domov Država

Bistvo in nevarnosti, ki jih ustvarja učinek tople grede. Globalno segrevanje in učinek tople grede

Povprečna površinska temperatura Zemlje (ali drugega planeta) se poveča zaradi prisotnosti atmosfere.

Vrtnarji dobro poznajo ta fizikalni pojav. Notranjost rastlinjaka je vedno toplejša od zunanjosti, kar pripomore k rasti rastlin, zlasti v hladni sezoni. Morda boste občutili podoben učinek, ko ste v avtu. Razlog za to je, da Sonce s površinsko temperaturo okoli 5000°C oddaja predvsem vidno svetlobo – del elektromagnetnega spektra, na katerega so občutljive naše oči. Ker je ozračje večinoma prosojno za vidno svetlobo, sončno sevanje zlahka prodre do Zemljine površine. Steklo je tudi prozorno za vidno svetlobo, zato sončni žarki prehajajo skozi rastlinjak, njihovo energijo pa absorbirajo rastline in vsi predmeti v notranjosti. Nadalje, po Stefan-Boltzmannovem zakonu vsak predmet oddaja energijo v nekem delu elektromagnetnega spektra. Objekti s temperaturo okoli 15°C – povprečna temperatura na površju Zemlje – oddajajo energijo v infrardečem območju. Tako predmeti v rastlinjaku oddajajo infrardeče sevanje. Vendar pa infrardeče sevanje ne more enostavno preiti skozi steklo, zato se temperatura v rastlinjaku dvigne.

Planet s stabilno atmosfero, kot je Zemlja, doživi približno enak učinek – v svetovnem merilu. Za vzdrževanje konstantne temperature mora Zemlja sama oddajati toliko energije, kot jo absorbira iz vidne svetlobe, ki jo proti nam oddaja Sonce. Ozračje služi kot steklo v rastlinjaku – ni tako prozorno za infrardeče sevanje kot za sončno svetlobo. Molekule različnih snovi v ozračju (najpomembnejši med njimi sta ogljikov dioksid in voda) absorbirajo infrardeče sevanje in delujejo kot toplogredni plini. Tako infrardeči fotoni, ki jih oddaja zemeljsko površje, ne gredo vedno neposredno v vesolje. Nekatere od njih absorbirajo molekule toplogrednih plinov v ozračju. Ko te molekule ponovno oddajajo energijo, ki so jo absorbirale, jo lahko oddajajo navzven v vesolje in navznoter, nazaj proti površju Zemlje. Prisotnost takih plinov v ozračju ustvarja učinek pokrivanja Zemlje z odejo. Ne morejo preprečiti uhajanja toplote navzven, vendar pa omogočajo, da ostane toplota dlje časa blizu površine za dolgo časa, zato je zemeljsko površje veliko toplejše, kot bi bilo, če plinov ne bi bilo. Brez vzdušja povprečna temperatura površina bi bila -20°C, kar je precej pod zmrziščem vode.

Pomembno je razumeti, da je učinek tople grede na Zemlji vedno obstajal. Brez učinka tople grede, ki ga povzroča prisotnost ogljikovega dioksida v ozračju, bi oceani že zdavnaj zamrznili in višje oblike življenja se ne bi pojavile. Trenutno poteka znanstvena razprava o učinku tople grede globalno segrevanje: Ali ljudje preveč motimo energetsko ravnovesje planeta s kurjenjem fosilnih goriv in drugimi gospodarskimi dejavnostmi ter dodajanjem prevelikih količin ogljikovega dioksida v ozračje? Danes se znanstveniki strinjajo, da smo odgovorni za povečanje naravnega učinka tople grede za več stopinj.

Učinek tople grede se ne pojavlja samo na Zemlji. Pravzaprav je najmočnejši učinek tople grede, kar jih poznamo, na našem sosednjem planetu Veneri. Ozračje Venere je skoraj v celoti sestavljeno iz ogljikovega dioksida, zaradi česar se površina planeta segreje na 475 ° C. Klimatologi menijo, da smo se takšni usodi izognili zahvaljujoč prisotnosti oceanov na Zemlji. Oceani absorbirajo atmosferski ogljik in ta se kopiči v kamninah, kot je apnenec – in tako odstranjuje ogljikov dioksid iz ozračja. Na Veneri ni oceanov in ves ogljikov dioksid, ki ga vulkani izpustijo v ozračje, ostane tam. Posledično opazujemo na Veneri neobvladljiv Učinek tople grede.

Mehanizem učinka tople grede je naslednji. Sončne žarke, ki dosežejo Zemljo, absorbira površina tal, rastlinje, vodna površina itd. Segrete površine ponovno sproščajo toplotno energijo v ozračje, vendar v obliki dolgovalovnega sevanja.

Atmosferski plini (kisik, dušik, argon) ne absorbirajo toplotnega sevanja iz zemeljsko površje, vendar ga razblinite. Vendar pa se zaradi izgorevanja fosilnih goriv in drugih proizvodnih procesov v ozračju kopičijo: ogljikov dioksid, ogljikov monoksid, različni ogljikovodiki (metan, etan, propan itd.), ki se ne razpršijo, ampak absorbirajo toploto. sevanje, ki prihaja z zemeljske površine. Zaslon, ki nastane na ta način, vodi do pojava učinka tople grede - globalnega segrevanja.

Prisotnost teh plinov poleg učinka tople grede povzroča nastanek t.i fotokemični smog. Hkrati pa zaradi fotokemičnih reakcij ogljikovodiki tvorijo zelo strupene produkte - aldehide in ketone.

Globalno segrevanje je ena najpomembnejših posledic antropogenega onesnaževanja biosfere. Kaže se tako v podnebnih spremembah kot v bioti: proizvodnem procesu v ekosistemih, premikih meja rastlinskih tvorb, spremembah pridelka. Še posebej močne spremembe lahko prizadenejo visoke in srednje zemljepisne širine. Tu se bo temperatura ozračja po napovedih najizraziteje povišala. Narava teh območij je še posebej občutljiva na različne vplive in se izredno počasi obnavlja.

Zaradi segrevanja se bo območje tajge premaknilo proti severu za približno 100-200 km. Dvig morske gladine zaradi segrevanja (taljenje ledu in ledenikov) lahko doseže do 0,2 m, kar bo povzročilo poplavljanje ustij velikih, predvsem sibirskih rek.

Na redni konferenci držav pogodbenic konvencije o preprečevanju sprememba podnebja Ponovno se je potrdila potreba po usklajenem mednarodnem delovanju za rešitev tega problema. V skladu s konvencijo so se industrializirane države in države z gospodarstvom v tranziciji zavezale k stabilizaciji proizvodnje toplogrednih plinov. Države, vključene v Evropska unija, so v svoje nacionalne programe vključile določbe o zmanjšanju izpustov ogljikovega dioksida za 20 % do leta 2005.

Leta 1997 je bil podpisan kjotski (Japonska) sporazum, po katerem so se razvite države zavezale, da bodo do leta 2000 izpuste toplogrednih plinov stabilizirale na ravni iz leta 1990.

Po tem pa so se izpusti toplogrednih plinov celo povečali. K temu je pripomogel izstop ZDA iz Kjotskega sporazuma leta 2001. Tako je bilo ogroženo izvajanje tega sporazuma, saj je bila kršena kvota, potrebna za uveljavitev tega sporazuma.

V Rusiji so zaradi splošnega upada proizvodnje leta 2000 izpusti toplogrednih plinov znašali 80 % ravni iz leta 1990. Zato je Rusija leta 2004 ratificirala Kjotski sporazum, ki mu je dal pravni status. Sedaj (2012) je ta sporazum v veljavi, pridružile so se mu tudi druge države (npr. Avstralija), vendar ostajajo odločitve kjotskega sporazuma neizpolnjene. Vendar se boj za izvajanje kjotskega sporazuma nadaljuje.

Eden najbolj znanih borcev proti globalnemu segrevanju je nekdanji podpredsednik ZDA A. Gore. Po porazu na predsedniških volitvah leta 2000 se je posvetil boju proti globalnemu segrevanju. "Rešite svet, preden bo prepozno!" - to je njegov slogan. Oborožen s kompletom diapozitivov je potoval po svetu in razlagal znanstvene in politične vidike globalnega segrevanja ter morebitne resne posledice v bližnji prihodnosti, če se povečanje izpustov ogljikovega dioksida, ki ga povzroča človekova dejavnost, ne bo zajezilo.

A. Gore je veliko pisal znana knjiga»Neprijetna resnica. Globalno segrevanje, kako ustaviti planetarno katastrofo.« V njem prepričano in pravično piše: »Včasih se zdi, da se naša podnebna kriza premika počasi, v resnici pa se dogaja zelo hitro in postaja prava planetarna nevarnost. In da premagamo grožnjo, moramo najprej priznati dejstvo, da obstaja. Zakaj se zdi, da naši voditelji ne slišijo tako glasnih opozoril o nevarnosti? Upirajo se resnici, ker bodo v trenutku, ko bodo priznali, soočeni z moralno dolžnostjo ukrepati. Ali je preprosto bolj priročno ignorirati opozorilo o nevarnosti? Morda, a neprijetna resnica ne izgine samo zato, ker je ne opazijo.«

Leta 2006 je za knjigo prejel ameriško literarno nagrado. Ustvarjeno iz knjige dokumentarec « Neprijetna resnica" z A. Gore in glavna vloga. Film je leta 2007 prejel oskarja in bil uvrščen v kategorijo "To bi morali vedeti vsi". Istega leta je bil nagrajen A. Gore (skupaj s skupino strokovnjakov IPCC). Nobelova nagrada svetu za svoje delo na področju varstva okolja in raziskav podnebnih sprememb.

