VALKO-VENÄJÄN TASAVALLAN OPETUSMINISTERIÖ

EE "VALKO-VENÄJÄN VALTIONTALOUSYLIOPISTO"

ABSTRAKTI

tieteenalan mukaan: Ekologian ja energiansäästön perusteet

aiheesta: Kasvihuoneilmiö: syyt ja seuraukset

Tarkastettu: T.N. Filipović

HISTORIATIEDOT

Ajatuksen kasvihuoneilmiön mekanismista esitti ensimmäisen kerran Joseph Fourier vuonna 1827 artikkelissa "Huomautus lämpötiloista". maapallo ja muut planeetat", jossa hän tarkasteli erilaisia ​​​​mekanismeja Maan ilmaston muodostumiselle, samalla kun hän tarkasteli kumpaakin maapallon yleiseen lämpötasapainoon vaikuttavia tekijöitä (lämpeneminen auringon säteilyllä, säteilyn aiheuttama jäähtyminen, Maan sisäinen lämpö), sekä lämmönsiirtoon ja ilmastovyöhykkeiden lämpötiloihin vaikuttavat tekijät (lämmönjohtavuus, ilmakehän ja valtamerten kiertokulku).

Tarkastellessaan ilmakehän vaikutusta säteilytasapainoon Fourier analysoi M. de Saussuren koetta sisältä mustetulla, lasilla peitetyllä astialla. De Saussure mittasi lämpötilaeron sellaisen astian sisä- ja ulkopuolelta, joka oli alttiina suoralle auringonvalolle. Fourier selitti lämpötilan nousun tällaisen "mini-kasvihuoneen" sisällä ulkolämpötilaan verrattuna kahden tekijän vaikutuksesta: konvektiivisen lämmönsiirron estäminen (lasi estää lämmitetyn ilman ulosvirtauksen sisältä ja viileän ilman sisäänvirtauksen ulkopuolelta ) ja lasin erilainen läpinäkyvyys näkyvällä ja infrapuna-alueella.

Juuri jälkimmäinen tekijä sai myöhemmässä kirjallisuudessa nimen kasvihuoneilmiö - absorboimalla näkyvää valoa pinta lämpenee ja lähettää lämpösäteitä (infrapuna); Koska lasi on läpinäkyvä näkyvälle valolle ja lähes läpinäkymätön lämpösäteilylle, lämmön kerääntyminen johtaa sellaiseen lämpötilan nousuun, jossa lasin läpi kulkevien lämpösäteiden määrä on riittävä lämpötasapainon saavuttamiseksi.

Fourier oletti, että Maan ilmakehän optiset ominaisuudet ovat samanlaisia ​​kuin lasin optiset ominaisuudet, eli sen läpinäkyvyys infrapuna-alueella on pienempi kuin optisen alueen läpinäkyvyys.

KASVIHUONEVAIKUTUKSEN SYYT

Jatkuvasti kasvavat poltetun polttoaineen määrät, teollisuuskaasujen tunkeutuminen ilmakehään, laaja poltto ja metsien hävittäminen, anaerobinen käyminen ja paljon muuta - kaikki tämä johti sellaisen maailmanlaajuisen ympäristöongelman syntymiseen kuin kasvihuoneilmiö.

Main kemikaalit Seuraavat viisi kaasua ovat vastuussa kasvihuoneilmiöstä:

Hiilidioksidi (50 % kasvihuoneilmiö);

Kloorifluorihiilivedyt (25 %);

Typpioksidi (8 %);

Maanpinnan otsoni (7 %);

metaani (10 %).

Hiilidioksidi vapautuu ilmakehään palamisen seurauksena monenlaisia polttoainetta. Noin 1/3 hiilidioksidin määrästä johtuu poltosta ja metsien hävittämisestä sekä aavikoitumisprosesseista. Metsien väheneminen tarkoittaa vihreiden puumaisten kasvien määrän vähenemistä, jotka pystyvät absorboimaan hiilidioksidia fotosynteesin kautta. Joka vuosi maapallon ilmakehän hiilidioksidipitoisuus kasvaa keskimäärin 0,5 %.

Kloorifluorihiilivedyt osuus kasvihuoneilmiöstä noin 25 prosenttia. Niillä on kaksinkertainen vaara ihmisille ja maapallon luonnolle: ensinnäkin ne edistävät kasvihuoneilmiön kehittymistä; toiseksi ne tuhoavat ilmakehän otsonia.

Metaani - yksi tärkeimmistä "kasvihuonekaasuista". Metaanin pitoisuus ilmakehässä on kaksinkertaistunut viimeisen 100 vuoden aikana. Pääasiallinen metaanin lähde maapallon ilmakehässä on luonnollinen anaerobinen käymisprosessi, joka tapahtuu märkäriisin tuotannossa, karjanhoidossa, jätevedenkäsittelykentillä, yhdyskunta- ja kunnallisjätevesien hajoamisessa, hajoamis- ja hajoamisprosesseissa. orgaanista ainesta kotitalousjätteiden kaatopaikoille jne. Maanpinnan ja maailman valtameren öljysaasteet myötävaikuttavat myös merkittävästi vapaan metaanin lisääntymiseen planeettamme ilmakehässä.

