamnă că va inunda zonele de coastă, iar suprafața de uscat va scădea.

Unii ecologisti prevăd că nivelul Oceanului Mării, dimpotrivă, va scădea, iar în 200 de ani. Se va usca încet sub influență temperatura ridicata. Nu numai că temperatura aerului va crește, ci și temperatura apei, ceea ce înseamnă că multe organisme ale căror sistem de viață atât de fin organizată încât scăderile de temperatură de 1-2 grade sunt fatale pentru ea. De exemplu, recife întregi de corali se sting deja, transformându-se în grămezi de depozite moarte.

Impactul asupra sănătății umane nu trebuie ignorat. O creștere a temperaturii aerului contribuie la răspândirea activă a unor astfel de viruși care pun viața în pericol precum Ebola, boala somnului, gripa aviară, febra galbenă, tuberculoza etc. Decesul din deshidratare și insolație va crește.

Soluții

În ciuda faptului că problema este globală, soluția ei constă în mai multe actiuni simple. Dificultatea este că ar trebui să le execute cât mai mulți oameni.

6. A educa rudele, prietenii și cunoștințele, pentru a educa la copii nevoia de a avea grijă de natură. La urma urmei, orice problemă poate fi rezolvată acționând împreună.

Problema efectului de seră este deosebit de relevantă în secolul nostru, când distrugem pădurile pentru a construi o altă fabrică industrială, iar mulți dintre noi nu ne putem imagina viața fără mașină. Noi, ca și struții, ne ascundem capul în nisip, fără să observăm răul din activitățile noastre. Între timp, efectul de seră se intensifică și duce la catastrofe globale.

Fenomenul efectului de seră există încă de la apariția atmosferei, deși nu a fost atât de vizibil. Cu toate acestea, studiul său a început cu mult înainte utilizare activă mașini și.

Scurtă definiție

Efectul de seră este o creștere a temperaturii straturilor inferioare ale atmosferei planetei datorită acumulării de gaze cu efect de seră. Mecanismul său este următorul: razele soarelui pătrund în atmosferă, încălzesc suprafața planetei.

Radiație termala, care vine de la suprafață, ar trebui să se întoarcă în spațiu, dar atmosfera inferioară este prea densă pentru a putea pătrunde. Motivul pentru aceasta sunt gazele cu efect de seră. Razele de căldură persistă în atmosferă, crescând temperatura acesteia.

Istoria cercetării efectului de seră

Pentru prima dată au început să vorbească despre fenomen în 1827. Apoi a apărut un articol de Jean Baptiste Joseph Fourier „Notă despre temperaturi globulși alte planete”, unde și-a conturat în detaliu ideile sale despre mecanismul efectului de seră și motivele apariției acestuia pe Pământ. În cercetările sale, Fourier s-a bazat nu numai pe propriile sale experimente, ci și pe judecățile lui M. De Saussure. Acesta din urmă a efectuat experimente cu un vas de sticlă înnegrit din interior, închis și plasat sub lumina soarelui. Temperatura în interiorul vasului era mult mai ridicată decât în ​​exterior. Acest lucru se datorează unui astfel de factor: radiația termică nu poate trece prin sticla întunecată, ceea ce înseamnă că rămâne în interiorul recipientului. În același timp, lumina soarelui pătrunde cu îndrăzneală prin pereți, deoarece exteriorul vasului rămâne transparent.

Formule multiple

energie totală radiatie solara absorbit pe unitatea de timp de o planetă cu raza R și albedo sferic A este:

E = πR2 ( E_0 peste R2) (1 – A),

unde E_0 este constanta solară și r este distanța până la Soare.

În conformitate cu legea Stefan-Boltzmann, radiația termică de echilibru L a unei planete cu raza R, adică aria suprafeței radiante 4πR2:

L=4πR2 σTE^4,

unde este TE temperatura efectivă planete.

Cauze

Natura fenomenului se explică prin transparența diferită a atmosferei pentru radiațiile din spațiu și de pe suprafața planetei. Atmosfera planetei este transparentă pentru razele soarelui, ca sticla și, prin urmare, trec ușor prin ea. Iar pentru radiațiile termice, straturile inferioare ale atmosferei sunt „impenetrabile”, prea dense pentru a trece prin ele. De aceea, o parte din radiația termică rămâne în atmosferă, coborând treptat către straturile sale cele mai de jos. În același timp, cantitatea de gaze cu efect de seră care condensează atmosfera este în creștere.

Înapoi la școală, am fost învățați că principala cauză a efectului de seră este activitatea umană. Evoluția ne-a condus către industrie, ardem tone de cărbune, petrol și gaze, obținem combustibil, consecința acestui lucru este eliberarea de gaze și substanțe cu efect de seră în atmosferă. Printre acestea se numără vaporii de apă, metanul, dioxidul de carbon, oxidul de azot. De ce sunt numite așa este de înțeles. Suprafața planetei este încălzită de razele soarelui, dar neapărat „dacă” o parte din căldură înapoi. Radiația termică care vine de la suprafața Pământului se numește infraroșu.