Trenutno A. Gore aktivno nadaljuje boj proti globalnemu segrevanju, saj je samostojni svetovalec Medvladnega odbora za podnebne spremembe (IPCC), ki sta ga ustanovila Svetovna meteorološka organizacija (WMO) in Program Združenih narodov za okolje (UNEP).

Globalno segrevanje in učinek tople grede

Že leta 1827 je francoski fizik J. Fourier predlagal, da zemeljska atmosfera opravlja funkcijo stekla v rastlinjaku: zrak prepušča sončno toploto skozi, ne dovoli pa ji, da izhlapi nazaj v vesolje. In imel je prav. Ta učinek je dosežen zaradi nekaterih atmosferskih plinov, kot sta vodna para in ogljikov dioksid. Prepuščajo vidno in »bližnjo« infrardečo svetlobo, ki jo oddaja Sonce, absorbirajo pa »daleč« infrardeče sevanje, ki nastane pri segrevanju zemeljske površine s sončnimi žarki in ima nižjo frekvenco (slika 12).

Leta 1909 je švedski kemik S. Arrhenius prvi poudaril ogromno vlogo ogljikovega dioksida kot regulatorja temperature površinskih plasti zraka. Ogljikov dioksid prosto prepušča sončne žarke na zemeljsko površje, vendar absorbira večino zemeljskega toplotnega sevanja. To je nekakšen ogromen zaslon, ki preprečuje ohlajanje našega planeta.

Temperatura zemeljskega površja vztrajno narašča, saj se je v 20. stoletju povečala. za 0,6 °C. Leta 1969 je bila 13,99 °C, leta 2000 - 14,43 °C. Tako je povprečna temperatura Zemlje trenutno približno 15 °C. Pri določeni temperaturi sta površina planeta in atmosfera v toplotnem ravnovesju. Zemljino površje, ogrevano z energijo Sonca in infrardečega sevanja atmosfere, v povprečju vrne atmosferi enako količino energije. To je energija izhlapevanja, konvekcije, toplotne prevodnosti in infrardečega sevanja.

riž. 12. Shematski prikaz učinka tople grede, ki ga povzroča prisotnost ogljikovega dioksida v ozračju

IN Zadnje časeČlovekova dejavnost vnaša neravnovesje v razmerje absorbirane in sproščene energije. Pred človeškim posegom v globalne procese na planetu so bile spremembe, ki se dogajajo na njegovi površini in v ozračju, povezane z vsebnostjo plinov v naravi, ki so jih z lahko roko znanstvenikov imenovali "rastlinjaki". Ti plini vključujejo ogljikov dioksid, metan, dušikov oksid in vodno paro (slika 13). Dandanes so jim dodani antropogeni klorofluoroogljikovodiki (CFC). Brez plinske "odeje", ki bi ovijala Zemljo, bi bila temperatura na njeni površini za 30-40 stopinj nižja. Obstoj živih organizmov bi bil v tem primeru zelo problematičen.

Toplogredni plini začasno zadržijo toploto v našem ozračju in ustvarijo tako imenovani učinek tople grede. Zaradi človekovega človekovega delovanja nekateri toplogredni plini povečajo svoj delež v skupnem ravnovesju ozračja. To velja predvsem za ogljikov dioksid, katerega vsebnost iz desetletja v desetletje vztrajno narašča. Ogljikov dioksid ustvari 50 % učinka tople grede, CFC 15-20 %, metan pa 18 %.

riž. 13. Delež antropogenih plinov v ozračju z učinkom tople grede dušika je 6%

V prvi polovici 20. stol. Vsebnost ogljikovega dioksida v ozračju je bila ocenjena na 0,03 %. Leta 1956 so znanstveniki v okviru prvega mednarodnega geofizikalnega leta izvedli posebne študije. Podana številka je bila pojasnjena in je znašala 0,028 %. Leta 1985 so bile meritve ponovno opravljene in izkazalo se je, da se je količina ogljikovega dioksida v ozračju povečala na 0,034 %. Povečanje vsebnosti ogljikovega dioksida v ozračju je torej dokazano dejstvo.

V zadnjih 200 letih se je zaradi antropogenih dejavnosti vsebnost ogljikovega monoksida v ozračju povečala za 25 %. To je po eni strani posledica intenzivnega izgorevanja fosilnih goriv: plina, nafte, skrilavca, premoga itd., po drugi strani pa letnega zmanjševanja gozdnih površin, ki so glavni absorberji ogljikovega dioksida. Poleg tega razvoj kmetijskih sektorjev, kot sta gojenje riža in živinoreja, ter povečanje površine mestnih odlagališč povzročita povečanje izpusta metana, dušikovega oksida in nekaterih drugih plinov.

Drugi najpomembnejši toplogredni plin je metan. Njegova vsebnost v ozračju se letno poveča za 1%. Najpomembnejši dobavitelji metana so odlagališča, govedo in riževa polja. Zaloge plina na odlagališčih velikih mest lahko štejemo za majhna plinska polja. Kar se tiče riževih polj, se je izkazalo, da ga kljub velikemu izpustu metana relativno malo pride v ozračje, saj ga večino razgradijo bakterije, povezane s koreninskim sistemom riža. Tako imajo kmetijski ekosistemi riža na splošno zmeren vpliv na emisije metana.

Danes ni več nobenega dvoma, da trend rabe pretežno fosilnih goriv neizogibno vodi v globalne katastrofalne podnebne spremembe. Pri trenutni stopnji porabe premoga in nafte je predvideno zvišanje povprečne letne temperature na planetu v naslednjih 50 letih od 1,5 °C (v bližini ekvatorja) do 5 °C (v visokih zemljepisnih širinah).

Naraščajoče temperature kot posledica učinka tople grede grozijo z okoljskimi, gospodarskimi in družbenimi posledicami brez primere. Gladina vode v oceanih se lahko dvigne za 1-2 m zaradi morska voda in taljenje polarnega ledu. (Zaradi učinka tople grede se je gladina Svetovnega oceana v 20. stoletju dvignila že za 10-20 cm.) Ugotovljeno je, da dvig morske gladine za 1 mm vodi do umika obale za 1,5 m. .

Če se morska gladina dvigne za približno 1 m (in to je najslabši možni scenarij), bo do leta 2100 približno 1 % ozemlja Egipta, 6 % ozemlja Nizozemske, 17,5 % ozemlja Bangladeša in 80 % ozemlja Egipta. % atola Majuro, ki je del Maršalovih otokov, bo pod vodo – ribiški otoki. To bo začetek tragedije za 46 milijonov ljudi. Po najbolj pesimističnih napovedih dvig morske gladine v 21. st. lahko povzroči izginotje s svetovnega zemljevida držav, kot so Nizozemska, Pakistan in Izrael, poplavljanje večine Japonske in nekaterih drugih otoških držav. Sankt Peterburg, New York in Washington lahko gredo pod vodo. Medtem ko obstaja nevarnost, da bodo nekatera kopna potonila na morsko dno, bodo druga trpela zaradi hude suše. Izginotje grozi Azovu in Aralsko morje in veliko rek. Območje puščav se bo povečalo.

Skupina švedskih klimatologov je ugotovila, da se je od leta 1978 do 1995 površina plavajočega ledu v Arktičnem oceanu zmanjšala za približno 610 tisoč km 2, tj. za 5,7 %. Ob tem se je izkazalo, da skozi Framsko ožino, ki ločuje otočje Svalbard (Spitsbergen) od Grenlandije, vsako leto Povprečna hitrost S približno 15 cm/s se v odprti Atlantik odnese do 2600 km 3 plavajočega ledu (kar je približno 15-20-krat več kot pretok reke, kot je Kongo).

Julija 2002 je iz majhne otoške države Tuvalu, ki leži na devetih atolih v južnem delu Tihi ocean(26 km 2, 11,5 tisoč prebivalcev), je bil klic na pomoč. Tuvalu počasi, a zanesljivo tone pod vodo - najvišja točka v državi se dviga le 5 m nad morsko gladino.V začetku leta 2004 so elektronski mediji zaokrožili izjavo, da bi lahko pričakovani visoki plimni valovi, povezani z mlajem, dvignili morsko gladino v to območje za več kot 3 m, zaradi dviga morske gladine zaradi globalnega segrevanja. Če se bo ta trend nadaljeval, bo majhna država izbrisana z obličja Zemlje. Vlada Tuvaluja sprejema ukrepe za preselitev državljanov v sosednjo državo Niue.

Naraščajoče temperature bodo povzročile nižjo vlažnost tal v mnogih regijah Zemlje. Suše in tajfuni bodo postali običajni. Arktični led se bo zmanjšal za 15 %. V prihodnjem stoletju bo na severni polobli ledeni pokrov rek in jezer trajal 2 tedna manj kot v 20. stoletju. Led se bo stopil v gorah Južna Amerika, Afrika, Kitajska in Tibet.

