Парниковый эффект

Опубликовано admin 07.04.2009 в категории География |

1. Механизм парникового эффекта.
2. Парниковые газы.
3. Влияние деятельности человека на усиление парникового эффекта.
4. Отрицательные последствия парникового эффекта.

1. МЕХАНИЗМ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

Образное название «парниковый эффект» получило природное
явление, суть которого заключается в том, что атмосфера
задерживает идущее от земной поверхности тепловое
излучение (подобно пленке над огородным парником).

Энергия, поступающая на нашу планету от Солнца, определяет
ход всех биологических процессов на Земле. Из общего
количества этой энергии 20 % поглощается атмосферой,
34% отражается облаками и земной поверхностью и уходит
обратно в космос. Оставшиеся 46 % энергии доходят до земной
поверхности и нагревают ее. Нагретая земля в свою очередь
излучает длинноволновую инфракрасную (тепловую) радиацию,
которая частично уходит в космос, а частично остается
в атмосфере, задерживаясь входящими в ее состав газами и
нагревая приземные слои воздуха.

2. ПАРНИКОВЫЕ ГАЗЫ

Газы, задерживающие тепловое излучение и препятствующие
оттоку тепла в космическое пространство, называются
парниковыми газами.

Благодаря парниковому эффекту среднегодовая температура
у поверхности Земли в последнее тысячелетие составляет
примерно 15°С. А без него она опустилась бы до -18°С и
существование жизни на Земле стало бы невозможным.

Основной парниковый газ — водяной пар, задерживает
до 60 % теплового излучения Земли. Содержание водяного
пара в атмосфере определяется планетарным круговоротом
воды и при сильных широтных и высотных колебаниях в целом
практически постоянно.

Остальные 40 % теплового излучения Земли задерживают
другие парниковые газы, в том числе более 20 % — углекислый
газ.

Основные источники углекислого газа в атмосфере —
извержения вулканов и естественные Лесные noacs ры. На заре
геобиохимической эволюции Земли (то есть тогда, когда воз-.
никли первые биологические соединения) углекислый газ поступал
в Мировой океан через подводные вулканы и выделялся
в атмосферу.

До сих пор нет точных оценок содержания углекислого
газа в атмосфере на ранних этапах ее развития. A.v ериканский
геохимик Д. Марэ полагает, что содержание углекислого газа
в атмосфере в первый миллиард лет ее существования было в
1000 раз больше, чем в настоящее время, — около 39 %. Тогда
температура воздуха в приземном слое достигала почти 100°С,
а температура воды в Мировом океане приближалась к точке
кипения (сверхпарниковый эффект).

С появлением фотосинтезируюших организмов стал действовать
мощный механизм изъятия из атмосферы и океана
углекислого газа — ведь он необходим для фотосинтеза. Связанный
живыми организмами, углекислый газ стал откладываться
в осадочных породах и парниковый эффект стал постепенно
уменьшаться, пока не установилось равновесие в биосфере,
при котором содержание углекислого газа з атмосфере
составляло 0,03 %.

3. ВЛИЯНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА НА УСИЛЕНИЕ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

С началом эпохи индустриализации в атмосферу стал поступать
углекислый газ, образующийся в результате сжигания
ископаемого топлива;

С + О2 —» СО2 — реакция сжигания угля;

С8Н8 + 5О2 —> ЗСО2 + 4Н2О — реакция сжигания газа;

С25Н52 + 38О 2 -> 25СО2 + 26Н2О - так сгорает мазут.

Выбросы углекислого газа в атмосферу значительно возросли
во второй половине XX века. Основной причиной этого
стала колоссальная зависимость современной мировой экономики
от ископаемых видов топлива. В настоящее время, например,
ископаемое топливо обеспечивает 75% мирового производства
электрической энергии. По оценкам экспертов
ООН, с начала XX в. увеличение выбросов углекислого газа
составляло от 0,5% до 5% в год. В результате только за счет
сжигания топлива в атмосферу поступило 400 млрд. тонн углекислого
газа. Согласно расчетам специалистов, сейчас атмосфера
содержит на 25 % углекислого газа больше, чем его
было накоплено за последние 160 тысяч лет. По мнению некоторых
ученых, произошло нарушение биосферного углеродного
круговорота: поступление углекислого газа в атмосферу
стало превышать его потребление живыми организмами.