Gazele cu efect de seră din partea inferioară a atmosferei împiedică razele de căldură să revină în spațiu, întârzindu-le. Ca urmare, temperatura medie a planetei este în creștere, ceea ce duce la consecințe periculoase.

Nu există cu adevărat nimic care să poată regla cantitatea de gaze cu efect de seră din atmosferă? Desigur că se poate. Oxigenul face bine treaba asta. Dar iată problema - numărul populației planetei crește inexorabil, ceea ce înseamnă că tot mai mult oxigen este absorbit. Singura noastră mântuire este vegetația, în special pădurile. Absorb excesul de dioxid de carbon, emit mult cantitate mare oxigen decât îl consumă oamenii.

Efectul de seră și clima Pământului

Când vorbim despre consecințele efectului de seră, înțelegem impactul acestuia asupra climei Pământului. Prima este încălzirea globală. Mulți echivalează conceptele de „efect de seră” și „încălzire globală”, dar nu sunt egale, ci interdependente: primul este cauza celui de-al doilea.

Încălzirea globală este direct legată de oceane. Iată un exemplu de două relații cauzale.

1. Temperatura medie a planetei crește, lichidul începe să se evapore. Acest lucru este valabil și pentru Oceanul Mondial: unii oameni de știință se tem că în câteva sute de ani va începe să „se usuce”.
2. În același timp, din cauza temperaturilor ridicate, ghețarilor și gheață de mare va începe să se topească activ în viitorul apropiat. Acest lucru va duce la o creștere inevitabilă a nivelului Oceanului Mondial.

Vedem deja inundații regulate în zonele de coastă, dar dacă nivelul Oceanului Mondial crește semnificativ, toate zonele de uscat din apropiere vor fi inundate, recoltele vor muri.

Impact asupra vieții oamenilor

Nu uitați că creșterea temperaturii medii a Pământului ne va afecta viața. Consecințele pot fi foarte grave. Multe teritorii ale planetei noastre, deja predispuse la secetă, vor deveni absolut neviabile, oamenii vor începe să migreze în masă în alte regiuni. Acest lucru va duce inevitabil la probleme socio-economice, la începutul celui de-al treilea și al patrulea război mondial. Lipsa hranei, distrugerea recoltelor - asta ne așteaptă în secolul următor.

Dar este necesar să așteptați? Sau mai e posibil sa schimbi ceva? Poate omenirea să reducă daunele cauzate de efectul de seră?

Acțiuni care pot salva Pământul

Până în prezent, toți factorii nocivi care duc la acumularea de gaze cu efect de seră sunt cunoscuți și știm ce trebuie făcut pentru a o opri. Să nu credeți că o persoană nu va schimba nimic. Desigur, doar întreaga umanitate poate obține un efect, dar cine știe - poate încă o sută de oameni citesc un articol similar în acel moment?

Conservarea pădurilor

Opriți defrișările. Plantele sunt salvarea noastră! În plus, este necesar nu numai conservarea pădurilor existente, ci și plantarea activă a altora noi.

Toată lumea ar trebui să înțeleagă această problemă.

Fotosinteza este atât de puternică încât ne poate furniza o cantitate imensă de oxigen. Este suficient pentru viata normala oameni și elimină gazele nocive din atmosferă.

Utilizarea vehiculelor electrice

Refuzul de a folosi mașini cu combustibil. Fiecare mașină evidențiază o cantitate mare gaze cu efect de seră pe an, așa că de ce să nu optezi pentru un mediu mai sănătos? Oamenii de știință ne oferă deja vehicule electrice – mașini ecologice care nu folosesc combustibil. Minus mașina „combustibil” - încă un pas către eliminarea gazelor cu efect de seră. Peste tot în lume se încearcă să accelereze această tranziție, dar până acum evoluțiile actuale ale unor astfel de mașini sunt departe de a fi perfecte. Chiar și în Japonia, unde există cea mai mare utilizare a unor astfel de mașini, acestea nu sunt pregătite să treacă complet la utilizarea lor.

Alternativă la combustibilul cu hidrocarburi

Invenţie Energie alternativa. Omenirea nu stă pe loc, așa că de ce suntem „blocați” în folosirea cărbunelui, petrolului și gazului? Arderea acestora ingrediente naturale duce la acumularea de gaze cu efect de seră în atmosferă, așa că este timpul să trecem la ecologic aspect curat energie.

Nu putem abandona complet tot ce emite gaze nocive. Dar putem contribui la o creștere a oxigenului din atmosferă. Nu numai un barbat adevarat trebuie să planteze un copac - fiecare persoană trebuie să facă asta!

Care este cel mai important lucru în rezolvarea oricărei probleme? Nu închide ochii la ea. S-ar putea să nu observăm răul din cauza efectului de seră, dar generațiile viitoare vor observa cu siguranță. Putem opri arderea cărbunelui și petrolului, a păstra vegetația naturală a planetei, a refuza masina obisnuitaîn favoarea ecologică - și toate pentru ce? Pentru ca Pământul nostru să existe după noi.