Globalno segrevanje bo vplivalo tudi na stanje gozdov na planetu. Kot veste, lahko gozdna vegetacija obstaja v zelo ozkih mejah temperature in vlažnosti. Večina lahko umre, kompleksen ekološki sistem bo v fazi uničenja, kar bo povzročilo katastrofalno zmanjšanje genetske raznovrstnosti rastlin. Kot posledica globalnega segrevanja Zemlje, že v drugi polovici 21. st. Izgine lahko od četrtine do polovice vrst kopenske flore in favne. Tudi v najbolj ugodnih razmerah bo do sredine stoletja skoraj 10 % kopenskih živalskih in rastlinskih vrst v neposredni nevarnosti izumrtja.

Raziskave so pokazale, da je treba v izogib globalni katastrofi zmanjšati izpuste ogljika v ozračje na 2 milijardi ton na leto (ena tretjina trenutne količine). Upoštevajoč naravno rast prebivalstva, do 2030-2050. na prebivalca ne sme izpustiti več kot 1/8 količine ogljika, ki je trenutno v povprečju na prebivalca v Evropi.

Odvoz, predelava in odstranjevanje odpadkov od 1. do 5. razreda nevarnosti

Delamo z vsemi regijami Rusije. Veljavna licenca. Celoten komplet zaključnih dokumentov. Individualni pristop do stranke in prilagodljiva cenovna politika.

S tem obrazcem lahko oddate povpraševanje po storitvah, zahtevate komercialno ponudbo ali prejmete brezplačno svetovanje naših strokovnjakov.

Če upoštevamo dejanske težavečloveštvo, lahko sklepamo, da je najbolj globalen med njimi učinek tople grede. Že se čuti in močno spreminja okoljske razmere, a njene natančne posledice niso znane, vendar je jasno, da so lahko nepopravljive.

Da bi rešili človeštvo, moramo ugotoviti bistvo učinka tople grede in ga poskusiti ustaviti.

kaj je

Bistvo učinka tople grede je podobno principu delovanja rastlinjakov, ki je dobro znan vsem vrtnarjem in vrtnarjem. To je v tem, da se nad planetom oblikuje nekakšna rastlinjaka, ki zaradi prosojnosti prosto prepušča sončne žarke skozi sebe. Padejo na zemeljsko površino in jo segrejejo. Toplota bi morala normalno prehajati skozi atmosfero, njene spodnje plasti pa so se v zadnjih nekaj desetletjih tako zgostile, da so izgubile svojo zmogljivost. Tako je izmenjava toplote motena, kar vodi do sprožitve mehanizma učinka tople grede.

Opredelitev učinka tople grede je približno takšna: zvišanje temperature v nižjih plasteh atmosfere v primerjavi z efektivnimi indikatorji, ki označujejo toplotno sevanje Zemlje, ki ga opazujemo iz vesolja. Z drugimi besedami, na površini planeta je veliko topleje kot zunaj atmosfere. In ker so plasti zelo goste, ne prepuščajo toplote, ki pod vplivom nizkih kozmičnih temperatur povzroči nastanek kondenzacije. Spodaj je predstavljen poenostavljen diagram mehanizma.

Vprašanje učinka tople grede je prvi preučeval Joseph Fourier že v 19. stoletju, ki je domneval, da se zemeljska atmosfera močno spreminja in njene lastnosti začnejo spominjati na steklo v rastlinjakih, torej prepušča sončne žarke, vendar preprečuje vračanje prodor toplote. Zaradi tega se sintetizirajo ti, ki so sestavljeni iz ogljika, vodne pare, ozona in metana.

Osnova je para, ki izzove nastanek kondenza. Enako pomembno vlogo pri učinku tople grede ima ogljikov dioksid, katerega količina se je nedavno povečala na 20-26%. Deleža ozona in metana v atmosferi znašata po 3-7 %, sodelujeta pa tudi v procesih učinka tople grede.

Vzroki

Planet Zemlja je že izkusil učinek tople grede in globalno segrevanje in verjetno se brez tovrstnih pojavov človeštvo in vsa živa bitja ne bi mogli normalno razvijati in živeti. Pred mnogimi stoletji so se procesi začeli zaradi visoke aktivnosti številnih vulkanov, katerih produkti so izbruhnili v ozračje. Ko pa se je vegetacija razširila po planetu, se je raven plinov zmanjšala in stanje se je stabiliziralo.

IN sodobni svet Učinek tople grede je posledica naslednjih razlogov:

Aktivna in nenadzorovana uporaba različnih mineralov, pridobljenih iz črevesja Zemlje, ki imajo vnetljive lastnosti. Človeštvo si prizadeva izkoristiti vse darove planeta, vendar to počne skrajno nepremišljeno in nesramno: v procesu zgorevanja in gorenja se vsak dan v okolje sprosti ogromno različnih razpadnih produktov, pa tudi ogljikovega dioksida.
Aktivno krčenje gozdov po vsej Zemlji, ki je pred kratkim pridobilo preprosto ogromen obseg. Drevesa posekajo predvsem za gorivo, včasih pa se območja očistijo za gradnjo. Tako ali drugače zmanjšanje števila zelenih rastlin spremeni sestavo zraka. Listje absorbira ogljikov dioksid in sprošča kisik. In manj kot je vegetacije na planetu, večja je koncentracija snovi, ki zgostijo ozračje in povečajo učinek tople grede.
Ogromno vozil poganja bencin. Pri njegovem delovanju nastanejo in se takoj sprostijo v zrak. Hitijo navzgor, prodirajo v nižje atmosferske plasti in jih naredijo še gostejše, kar poveča učinek tople grede.
Razvoj učinka tople grede v ozračju pospešuje hitra rast prebivalstva. Vsaka oseba, ki vdihava kisik, izdihuje ogljikov dioksid in to je, kot je znano, glavni razvoj učinka tople grede.
Učinek tople grede povečujejo tudi gozdni požari, ki se zaradi vremenskih sprememb in človeške malomarnosti vse pogosteje pojavljajo. Vsako leto zgori ogromno dreves, kar pomeni, da se v zrak in ozračje sprostijo neverjetne količine ogljikovega dioksida.
Številna odlagališča, ki zapolnjujejo zemeljsko površje, med procesom razpadanja odpadkov sproščajo metan in druge škodljive snovi, ki močno onesnažujejo nižje plasti ozračja.
Hitra hitrost industrijskega razvoja. Različni predelovalni obrati in druga industrijska podjetja oddajajo ogromne količine izpušnih plinov in hlapov, ki skoraj takoj vstopijo v ozračje in povzročijo učinek tople grede.
Uvajanje kemičnih in sintetičnih snovi v vsa področja življenja. Najdemo jih v gnojilih, posodah, oblačilih, hrani in drugih izdelkih sodobna proizvodnja. Nekatere spojine se ne razgradijo in sproščajo hlape, ki hitijo v ozračje.

Možne posledice

Ni dovolj vedeti, kaj je učinek tople grede, da bi razumeli, kako nevaren je. In za oceno globalnosti in resnosti problema je treba upoštevati posledice, ki ogrožajo planet in vsa živa bitja. Lahko so naslednji:

Onesnaženost ozračja in zbijanje njegovih plasti prispevata k globalnemu segrevanju. Dolgo časa so se znanstveniki ukvarjali z raziskavami podnebne razmere, opazil povečanje povprečne letne temperature za nekaj stopinj. In takšne spremembe lahko porušijo splošno ravnovesje, kar povzroči vročino in sušo v nekaterih južnih regijah.
Zaradi učinka tople grede in segrevanja, ki ga povzroča, prihaja do aktivnih podnebnih sprememb. Raven vode v oceanih hitro narašča; obalna območja so lahko v nekaj desetletjih popolnoma poplavljena. In če upoštevamo, da se na teh ozemljih gojijo različne poljščine, bo kmetijstvu povzročena ogromna škoda, to pa lahko povzroči akutno pomanjkanje hrane.
Zaradi naraščajoče gladine v svetovnih oceanih so lahko poplavljena mnoga obalna mesta, v prihodnosti pa celo cele države. Posledično ljudje preprosto ne bodo imeli kje živeti. Poleg tega se nekatere regije že soočajo z resnično grožnjo.
Pod vplivom, ki ga povzroča učinek tople grede visoke temperature Vlaga veliko hitreje izhlapeva, kar najbolj neposredno škodljivo vpliva na vegetacijo Zemlje. Zmanjšanje njegove prostornine bo poslabšalo težave in poslabšalo sestavo zraka. Posledično lahko po stoletjih pride čas, ko na planetu preprosto ne bo več ničesar za dihati.
Vročina ogroža zdravje mnogih ljudi, še posebej tistih s srčno-žilnimi in endokrinimi boleznimi. Ni brez razloga, da poletno obdobje Stopnje umrljivosti po vsem svetu opazno naraščajo.
Zaradi učinka tople grede in resnih podnebnih sprememb, ki jih povzroča, lahko trpi ne le flora planeta, ampak tudi živalstvo, tj. živalski svet. Nekateri njeni predstavniki že veljajo za ogrožene, tudi zaradi.
Človeštvo že doživlja moč naravne anomalije: močne padavine, orkani, poplave, cunamiji, tornadi, potresi in drugi pojavi, ki ogrožajo človeško življenje.

Kako se izogniti resnim posledicam

Problem učinka tople grede na Zemlji je zelo pomemben, zato mnogi znanstveniki aktivno razvijajo in razmišljajo o rešitvah.