Typpioksidi muodostui monissa teknisiä prosesseja nykyaikainen maataloustuotanto (esimerkiksi muodostumisessa ja käytössä orgaaniset lannoitteet), ja myös erilaisten polttoaineiden jatkuvasti kasvavien määrien polttamisen seurauksena.

MAHDOLLISIA SKENAARIOITA MAAILMANLAAJUISESTA ILMASTONMUUTOKSESTA

Globaali ilmastonmuutos on hyvin monimutkainen, joten nykytiede ei voi antaa yksiselitteistä vastausta siitä, mikä meitä odottaa lähitulevaisuudessa. Skenaarioita tilanteen kehittymiselle on monia. Näiden skenaarioiden määrittämiseksi otetaan huomioon ilmaston lämpenemistä hidastavat ja kiihdyttävät tekijät.

Ilmaston lämpenemistä kiihdyttävät tekijät:

Ihmisen toiminnasta johtuvat CO 2 -, metaanin ja typpioksiduulipäästöt;

Lämpötilan noususta johtuva karbonaattien geokemiallisten lähteiden hajoaminen CO 2:n vapautuessa. SISÄÄN maankuorta sisältää sitoutuneena hiilidioksidia 50 000 kertaa enemmän kuin ilmakehässä;

Maapallon ilmakehän vesihöyrypitoisuuden kasvu lämpötilan nousun vuoksi ja siten valtameriveden haihtuminen;

Maailmanmeren CO 2 -päästöt sen kuumenemisen vuoksi (kaasujen liukoisuus laskee veden lämpötilan noustessa). Jokaista veden lämpötilan nousua kohti hiilidioksidin liukoisuus siihen laskee 3 %. Maailmanvaltameressä on 60 kertaa enemmän hiilidioksidia kuin maan ilmakehässä (140 biljoonaa tonnia);

Maan albedon (planeetan pinnan heijastavuuden) lasku jäätiköiden sulamisesta, ilmastovyöhykkeiden ja kasvillisuuden muutoksista. Meren pinta heijastaa paljon vähemmän auringonvaloa kuin planeetan napajäätiköt ja lumet, jäätiköttömillä vuorilla on myös albedo, pohjoiseen liikkuva puukasvillisuus on albedoa pienempi kuin tundrakasvit. Viimeisten viiden vuoden aikana maapallon albedo on laskenut jo 2,5 %;

Metaanin päästöt ikiroudan sulamisen aikana;

Metaanihydraattien hajoaminen - veden ja metaanin kiteiset jäiset yhdisteet, jotka sisältyvät maan subpolaarisille alueille.

Ilmaston lämpenemistä hidastavat tekijät:

Ilmaston lämpeneminen hidastaa valtamerten virtauksia, lämpimän Golfvirran hidastuminen aiheuttaa lämpötilan laskua arktisella alueella;

Maapallon lämpötilan noustessa haihtuminen lisääntyy ja siten pilvisyys, joka on tietynlainen este auringonvalon tielle. Pilvien pinta-ala kasvaa noin 0,4 % jokaista lämpenemisastetta kohden;

Haihtumisen lisääntyessä sademäärä lisääntyy, mikä edistää maiden kastumista, ja soiden tiedetään olevan yksi tärkeimmistä CO 2 -varastoista;

Lämpötilan nousu edistää lämpimien merien alueen laajenemista ja siten nilviäisten ja koralliriuttojen valikoiman laajentamista, nämä organismit osallistuvat aktiivisesti hiilidioksidin laskeutumiseen, mikä menee kuorien rakentamiseen ;

Ilmakehän CO 2 -pitoisuuden kasvu stimuloi kasvien kasvua ja kehitystä, jotka ovat tämän kasvihuonekaasun aktiivisia vastaanottajia (kuluttajia).

Tässä on 5 skenaariota Maaplaneetan tulevaisuudesta:

Skenaario 1 - ilmaston lämpeneminen tapahtuu vähitellen. Maapallo on erittäin suuri ja monimutkainen järjestelmä, joka koostuu suuri numero toisiinsa liittyvät rakenneosat. Planeetalla on liikkuva ilmapiiri, jonka ilmamassojen liike jakaa lämpöenergiaa planeetan leveysasteille, maapallolla on valtava lämmön ja kaasun varaaja - Maailmanmeri (valtameri kerää 1000 kertaa enemmän lämpöä kuin ilmakehä) Muutokset näin monimutkaisessa järjestelmässä eivät voi tapahtua nopeasti. Kuluu vuosisatoja ja vuosituhansia, ennen kuin mitään konkreettista ilmastonmuutosta voidaan arvioida.

