Парниковый эффект и изменение климата

Еще в 1896 шведский химик Сванте Аррениус впервые высказал предположение о нагреве атмосферы и земной поверхности в результате парникового эффекта (1.16.).

Парниковый эффект (1.16.). – это изменения климата (глобальное потепление), вызванные поступлением в атмосферу большого количества так называемых парниковых газов.

В атмосферу Земли солнечная энергия проникает в виде коротковолновой радиации. Некоторая ее часть отражается в космическое пространство, другая поглощается молекулами воздуха и нагревает его и примерно половина достигает земной поверхности. Поверхность Земли нагревается и излучает длинноволновую радиацию, обладающую меньшей энергией, чем коротковолновая. После этого радиация проходит через атмосферу и частично теряется в космосе, а большая ее часть поглощается атмосферой и вторично отражается к поверхности Земли.

Этот процесс вторичного отражения радиации возможен из-за присутствия в воздухе, хотя и в небольших концентрациях, примесей многих газов (так называемых парниковых), имеющих как естественное, так и антропогенное происхождение. Они пропускают коротковолновую радиацию, но поглощают или отражают длинноволновую. Количество удерживаемой тепловой энергии зависит от концентрации парниковых газов и продолжительности их пребывания в атмосфере.

Основные парниковые газы – водяной пар, углекислый газ, озон, метан, оксид азота и хлорфторуглеводороды.

ЗАПОМНИТЕ!!! Вода и оксид углерода (1У) (СО₂) имеют определяющее значение для нагрева земной поверхности благодаря их способности поглощать солнечную радиацию.

Девяносто процентов СО₂, ежегодно поступающего в атмосферу, образуется при дыхании (окислении органических соединений клетками растений и животных). Однако это поступление компенсируется его потреблением зелеными растениями в процессе фотосинтеза.

Однако наибольшую опасность представляет увеличение содержания оксида углерода (1У) антропогенного происхождения. Изучение содержания оксида углерода (1У) на протяжении нескольких последних столетий показало, что:

· в течении 2000 лет до индустриального периода концентрация его была практически постоянной и равна 2,75•10^-2%,

· в 1958 году она уже составила 3,15•10^-2 %, в 1984 году – 3,54 10^-2%, в 2000 - 3,84 10^-2%,

При этом выявлены и регулярные сезонные флуктуации доходящие до 2% от основного содержания.

Такое увеличение содержания оксида углерода (1У) в атмосфере объясняется:

а) все большим использованием топлива;

б) уменьшением растительного покрова вследствие вырубки леса. Так скорость уничтожения лесов растет, и в 2000 году площадь лесного покрова составила уже 80-75% от уровня 1970-х годов.

За счет сжигания топлива сейчас в атмосферу поступает 14 миллиардов тонн углекислого газа в год. Однако следует иметь ввиду, что буферная способность биосферы не беспредельна и дальнейшее усиленное действие на нее может привести к катастрофе. Действительно, накопление углекислого газа в атмосфере вызывает поглощение им отраженного от поверхности земли рассеянного отраженного солнечного света, что вызывает повышение температуры воздуха (так называемый парниковый эффект). Существующие в природе механизмы, компенсируют избыточное выделение СО₂, естественно, только частично (на современном этапе всего на 50%). К ним относится усиление фотосинтеза (в основном за счет океана и морей, что проявляется в их цветении).

Так средняя концентрация углекислого газа в тропосфере за счет деятельности человека ежегодно возрастает примерно на 0,4 %.

На основание компьютерного моделирования был сделан прогноз, согласно которому в результате роста содержания оксида углерода (1У) и других парниковых газов в тропосфере неизбежно произойдет глобальное потепление.

ЗАПОМНИТЕ!!! Если прогноз оправдается, и средняя температура воздуха на Земле повысится всего на несколько градусов, последствия могут быть катастрофическими:

· изменятся климат и погода,

· существенно нарушатся условия произрастания растений, в том числе сельскохозяйственных культур,

· участятся засухи,

· начнут таять ледники и ледниковые покровы, что, в свою очередь, приведет к повышению уровня Мирового океана и затоплению приморских низменностей.

Ученые подсчитали, что для стабилизации климата планеты необходимо 60%-ое (относительно уровня 1990) уменьшение поступления парниковых газов в атмосферу. В июне 1992 в Рио-де-Жанейро на Конференции ООН по окружающей среде делегаты 160 стран подписали Конвенцию по изменению климата, которая поощряла дальнейшие усилия по уменьшению выбросов парниковых газов и поставила целью вплоть до 2010 года стабилизировать поступление их в атмосферу на уровне 1990.

Кроме этого во многих странах принимают целевые программы "Повышение лесистости в рамках реализации целей Киотского протокола, охрана и защита лесов " на 2006-2015 годы, Цель программы - снизить парниковый эффект и загрязнение атмосферы, обеспечить защиту почв от эрозии, тем самым улучшив экологическую обстановку. Так, в России в рамках программы будет начат крупномасштабный проект создания защитных лесосооружений, в частности, "лесного моста" "Бузулукский бор" - Казахстан из долговечных, ценных древесных пород. Этот "лесной мост" должен стать барьером на пути суховеев, защитить земли области от неблагоприятных природных факторов. Подобный механизм в дальнейшем позволит привлекать для охраны, защиты и воспроизводства лесов дополнительное финансирование за счет средств, предусмотренных Киотским протоколом, и повысит значимость в реализации мировой экологической политики.