Najprej je treba popolnoma premisliti o porabi energije. Priporočljivo je opustiti gorljive naravne vire in trdna goriva s prehodom na zemeljski plin ali alternativo, ki še ni dovolj razvita. naravni izviri, kot so sonce, voda, veter.
Drugič, učinek tople grede in njegov vpliv na planet Zemljo bosta oslabela, če bo človeštvo sledilo politiki varčevanja in varčevanja z energijo. Če želite to narediti, lahko na primer popolnoma izolirate hiše in uporabite gradbene in zaključne materiale, ki zadržujejo toploto. Prav tako bi morala proizvodna in industrijska podjetja namestiti opremo, ki bo zmanjšala porabo energije.
Tretjič, eden od načinov za boj proti učinku tople grede je lahko ponovna oprema prometni sistem. Avtomobilom se ni treba odpovedati, lahko pa kupite takšne, ki delujejo brez usedanja izpušnih plinov v nižje plasti atmosfere, na primer na sončne celice ali elektriko. Razvoj alternativnih virov je v teku, vendar njegovi rezultati še niso znani.
Četrtič, gozdove na Zemlji je treba obnoviti, ustaviti krčenje gozdov in posaditi nova drevesa. In če bo prispeval vsak prebivalec planeta, bo to pomembno vplivalo na celotno situacijo. Poleg tega je vredno ponovno razmisliti o gojenju različnih poljščin, in sicer opustiti kemična gnojila in škropljenje s strupi, ki onesnažujejo ozračje in povečujejo učinek tople grede.
Petič, treba je optimizirati sistem predelave odpadkov, da ne bi onesnaževali ozračja in planeta. Industrijska podjetja morajo namestiti čistilne naprave, ki zmanjšujejo emisije. Sami odpadki morajo biti v celoti odstranjeni ali predelani in uporabljeni kot sekundarne surovine. Poleg tega bi morali za zmanjšanje odlagališč v proizvodnji uporabljati popolnoma biorazgradljive in neškodljive materiale.

Zdaj vam je jasno bistvo učinka tople grede in njegovega vpliva na ozračje in veste, zakaj je planet v nevarnosti. Takšen pojav je zelo težko odpraviti, a če celotno človeštvo premisli o svojem odnosu do Zemlje in začne ukrepati, se je mogoče izogniti resnim posledicam.

Sodobna civilizacija močno vpliva na naravo. Praviloma negativno. izsuševanje močvirij in nenehno sproščanje ogromnih količin najbolj škodljive snovi- to ni popoln seznam "vrlin" človeštva. Mnogi menijo, da v to kategorijo spada tudi učinek tople grede. Je to res res?

Zgodovinska referenca

Mimogrede, kdo je bil avtor učinka tople grede (torej tisti, ki je odkril ta pojav)? Kdo je prvi opisal ta proces in spregovoril o njegovem vplivu na okolje? Podobna ideja se je pojavila že leta 1827. Avtor znanstvenega članka je bil Joseph Fourier. V svojem delu je opisal mehanizme oblikovanja podnebja na našem planetu.

Pri tem delu je bilo za tisti čas nenavadno to, da je Fourier upošteval temperaturne in podnebne značilnosti različnih območij Zemlje. To je tisti, ki je bil avtor učinka tople grede, ki je prvi lahko razložil Saussurjevo izkušnjo.

Saussurejev poskus

Da bi preveril svoje zaključke, je znanstvenik uporabil poskus M. de Saussureja, ki uporablja posodo, ki je znotraj prevlečena s sajami, katere vrat je zaprt s steklom. De Saussure je izvedel poskus, v katerem je nenehno meril temperaturo znotraj in zunaj kozarca. Seveda se je nenehno povečeval ravno v notranji prostornini. Fourierju je ta pojav prvič uspelo razložiti s kombiniranim delovanjem dveh dejavnikov hkrati: blokiranja prenosa toplote in različne prepustnosti sten posode za svetlobne žarke z različne dolžine valovi.

Njegov mehanizem je povsem preprost: pri segrevanju se površinska temperatura poveča, vidna svetloba se absorbira in začne se oddajati toplota. Ker material odlično prepušča vidno svetlobo, vendar praktično ne prevaja toplote, se slednja kopiči v notranji prostornini posode. Kot lahko vidite, lahko mehanizem učinka tople grede zlahka utemelji vsaka oseba, ki je v šoli študirala standardni tečaj fizike. Pojav je povsem preprost, a koliko težav prinaša našemu planetu!

Izvor pojma

Vredno je vedeti, da je Joseph Fourier avtor učinka tople grede v smislu njegovega začetnega opisa v literaturi. Toda kdo je prišel do samega izraza? Žal, odgovora na to vprašanje verjetno ne bomo nikoli dobili. V poznejši literaturi je pojav, ki ga je odkril Fourier, dobil sodobno ime. Danes vsak ekolog pozna izraz "učinek tople grede".

Toda Fourierjevo glavno odkritje je bila utemeljitev dejanske identitete zemeljske atmosfere in navadnega stekla. Preprosto povedano, atmosfera našega planeta je popolnoma prepustna za sevanje vidne svetlobe, vendar ga v infrardečem območju ne prepušča dobro. Ko je Zemlja akumulirala toploto, je praktično ne odda. To je bil avtor učinka tople grede. Toda zakaj pride do tega učinka?

Da, opisali smo primitivni mehanizem njegovega videza, vendar moderna znanost uspelo dokazati, da lahko IR žarki v normalnih pogojih še vedno povsem prosto potujejo izven planetarne atmosfere. Kako to, da naravni regulacijski mehanizmi " ogrevalna sezona» se zrušijo?

Vzroki

Na splošno smo jih dovolj podrobno opisali na samem začetku našega članka. Naslednji dejavniki prispevajo k pojavu tega pojava:

Nenehno in čezmerno kurjenje fosilnih goriv.
Vsako leto vse večje količine industrijskih plinov vstopijo v ozračje planeta.
Gozdovi se nenehno sekajo, njihove površine se krčijo zaradi požarov in degradacije tal.
Anaerobna fermentacija, sproščanje metana z dna oceanov.

Vedeti morate, da je glavnih "krivcev", ki sprožijo učinek tople grede, naslednjih pet plinov:

Dvovalentni ogljikov monoksid, znan tudi kot ogljikov dioksid. Učinek tople grede je 50% zagotovljen prav zaradi njega.
Ogljikove spojine klora in fluora (25%).
(8 %). Strupeni plin, tipičen odpadni produkt slabo opremljene kemične in metalurške industrije.
Prizemni ozon (7%). Kljub svoji ključni vlogi pri zaščiti Zemlje pred čezmernim ultravijoličnim sevanjem lahko pomaga ohranjati toploto na njeni površini.
Približno 10% metana.

Od kod ti plini vstopajo v ozračje? Kakšen je njihov učinek?

- Prav ta snov pride v ozračje v velikih količinah, ko ljudje kurijo fosilna goriva. Približno tretjina njegove presežne (nad naravne) ravni je posledica dejstva, da človek intenzivno uničuje gozdove. Enako funkcijo opravlja nenehno pospešen proces dezertifikacije rodovitnih zemljišč.

Vse to pomeni manj vegetacije, ki lahko učinkovito absorbira ogljikov dioksid, kar v mnogih pogledih poganja učinek tople grede. Vzroki in posledice tega pojava so medsebojno povezani: vsako leto se količina dvovalentnega ogljikovega monoksida, izpuščenega v ozračje, poveča za približno 0,5%, kar spodbuja tako nadaljnje kopičenje odvečne toplote kot procese degradacije vegetacije na površini planeta. .

- Klorofluoroogljikovodiki. Kot smo že povedali, te spojine zagotavljajo 25% učinka tople grede. Vzroke in posledice tega pojava preučujejo že dolgo časa. V ozračju se pojavljajo zaradi industrijske proizvodnje, zlasti zastarele. Nevarna in strupena hladilna sredstva vsebujejo te snovi v ogromnih količinah in ukrepi za preprečevanje njihovega puščanja očitno ne dajejo pričakovanega rezultata. Posledice njihovega videza so še hujše:

Prvič, so izjemno strupeni za ljudi in živali, za rastlinstvo pa bližina spojin fluora in klora ni zelo koristna.
Drugič, te snovi lahko znatno pospešijo razvoj učinka tople grede.
Tretjič, uničijo, kar ščiti naš planet pred agresivnim ultravijoličnim sevanjem.

- Metan. Eden najpomembnejših plinov, katerega povečana vsebnost v ozračju pomeni izraz "učinek tople grede". To morate vedeti za samo sto V zadnjih letih njegova prostornina v atmosferi planeta se je podvojila. Načeloma je večina iz popolnoma naravnih virov:

v Aziji.
Živinorejski kompleksi.
Sistemi za čiščenje gospodinjskih odpadnih voda v velikih naseljih.
Ko organske snovi gnijejo in razpadajo v globinah močvirij, na odlagališčih.

Obstajajo dokazi, da se znatne količine metana sproščajo iz globin Svetovnega oceana. Morda je ta pojav razložen z aktivnostjo velikih kolonij bakterij, za katere je metan glavni presnovni stranski produkt.