В настоящее время в мире в результате сжигания топлива
на тепловых электростанциях, промышленных предприятиях
и в автомобильных двигателях в атмосферу ежегодно
выбрасывается более 5 млрд. тонн углекислого газа. Еще 1 —
2 млрд. тонн его уходит в атмосферу за счет сжигания лесов,
главным образом, тропических. Леса исчезают с поверхности
планеты с катастрофической скоростью, за последние два века
их площадь сократилась вдвое. Влажные тропические леса
начали интенсивно сгорать с середины XX в. (в среднем они
исчезают со скоростью 1 га в минуту или 5 тыс. км2 в год).

25 % промышленных выбросов углекислого газа в атмосферу
за счет сжигания топлива дают США и страны Евросоюза,
11 % — Китай, 9 % — Россия.

К другим парниковым газам, появление которых в атмосфере
в значительном количестве обусловлено хозяйственной
деятельностью человека, относятся:

метан СИ,, поступающий с рисовых полей (около 110
млн. тонн в год); в результате утечек природного газа при
иефте- и угледобыче (до 50 млн. тонн в год). Доля его влияния
на усиление парникового эффекта составляет 15 %;

фторхлоруглеводы (фреоны), утечка которых происходит
на промышленных и других объектах. Доля их влияния
12-24%;

оксиды азота, попадающие в атмосферу вследствие сжигания
топлива в реактивных самолетных и ракетных двигателях,
применения азотных удобрений в сельском хозяйстве.
Доля их влияния 5—6 %.

В последние годы отмечается постепенное возрастание
содержания этих парниковых газов в атмосфере.

4. ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

Предположения, что последствиями хозяйственной деятельности
человека могут стать значительные изменения климата,
впервые были высказаны в конце XIX — начале XX в. В
1922 году английский герцог Шерлок выдвинул идею, что эти
изменения прямо связаны с содержанием углекислого газа в
атмосфере, а следовательно, и с возрастающими масштабами
использования ископаемого горючего топлива.

На Международной конференции ученых по проблеме
антропогенного изменения климата, прошедшей в Торонто в
1988 году, был сделан вывод, что последствия усиления парникового
эффекта уступают лишь последствиям мировой ядерной
войны. Тогда при ООН была создана межправительственная
группа экспертов по проблемам изменения климата, которая
занялась всесторонним изучением проблем влияния человека
на изменение климата. О результатах их работы сказано в
докладе: «Выбросы в атмосферу, вызванные человеческой деятельностью,
приводят к существенному увеличению концентрации
парниковых газов. Это увеличивает парниковый эффект,
что приводит к дополнительному нагреву земной поверхности».

По мнению ряда ученых, средняя температура на планете
возросла по сравнению с доиндустриальным периодом (конец
XIX ст.) примерно на 0,6°С. По самым оптимистическим прогнозам,
к 2025 г. повышение температуры составит 2,5°С, а к
концу XXI столетия — почти 6°С.

Среди важных проблем, связанных с усилением парникового
эффекта и потеплением климата, выделяется проблема
повышения уровня Мирового океана за счет таяния материковых
и морских льдов и проблема теплового расширения
воды в океане. За прошедшее столетие уровень Мирового
океана повысился на 10—25 см, а к концу XXI столетия может
повыситься уже на 1—2 м. Если же произойдет разрушение
ледовых щитов Антарктиды и Гренландии, то уровень океана
повысится на 10 м, а это повлечет исчезновение с карты мира
десятков государств.

Постепенное повышение уровня Мирового океана так
же вынудит сотни миллионов людей мигрировать из прибрежных
зон, дельт рек и островов. Вода затопит многие приморские
города, серьезно пострадают места нереста рыб. Больше
всех пострадают Китай, Египет, Бангладеш, Нидерланды, Япония,
США.

Потепление климата приведет также к высвобождению
метана, находящегося в лоне вечной мерзлоты в виде гидрата
метана. Гидрат метана — это твердое вещество, состоящее из
кристаллов воды и металла, поглощенного под давлением водой.
По оценкам, в зоне вечной мерзлоты метана содержится
во много раз больше, чем во всей живой материи на Земле.

Повышение средних температур на земном шаре может
вызвать и существенные изменения в течении процессов био
сферы:

— нарушение круговоротов главных биологических эле
ментов;
- изменения характера облачности и связанные с этим
климатические изменения;
— изменение распределения осадков по регионам;
- смещение климатических зон и, в частности, увеличе
ние пустынь;
– нарушение биологических ритмов развития растений
и вследствие этого — длительные периоды неурожаев главных
сельскохозяйственных культур.

Таким образом, парниковый эффект - это сложнейшее
явление, в котором тесно переплелись и взаимодействуют природные
процессы и результаты человеческой деятельности.