Posebej je treba poudariti "prispevek" k razvoju učinka tople grede podjetij za proizvodnjo nafte: precejšnja količina tega plina se sprosti v ozračje kot stranski produkt. Poleg tega nenehno širijoč se film naftnih derivatov na površini Svetovnega oceana prispeva tudi k pospešenemu razkroju organskih snovi, ki ga spremljajo emisije metana.

- Dušikov oksid. V številnih kemičnih proizvodnih procesih nastaja v velikih količinah. Nevaren je ne le zaradi aktivnega sodelovanja v mehanizmu tople grede. Dejstvo je, da v kombinaciji z atmosfersko vodo ta snov tvori pravo dušikovo kislino, tudi v šibki koncentraciji. Od tod izvira vse, kar izjemno negativno vpliva na zdravje ljudi.

Teoretični scenariji globalnih podnebnih motenj

Kakšne so torej globalne posledice učinka tople grede? O tem je težko reči zagotovo, saj so znanstveniki še daleč od jasnega zaključka. Trenutno obstaja več scenarijev. Za razvoj računalniških modelov se upošteva veliko različnih dejavnikov, ki lahko pospešijo ali upočasnijo razvoj učinka tople grede. Oglejmo si katalizatorje za ta proces:

Izpuščanje zgoraj opisanih plinov zaradi človekovih dejavnosti človeka.
Izpust CO 2 zaradi termične razgradnje naravnih hidrokarbonatov. Zanimivo je vedeti, da skorja našega planeta vsebuje 50.000-krat več ogljikovega dioksida kot zrak. Seveda, govorimo o o kemično vezanem ogljikovem monoksidu.
Ker so glavne posledice učinka tople grede povišanje temperature vode in zraka na površini planeta, se poveča izhlapevanje vlage s površine morij in oceanov. Posledično se še bolj poslabša prepustnost ozračja za infrardeče sevanje.
Oceani vsebujejo približno 140 trilijonov ton ogljikovega dioksida, ki se z dvigovanjem temperature vode začne intenzivno sproščati tudi v ozračje, kar prispeva k bolj dinamičnemu razvoju toplogrednega procesa.
Zmanjšanje odbojnosti planeta, kar vodi do pospešenega kopičenja toplote v njegovi atmosferi. K temu prispeva tudi dezertifikacija zemljišč.

Kateri dejavniki upočasnjujejo razvoj učinka tople grede?

Predpostavlja se, da se glavni topli tok - Zalivski tok - nenehno upočasnjuje. Dolgoročno bo to povzročilo občutno znižanje temperature, kar bo upočasnilo učinek kopičenja toplogrednih plinov. Poleg tega se za vsako stopnjo splošnega segrevanja površina oblakov na celotnem ozemlju planeta poveča za približno 0,5%, kar prispeva k znatnemu zmanjšanju količine toplote, ki jo Zemlja prejme iz vesolja.

Prosimo, upoštevajte: bistvo učinka tople grede je povečanje celotne temperature zemeljske površine. Seveda v tem ni nič dobrega, a prav zgornji dejavniki pogosto pomagajo omiliti posledice tega pojava. Načeloma zato mnogi znanstveniki menijo, da sama tematika globalnega segrevanja sodi v kategorijo povsem naravnih pojavov, ki se redno pojavljajo skozi zgodovino Zemlje.

Večja kot je stopnja izhlapevanja, večja je letna količina padavin. To povzroči tako obnovo močvirij kot pospešeno rast flore, ki je odgovorna za recikliranje odvečnega ogljikovega dioksida v ozračju planeta. Pričakuje se tudi, da bodo povečane padavine v prihodnosti prispevale k znatnemu širjenju območja plitvih tropskih morij.

V njih živeče korale so najpomembnejši izkoristki ogljikovega dioksida. Ker je kemično vezan, gradi njihov skelet. Nazadnje, če človeštvo vsaj malo zmanjša stopnjo krčenja gozdov, se bo njihovo območje zelo hitro obnovilo, saj je isti ogljikov dioksid odličen stimulans za širjenje rastlin. Torej kaj so možne posledice Učinek tople grede?

Glavni scenariji za prihodnost našega planeta

V prvem primeru znanstveniki predvidevajo, da bo globalno segrevanje potekalo precej počasi. In to stališče ima veliko podpornikov. Verjamejo, da bo Svetovni ocean, ki je velikanski akumulator energije, še dolgo lahko absorbiral odvečno toploto. Preden se bo podnebje na planetu res korenito spremenilo, lahko preteče več tisočletij.

Druga skupina znanstvenikov, nasprotno, zagovarja razmeroma hitro različico katastrofalnih sprememb. Ta problem učinka tople grede je trenutno zelo priljubljen, o njem razpravljajo na skoraj vseh znanstvenih kongresih. Na žalost je za to teorijo dovolj dokazov. Menijo, da se je v zadnjih sto letih koncentracija ogljikovega dioksida povečala za vsaj 20-24%, količina metana v ozračju pa se je povečala za 100%. V najbolj pesimistični različici se domneva, da se lahko temperatura planeta do konca tega stoletja dvigne za rekordnih 6,4 °C.

Tako bo v tem primeru učinek tople grede v zemeljski atmosferi preprosto povzročil smrtne težave vsem prebivalcem obalnih območij.

Močno povišanje morske gladine

Dejstvo je, da so takšne temperaturne anomalije polne izjemno močnega in skoraj nepredvidljivega dviga gladine Svetovnega oceana. Torej od leta 1995 do 2005. ta številka je bila 4 cm, čeprav so znanstveniki med seboj tekmovali, da ne bi smeli pričakovati dviga nad nekaj centimetrov. Če se bo vse nadaljevalo z enakim tempom, bo do konca 21. stoletja gladina Svetovnega oceana vsaj 88-100 cm višja od trenutne norme. Medtem približno 100 milijonov ljudi na našem planetu živi točno na 87-88 cm nadmorske višine.

Zmanjšana odbojnost površine planeta

Ko smo pisali o tem, kaj je učinek tople grede, je v članku večkrat omenjeno, da spodbuja nadaljnje zmanjšanje odbojnosti zemeljskega površja, ki ga pospešujeta krčenje gozdov in dezertifikacija.

Številni znanstveniki kažejo, da se lahko ledeni pokrov na polih zmanjša splošna temperatura planet za vsaj dve stopinji, led, ki prekriva površino polarnih voda, pa močno upočasni proces izpusta ogljikovega dioksida in metana v ozračje. Poleg tega v območju polarnih ledenih pokrovov sploh ni vodne pare, kar močno spodbuja globalni učinek tople grede.

Vse to bo tako vplivalo na svetovni vodni cikel, da se bo pogostost tornadov, orkanov in tornadov pošastne uničujoče moči večkrat povečala, tako da bo življenje ljudi tako rekoč nemogoče tudi na tistih ozemljih, ki so zelo oddaljena od oceanskih obal. . Na žalost bo prerazporeditev vode povzročila tudi nasprotni pojav. Suše so danes problem 10 % globus, v prihodnosti pa se lahko število takih regij takoj poveča na 35-40%. To je žalosten obet za človeštvo.

Za našo državo je napoved v tem primeru precej ugodnejša. Klimatologi verjamejo, da bo večina ruskega ozemlja povsem primerna za normalno kmetovanje, podnebje pa bo postalo veliko milejše. Seveda bo večina obalnih območij (in teh je pri nas veliko) preprosto poplavljenih.

Tretji scenarij predvideva, da bo kratko obdobje naraščajočih temperatur zamenjalo globalno ohlajanje. O upočasnitvi Zalivskega toka in posledicah smo že govorili. Predstavljajte si, da se bo ta topli tok popolnoma ustavil ... Seveda ne bo prišlo do dogodkov, opisanih v filmu "Dan po jutrišnjem", vendar bo planet zagotovo postal veliko hladnejši. Vendar ne za dolgo.

Nekateri matematiki se držijo teorije (seveda modelirane), po kateri bo učinek tople grede na Zemlji povzročil, da podnebje v Evropi v 20-30 letih ne bo nič toplejše kot pri nas. Predvidevajo tudi, da se bo po tem nadaljevalo segrevanje, katerega scenarij je opisan v drugi možnosti.

Zaključek

Kakor koli že, v napovedih znanstvenikov ni veliko dobrega. Samo upamo lahko, da je naš planet bolj zapleten in popoln mehanizem, kot si predstavljamo. Morda se je tako žalostnim posledicam mogoče izogniti.

Toplogredni plini so plini, ki lovijo infrardeče žarke, ki segrevajo zemeljsko površje in ozračje. Najpomembnejši toplogredni plini so vodna para, ogljikov dioksid, metan, dušikov oksid, ozon in freoni. Toplogredni plini so lahko naravnega (naravnega) ali antropogenega izvora. V skladu s tem je treba razlikovati med naravnim učinkom tople grede in prispevkom k učinku tople grede zaradi plinov, ki se sproščajo v ozračje kot posledica človekove dejavnosti. Ogljikov dioksid (CO2) je glavni antropogeni toplogredni plin. Približno 80 % ogljikovega dioksida izvira iz sežiganja fosilnih goriv, preostanek prihaja iz krčenja gozdov, predvsem tropskih. Dušikov oksid (N20) nastane pri zgorevanju fosilnih goriv, biomase in uporabi gnojil.[...]

TOPLOGREDNI UČINEK (TOPLOGREDNI UČINEK) - segrevanje zemeljskega podnebja zaradi povečanja vsebnosti prahu, ogljikovega dioksida, metana in fluorokloroogljikovih spojin tehničnega izvora v prizemni plasti ozračja (izgorevanje goriva, industrijske emisije itd.). ), ki preprečujejo dolgovalovno toplotno sevanje s površine Zemlje. Mešanica prahu in plinov deluje kot polietilenska folija nad rastlinjakom: dobro prepušča sončno svetlobo na površino tal, vendar zadržuje toploto, ki jo odvajajo tla - posledično se pod folijo ustvari topla mikroklima.[...]

Učinek tople grede je naslednji; Ogljikov dioksid spodbuja prodiranje kratkovalovnega sevanja od Sonca do Zemlje, dolgovalovno toplotno sevanje Zemlje pa je zakasnjeno. Posledično prihaja do dolgotrajnega segrevanja ozračja.[...]

Učinek tople grede je segrevanje površinske plasti ozračja, ki ga povzroča absorpcija dolgovalovnega (toplotnega) sevanja zemeljskega površja. Glavni razlog za ta proces je obogatitev ozračja s plini, ki absorbirajo toplotno sevanje. Najpomembnejšo vlogo pri tem igra povečanje vsebnosti ogljikovega dioksida (CO2) v ozračju.[...]

Učinek tople grede je zmanjšanje toplotnega sevanja Zemlje zaradi povečanja vsebnosti ogljikovega dioksida v njeni atmosferi. Ogljikov dioksid prosto prepušča kratkovalovno sončno sevanje, vendar blokira toplotne žarke, ki prihajajo z razgrete zemeljske površine. Povečanje koncentracije ogljikovega dioksida povzroči motnje v energijskem ravnovesju planeta in njegovo pregrevanje.[...]

Učinek tople grede razumemo kot možno zvišanje globalne temperature planeta kot posledico sprememb v toplotnem ravnovesju, ki jih povzroča postopno kopičenje toplogrednih plinov v ozračju. [...]

Bistvo učinka tople grede je naslednje. Sončni žarki prodirajo skozi zemeljsko atmosfero do površja zemlje. Vendar pa kopičenje ogljikovega dioksida, dušikovih oksidov, metana, vodne pare in fluoroklorovih ogljikovodikov (freonov) v atmosferi vodi do dejstva, da atmosfera absorbira toplotno dolgovalovno sevanje Zemlje. To vodi do kopičenja odvečne toplote v površinski plasti zraka, kar pomeni, da je toplotno ravnovesje planeta porušeno. Ta učinek je podoben tistemu, ki ga opazimo v rastlinjakih, pokritih s steklom ali filmom. Posledično se lahko temperatura zraka na zemeljski površini poveča.[...]

Glavni toplogredni plin je ogljikov dioksid (Tabela 7.5). Njegov prispevek k učinku tople grede se po različnih virih giblje od 50 do 65%. Drugi toplogredni plini so metan (približno 20 %), dušikovi oksidi (približno 5 %), ozon, CFC (klorofluoroogljikovodiki) in drugi plini (približno 10–25 % učinka tople grede). Skupno je znanih približno 30 toplogrednih plinov, njihov segrevalni učinek pa ni odvisen samo od količine v atmosferi, ampak tudi od relativne aktivnosti delovanja na molekulo. Če glede na ta indikator CO2 vzamemo kot eno, potem bo za metan enak 25, za dušikove okside - 165 in za freon - 11000. [...]

UČINEK TOPLE GREDE. Glej učinek tople grede (atmosfera).[...]

Glavni del učinka tople grede določa vodna para, ki se nahaja v ozračju in je v njem neenakomerno porazdeljena, delno kondenzirana v oblakih. Približno 10 % učinka tople grede zagotavlja enakomerno porazdeljen ogljikov dioksid v ozračju, katerega vsebnost je 16-krat manjša od vodne pare. Preostali plini v atmosferi (med katerimi je glavni metan, katerega koncentracija je skoraj dva reda velikosti nižja od koncentracije ogljikovega dioksida) določajo manj kot 1 % učinka tople grede. [...]

Izraz "učinek tople grede" se nanaša na določen pojav. Sončno sevanje, ki pade na Zemljo, delno absorbira površina kopnega in oceana, 30 % pa se ga odbije v vesolje. Čisto ozračje je prosojno za infrardeče sevanje, ozračje, ki vsebuje hlape triatomskih (toplogrednih) plinov (voda, ogljikov dioksid, žveplovi oksidi itd.), pa absorbira infrardeče žarke, zaradi česar se zrak segreje. Zato toplogredni plini opravljajo funkcijo steklene prevleke v običajnih vrtnih rastlinjakih.[...]

Ozon (Oz) je pomemben toplogredni plin, ki ga najdemo v stratosferi in troposferi. Vpliva tako na kratkovalovno kot na dolgovalovno sevanje, zato sta končna smer in velikost njegovega prispevka k sevalni bilanci močno odvisna od vertikalne porazdelitve vsebnosti ozona, predvsem na ravni tropopavze, kjer zanesljivih opazovanj še ni. Zato je določanje prispevka ozona k učinku tople grede težje v primerjavi z dobro mešanimi plini. Ocene kažejo na pozitiven rezultat (približno +0,4 watt/m).[...]

Ta upočasnitev širjenja energije je bila popolno presenečenje za analitike pomembno dejstvo: v zadnjih 25 letih so vse razvite države sveta prenehale povečevati porabo vseh vrst goriv na prebivalca skupaj. To je nedvomno vplivalo na dinamiko svetovne porabe energije, ki ima jasno tendenco stabilizacije na ravni 2,5 t.e. na leto na osebo. Po našem mnenju je to posledica umirjanja trenda demografske eksplozije, ki se je začela leta 1988 (istega leta je bila največja poraba energije na prebivalca).[...]

Drug plin, ki ustvarja učinek tople grede na planetu, je metan. Povečanje njegove koncentracije v zraku so eksperimentalno potrdili z analizo plinskih mehurčkov v polarni led(Sl. 9.4, b). Glavni naravni vzrok tvorba metana je aktivnost posebnih bakterij, ki v anaerobnih pogojih (brez dostopa kisika) razgrajujejo ogljikove hidrate. To se dogaja predvsem v močvirjih in v prebavnem traktu živali. Metan nastaja v kompostnih kupih, na odlagališčih, riževih poljih (povsod, kjer voda in umazanija zadržujeta rastlinske ostanke stran od zraka) in pri pridobivanju fosilnih goriv.[...]

Najpomembnejši naravni toplogredni plini so vodna para v atmosferi velike količine, kot tudi ogljikov dioksid, ki pride v ozračje tako naravno kot umetno in je glavna sestavina, ki povzroča učinek tople grede antropogenega izvora. Znano je, da bi bila brez ogljikovega dioksida v ozračju temperatura zemeljskega površja približno 3,3 stopinje nižja od sedanje, kar bi povzročilo izjemno neugodne razmere za življenje živali in rastlin.[...]

Danes nihče ne oporeka, da se učinek tople grede povečuje. Vendar pa napovedi glede vpliva segrevanja na ekološki sistem-.planeti niso nedvoumni.[...]

Za razumevanje narave in mehanizma učinka tople grede je pomembno tudi vedeti, da je prispevek iste komponente k celotnemu toku sevanja močno odvisen od njegove porazdelitve v ozračju. Naj to ponazorimo s primerom treh glavnih "toplogrednih" plinov - vodne pare, ozona in CO2.Iz slike 3.1 je jasno, da se absorpcijski pas molekule ogljikovega dioksida s središčem pri 15 μm v veliki meri prekriva s pasovi vodne pare.Od tod bi lahko sklepali, da vloga CO2 pri absorpciji sevanja ni tako velika.Če pa se obrnemo na sliko 3.3, ki prikazuje navpične profile H, 0 in 03, dobljene med realnimi opazovanji v januarja 1972 bomo videli, kako velik je koncentracijski gradient vodne pare. Nasprotno, ogljikov dioksid je precej enakomerno pomešan v zračni plasti od približno 1 do 70 km. Posledično je nad 2-3 km glavni absorber naraščajočega toplotno sevanje podležeče površine je lahko CO2 in to ugotovitev podpirajo rezultati izračuna, predstavljeni v tabeli 3.2. [...]

Vronski V.A. Ekološke posledice učinka tople grede // Biologija v šoli. - 1993. - Št. 3. - Str. 15-17.[...]

Za razliko od globalnega vpliva toplogrednih plinov je učinek atmosferskih aerosolov lokalni. Geografska porazdelitev sulfatnih aerosolov v zraku v veliki meri sovpada z industrijskimi območji sveta. Tam lahko lokalni hladilni učinek aerosolov bistveno zmanjša in celo skoraj odpravi globalni učinek tople grede.[...]

Metan je drugi najpogostejši toplogredni plin in je trenutno ocenjen na 20-25 %. Prispevek ogljikovega dioksida k učinku tople grede je 43%, freona - 14%, dušikovega oksida - 5%, drugih plinov (ogljikov fluoroklorid, troposferski ozon itd.) - 13%. [...]

Upoštevati je treba, da natančnost ocen tako učinka tople grede kot celote kot njegovih komponent še vedno ni absolutna. Nejasno je na primer, kako lahko natančno upoštevamo toplogredno vlogo vodne pare, ki postane močan dejavnik povečanje albeda Zemlje. Stratosferski ozon ni toliko toplogredni plin, kot je protitoplogredni plin, saj odbija približno 3 % vhodnega sončnega sevanja. Prah in drugi aerosoli, zlasti žveplove spojine, zmanjšujejo segrevanje zemeljskega površja in spodnjega ozračja, čeprav igrajo nasprotno vlogo pri toplotni bilanci puščavskih območij. [...]

Opozoriti je treba, da je na pojav, ki ga danes imenujemo učinek tople grede plinastih atmosferskih nečistoč, prvi opozoril leta 1824 francoski znanstvenik J. Fourier, leta 1861 pa je angleški fizik J. Tyndall odkril, da tako kot vodna para tudi molekule CO2 zasijejo infrardeče svetlobo. sevanje. Ta geofizikalna lastnost ogljikovega dioksida pa ni njegov edini globalni vzvod vpliva na biosfero. Druge primerljive lastnosti CO2, kot so gnojilni in antitranspiracijski učinki, so obravnavane v poglavju Živa snov. Vrnimo se k glavni temi.[...]

Trenutno je približno 10% kopnega pokritega z ledom. Približek učinka tople grede je odvisen od količine izpustov ogljikovega dioksida.[...]

Nekateri plini v atmosferi, vključno z vodno paro, imajo učinek tople grede, to je sposobnost, da v večji meri prenašajo sončno sevanje na zemeljsko površje v primerjavi s toplotnim sevanjem, ki ga oddaja Zemlja, ogreta s Sonce. Zaradi tega je temperatura zemeljskega površja in prizemne plasti zraka višja, kot bi bila, če učinka tople grede ne bi bilo. Učinek tople grede je eden od mehanizmov za vzdrževanje življenja na Zemlji.[...]

Kombinacija prvih dveh dejavnikov se imenuje "Relativni potencial tople grede" in je izražena v enotah potenciala CO2. Je priročen indikator trenutnega stanja učinka tople grede in se uporablja v mednarodnih diplomatskih pogajanjih. Relativna vloga vsakega toplogrednega plina je zelo občutljiva na spremembe v posameznem dejavniku in na njihovo soodvisnost, zato je določena zelo približno.[...]

Osnova za gradnjo zagovornikov učinka tople grede je spremljanje podnebja. Pogosto se omenja število segrevanj v 100 letih za 0,5-0,6 stopinje Celzija. Toda zgoraj navedena podnebna poročila jasno kažejo, da »vse vrste podatkov, ki se uporabljajo za preučevanje podnebnih sprememb in spremenljivosti, trpijo zaradi težav s kakovostjo in neustreznostjo«. Zaskrbljujoč je tudi podatek, da od začetka satelitskih opazovanj (pozne 70. leta prejšnjega stoletja) globalnih sprememb temperature v troposferi skoraj ni bilo opaziti. Po satelitskih in radiosondnih podatkih je v tem obdobju globalna temperatura v spodnji in srednji troposferi ostala skoraj nespremenjena: njen dvig je znašal le 0,05 stopinje Celzija na desetletje, kar je polovica napake te ocene (± 0,1 stopinje na 10 let). V zgornji troposferi od začetka 60. let prejšnjega stoletja sploh ni bilo opaziti statistično pomembnih globalnih temperaturnih trendov. [...]

Opozorimo še na naslednjo pomembno okoliščino: učinek tople grede antropogenega izvora načeloma ni mogoče zanesljivo zabeležiti z majhnim številom opazovanj, saj količina toplote, ki je potrebna za segrevanje ozračja, recimo za 1 stopinjo, je tri velikostne rede manjša od količine toplote, izgubljene v vesolju zaradi sevanja iz zgornjih plasti atmosfere.[...]

Še pred dvema ali tremi desetletji so samo okoljski znanstveniki vedeli za globalno segrevanje zaradi učinka tople grede. Danes je to postal problem, ki skrbi človeštvo.[...]

Ogljikov dioksid ali ogljikov dioksid (CO2) se v primerjavi z drugimi toplogrednimi plini razlikuje po relativno nizkem potencialu učinka tople grede, vendar po precejšnjem trajanju obstoja v ozračju - 50-200 let in relativno visoki koncentraciji. . Delež ogljikovega dioksida v učinku tople grede trenutno znaša približno 64 %, vendar je ta relativna vrednost nestabilna, ker je odvisna od spreminjajoče se vloge drugih toplogrednih plinov. [...]

Vsebnost ogljikovega dioksida in metana v ozračju hitro narašča. Ti plini povzročajo "učinek tople grede" (slika 13.4).[...]

Po podatkih ruskih, francoskih in ameriških raziskovalcev je raven plinov, ki ustvarjajo učinek tople grede v Zemljinem ozračju, trenutno najvišja v zadnjih 420 tisoč letih. Raziskava je potekala v ruski antarktični bazi "Vostok", kjer so raziskovalci z vrtanjem ledu dosegli rekordno globino 3620 m, kar ustreza plasti, ki je nastala pred 420 tisoč leti. Zračni mehurčki, ki jih vsebuje led, so postali nekakšen arhiv stanja ozračja. V obdobju globalnega segrevanja se je raven plinov, ki povzročajo učinek tople grede (ogljikov dioksid, metan itd.), povečala, med ohlajanjem pa zmanjšala.[...]

In ne grozi nam samo pomanjkanje energije, temveč tudi toplotna smrt zaradi odvečne toplote, ki nastane ob njenem sprejemanju (tako imenovani »učinek tople grede«).[...]

Pred približno 3 milijardami let pa se je količina atmosferskega ogljikovega dioksida začela zmanjševati zaradi njegove vezave v karbonatnih kamninah. Učinek tople grede se je toliko zmanjšal za 2,8 milijarde let, da je prišlo do celinske poledenitve. To je bila prva (?) ledeniška doba v zgodovini Zemlje. Povprečna globalna temperatura po V. A. Zubakovu takrat ni presegla 4-10 ° C. Kasneje se je sij Sonca povečeval, učinek tople grede radiacijsko aktivnih plinov in plinastih snovi v ozračju pa se je začel zmanjševati, vendar je ta proces potekal v sunkih.[...]

Instrumentalno dokazano kopičenje v atmosferi ogljikovega dioksida za 0,4 % v plinu, metana za 1 % in dušikovega oksida L/0 za 0,2 %. ki povzroča "učinek tople grede". Sestoji iz dejstva, da ti plini, ki vstopajo v ozračje, ovirajo prenos toplote s površine Zemlje in delujejo kot kup ali film v rastlinjaku. [...]

Cilj Okvirne konvencije Združenih narodov o spremembi podnebja je stabilizirati koncentracije toplogrednih plinov v ozračju na ravneh, ki bi povzročile nevarna neravnovesja v globalnem podnebnem sistemu. Zaradi tega bomo morali zmanjšati emisije plinov, kot je ogljikov dioksid, stranski produkt uporabe goriv za proizvodnjo energije.[...]

Klorofluoroogljikovodiki (CFC) so snovi, ki jih sintetizira človek in vsebujejo klor, fluor in brom. Imajo zelo močan relativni toplogredni potencial in dolgo življenjsko dobo v atmosferi. Njihova skupna vloga pri učinku tople grede je bila sredi devetdesetih let približno 7 %. Proizvodnja klorofluoroogljikovodikov v svetu je trenutno pod nadzorom mednarodnih sporazumov o varstvu ozonskega plašča, ki vključujejo določbo o postopnem zmanjševanju proizvodnje teh snovi z nadomeščanjem z ozonu manj škodljivimi, čemur sledi popolna ukinitev . Posledično se je koncentracija CFC-jev v ozračju začela zmanjševati.[...]

Zgoraj je bilo navedeno, kakšne negativne posledice lahko povzroči intenzivno povečanje vsebnosti ogljikovega dioksida v ozračju zaradi učinka tople grede (segrevanje podnebja, taljenje ledenikov, dvig morske gladine itd.). Poleg tega povečanje koncentracije ogljikovega dioksida poveča razgradnjo gradbeni materiali- apnenec, dolomit, beton, kamen. Nekateri starodavni spomeniki, ki so preživeli tisočletja, ne morejo preživeti bolezni, ki jo povzroča onesnaženje okolja. Ista dušikova kislina, ki nastane pri medsebojnem delovanju dušikovih oksidov in vode, ima nanje uničujoč učinek. [...]

Vloga atmosfere v življenju je velika: vzdrževanje dihalnih procesov (kisik), transport plinastih snovi - osnova življenja rastlinskih organizmov in uravnavanje temperature na zemlji (»učinek tople grede«).[...]

Leta 1896 je S. Arrhenius (1859-1927) objavil temeljno delo, v katerem je kvantificiral učinek sprememb atmosferske koncentracije CO2 na temperaturo zemeljske površine. Pri izračunu učinka tople grede je upošteval učinek pomembne pozitivne povratne zveze med naraščajočimi temperaturami in naraščajočo vsebnostjo vodne pare v zraku, kar naj bi vodilo tudi v segrevanje podnebja.[...]

Do sredine 21. stoletja (2050) lahko pričakujemo, da se bodo koncentracije CO2 v Zemljini atmosferi podvojile v primerjavi s časom pred industrializacijo (približno 1850). Tako nedvomno obstaja nevarnost antropogenega učinka tople grede pri izgorevanju fosilnih goriv.[...]

Podnebje je mogoče označiti z neko povprečno globalno temperaturo površinske plasti ozračja in gladino Svetovnega oceana. Trenutno se povečanje teh parametrov razlaga kot globalno segrevanje, ki ga povzroča antropogeni učinek tople grede (zaradi izpusta ogljikovega dioksida zaradi zgorevanja goriv, ki vsebujejo ogljik). Če pa sta toplotna in vodna bilanca planeta nestabilna, se predpostavke o nespremenljivosti globalne temperature in gladine morja izkažejo za napačne in te količine so vedno v nestacionarnem stanju in se kompleksno spreminjajo. [...]

Globalna raven upravljanja okoljske varnosti vključuje napovedovanje in spremljanje procesov v stanju biosfere kot celote in njenih sestavnih sfer. V drugi polovici 20. stol. Ti procesi se izražajo v globalnih podnebnih spremembah, nastanku učinka tople grede, uničenju ozonskega zaslona, dezertifikaciji planeta in onesnaževanju Svetovnega oceana. Bistvo globalnega nadzora in upravljanja je ohranjanje in obnavljanje naravnega mehanizma reprodukcije okoljskih razmer s strani biosfere, ki ga usmerja celota živih organizmov, ki sestavljajo biosfero.[...]

Vendar pa ogromna moč, ki jo razvijajo zemeljski organizmi, skriva skrito nevarnost hitrega uničenja okolja. Če je kršena celovitost biote, se lahko okolje v desetletjih popolnoma izkrivlja. Znano je, da koncentracija ogljikovega dioksida (CO2) v atmosferi hitro narašča, kar krepi učinek tople grede in lahko vodi do povišanja površinske temperature (globalno segrevanje). Ta proces je bil dolgo povezan samo z zgorevanjem fosilnih goriv. Vendar pa globalna analiza rabe zemljišč to kaže pomembna ozemlja V celinski biosferi se količina organskega ogljika ne povečuje, temveč zmanjšuje, hitrost sproščanja ogljika iz celinske biote in organskih zalog prsti pa po velikosti sovpada s hitrostjo sproščanja fosilnega ogljika pri zgorevanju premoga, nafte in plin. Posledično sodobna biota krši Le Chatelierjevo načelo. Od začetka tega stoletja so kopenski organizmi prenehali absorbirati presežek ogljikovega dioksida iz ozračja. Namesto tega je začela sproščati ogljik v ozračje, kar je povečalo namesto zmanjšalo industrijsko onesnaževanje. To pomeni, da je struktura naravne kopenske biote porušena v svetovnem merilu.[...]

Poglejmo, zakaj ta železna teorija ni primerna za vrtne hiše. Torej, naredili ste temelj iz betonskih blokov in ga zasadili pod izračunano globino zmrzovanja tal. V moskovski regiji je na primer taka globina 1,5 m, dovolj pa je 1,4, celo 1,3 m: že vrsto let so zime v moskovski regiji in morda povsod precej toplejše kot v teh dneh. je bila določena globina oblikovanja. Nadalje pravijo, da bo še topleje zaradi učinka tople grede zaradi visoke vsebnosti CO2 v ozračju.[...]

Za ohranitev zemeljskega ozonskega plašča se izvajajo ukrepi za zmanjšanje emisij freonov in njihovo zamenjavo z okolju prijaznimi snovmi. Trenutno je rešitev problema ohranjanja ozonskega zaslona in uničevanja ozonskih lukenj nujna za ohranitev zemeljske civilizacije. Konferenca Združenih narodov o okolju in razvoju v Riu de Janeiru je sklenila, da naše ozračje vedno bolj prizadenejo toplogredni plini, ki ogrožajo podnebne spremembe, pa tudi kemične snovi, zmanjšanje ozonskega plašča.[...]

Če ukrepov ne bomo sprejeli, bo kopičenje CO2 povzročilo kopičenje toplote v spodnjih plasteh troposfere (saj CO2 ne prepušča toplotnih žarkov, ki jih oddaja Zemlja). Ob ogromnih (do 3x14 MJ na leto) sproščanju energije iz toplotnih virov lahko to povzroči segrevanje ozračja, taljenje ledu, povečano vlažnost, izolacijo od sonca, hlajenje itd. Na koncu te verige se pojavi poplava s kasnejšimi ledena doba. Ta mehanizem, pogosto imenovan hipoteza o "učinku tople grede", je potrjen z večparametrskimi računalniškimi izračuni. Znanstveniki verjamejo, da se je proces že začel: 1987 je najtoplejše glede na povprečno globalno temperaturo, zima 1989 je najbolj vroča, 80. - najtoplejše desetletje. Globalno segrevanje le za 2-3 stopinje bi lahko imelo dramatične posledice.[...]

Kot posledica hitre tehnogene dejavnosti, nepremišljenega odnosa do okolja, nenadzorovanega znanstvenega in tehnološkega napredka, povečanega pritiska na naravo, plenilske rabe. naravni viri Zemlja je jasno vidna nastajajoča globalna ekološke težave, sestavine splošne okoljske krize: onesnaženje ozračja, geodrosfere, litosfere s škodljivimi tehnogenimi odpadki; podnebne spremembe, predvsem njegovo segrevanje zaradi »tople grede«, s posledično možnostjo poplavljanja večjih naseljenih območij; uničenje ozonske plasti v ozračju in pojav nevarnosti izpostavljenosti kratkovalovnemu ultravijoličnemu (UV) sevanju, ki je uničujoče za vse življenje na Zemlji; izčrpavanje materialnih in naravnih virov; uničevanje gozdov, nastanek puščav; izčrpavanje bioloških vrst flore in favne; rast prebivalstva planeta in zagotavljanje hrane, stanovanj in oblačil; širjenje virusne incidence med regijami; kršitev genetske celovitosti pokrajin; estetski in etični vidiki degradacije okolja; neskladje med obnovitvenimi sposobnostmi narave in tehnogenimi vplivi itd.[...]

Toplotno ravnovesje nastopi, ko se temperature teles, ki sodelujejo pri izmenjavi toplote, izenačijo, tj. vsako od njih začne oddajati toliko energije, kot jo prejme od drugih teles. Zato se na primer pozimi, ko površina Zemlje v vesolje odda več energije, kot je prejme od Sonca, začne njena temperatura zniževati. Poleti se pojavi nasprotni pojav. To pojasnjuje tudi dejstvo, da v noči brez oblačka temperatura pade bolj kot v oblačni noči. V slednjem primeru del zemeljskega sevanja odbijejo oblaki na njeno površino. Manjša oblačnost je tudi kriva za razmeroma močan nočni padec temperature gorskih predelih v primerjavi z ravninami. Prisotnost v atmosferi nečistoč plinov antropogenega izvora z molekulskimi velikostmi, večjimi od molekulskih velikosti njegovih glavnih sestavin (dušik, kisik) (CC>2, CH4, SO2 itd.), Zmanjšuje infrardeče sevanje v vesolje. To lahko prispeva k razvoju učinka "tople grede" (oddelek 1.6.1).[...]

Talna plast Troposfera je najbolj prizadeta zaradi antropogenega vpliva, katerega glavna vrsta je kemično in toplotno onesnaženje zraka. Na temperaturo zraka najbolj vpliva urbanizacija ozemlja. Temperaturne razlike med urbaniziranim območjem in okoliškimi nerazvitimi območji so povezane z velikostjo mesta, gostoto pozidave in sinoptičnimi razmerami. Obstaja težnja po zvišanju temperature v vsaki majhni in veliko mesto. Za velika mesta v zmernem pasu je temperaturni kontrast med mestom in predmestjem 1-3° C. V mestih se albedo podzemne površine (razmerje med odbitim sevanjem in skupnim sevanjem) zmanjša zaradi videza zgradb, objektov in umetnih površin, kjer se sončno sevanje intenzivneje absorbira in akumulira v konstrukcijah, stavbe absorbirajo toploto podnevi, zvečer in ponoči pa jo sproščajo v ozračje. Zmanjša se poraba toplote za izhlapevanje, saj se zmanjšajo površine z odprto zemljo, ki jih zasedajo zelene površine, in hitro odstranjevanje atmosferske padavine sistemi za odvodnjavanje deževnice ne omogočajo ustvarjanja zalog vlage v tleh in površinskih vodah. Razvoj mest vodi v nastanek območij stagnacije zraka, kar vodi do njegovega pregrevanja; preglednost zraka v mestu se spremeni tudi zaradi povečane vsebnosti nečistoč v njem iz industrijskih podjetij in prometa. V mestu se zmanjša skupno sončno sevanje in nasprotno infrardeče sevanje zemeljskega površja, kar skupaj s toplotnim prenosom stavb vodi do pojava lokalnega »tople grede«, tj. mesto je »pokrito« z odejo toplogrednih plinov in aerosolnih delcev. Pod vplivom razvoja mest se količina padavin spreminja. Glavni dejavnik za to je radikalno zmanjšanje prepustnosti spodnjega površja za sedimente in ustvarjanje mrež za odvajanje površinskega odtoka iz mesta. Velika količina zgorelega ogljikovodikovega goriva je velikega pomena. V mestu v toplem vremenu pride do znižanja vrednosti absolutna vlažnost in nasprotna slika se pojavi v hladnem vremenu - v mestu je vlažnost višja kot zunaj mesta.