Skenaario 2 – ilmaston lämpeneminen tapahtuu suhteellisen nopeasti."Suosituin" skenaario tällä hetkellä. Eri arvioiden mukaan viimeisten sadan vuoden aikana planeettamme keskilämpötila on noussut 0,5–1 ° C, hiilidioksidipitoisuus on noussut 20–24 prosenttia ja metaanin pitoisuus 100 prosenttia. Jatkossa näitä prosesseja jatketaan edelleen XXI vuoden loppu luvulla maapallon pinnan keskilämpötila voi nousta 1,1 astetta 6,4 asteeseen. Arktisen ja Etelämantereen jään sulaminen edelleen voi nopeuttaa prosesseja ilmaston lämpeneminen planeetan albedon muutoksista johtuen. Joidenkin tutkijoiden mukaan vain planeetan jääpeitteet jäähdyttävät auringon säteilyn heijastuksen vuoksi maapalloamme 2 °C:lla, ja valtameren pintaa peittävä jää hidastaa merkittävästi lämmönvaihtoprosesseja suhteellisen lämpimien valtamerivesien ja merivesien välillä. ilmakehän kylmempää pintakerrosta. Lisäksi jääpiippujen yläpuolella ei käytännössä ole pääasiallista kasvihuonekaasua - vesihöyryä, koska se on jäätynyt.

Ilmaston lämpenemiseen liittyy merenpinnan nousu. Vuodesta 1995 vuoteen 2005 Maailman valtameren pinta on noussut jo 4 cm ennustetun 2 cm:n sijaan. Jos Maailman valtameren pinta jatkaa nousuaan samaa tahtia, niin 2000-luvun loppuun mennessä sen tason kokonaisnousu on 30 - 50 cm, mikä aiheuttaa monien rannikkoalueiden osittaisen tulvan, erityisesti Aasian tiheästi asutun rannikon. On muistettava, että noin 100 miljoonaa ihmistä maapallolla elää alle 88 senttimetrin korkeudessa merenpinnan yläpuolella.

Merenpinnan nousun lisäksi ilmaston lämpeneminen vaikuttaa tuulien voimakkuuteen ja sateiden jakautumiseen planeetalla. Tämän seurauksena erilaisten luonnonkatastrofien (myrskyt, hurrikaanit, kuivuus, tulvat) esiintymistiheys ja laajuus lisääntyvät planeetalla.

Tällä hetkellä 2 % kaikesta maasta kärsii kuivuudesta, joidenkin tutkijoiden mukaan vuoteen 2050 mennessä jopa 10 % kaikista maanosista on kuivuuden peitossa. Lisäksi sateen kausijakauma muuttuu.

Sateet ja myrskyt lisääntyvät Pohjois-Euroopassa ja Yhdysvaltojen länsiosissa, ja hurrikaanit raivoavat kaksi kertaa useammin kuin 1900-luvulla. Ilmasto Keski Eurooppa muuttuu vaihteleviksi, Euroopan sydämessä talvet lämpenevät ja kesät sateisemmat. Itä- ja Etelä-Eurooppaa, mukaan lukien Välimeri, kohtaavat kuivuus ja kuumuus.

Kasvihuoneilmiö on maan pinnan lämpötilan nousu, joka johtuu alemman ilmakehän lämpenemisestä kerääntymällä kasvihuonekaasut. Tämän seurauksena ilman lämpötila on korkeampi kuin sen pitäisi olla, ja tämä johtaa sellaisiin peruuttamattomiin seurauksiin kuin ilmastonmuutos ja. Muutama vuosisatoja sitten tämä oli olemassa, mutta se ei ollut niin ilmeistä. Teknologian kehittymisen myötä kasvihuoneilmiön aiheuttavien lähteiden määrä ilmakehässä kasvaa joka vuosi.

Kasvihuoneilmiön syyt

Vältä puhumasta ympäristöön, sen saastuminen, kasvihuoneilmiön vaaroja. Tämän ilmiön mekanismin ymmärtämiseksi on tarpeen määrittää sen syyt, keskustella seurauksista ja päättää, miten tätä ympäristöongelmaa käsitellään ennen kuin on liian myöhäistä. Kasvihuoneilmiön syyt ovat seuraavat:

• palavien mineraalien käyttö teollisuudessa - kivihiili, öljy, maakaasu, jonka palaminen vapauttaa ilmakehään valtavan määrän hiilidioksidia ja muita haitallisia yhdisteitä;
• liikenne - autot ja kuorma-autot päästävät pakokaasuja, jotka myös saastuttavat ilmaa ja lisäävät kasvihuoneilmiötä;
• , jotka imevät hiilidioksidia ja vapauttavat happea, ja jokaisen planeetan puun tuhoutuessa hiilidioksidin määrä ilmassa kasvaa;
• - toinen planeetan kasvien tuhoamisen lähde;
• väestönkasvu vaikuttaa ruoan, vaatteiden, asumisen kysynnän kasvuun, ja tämän varmistamiseksi teollisuustuotanto kasvaa, mikä saastuttaa ilmaa yhä enemmän kasvihuonekaasuilla;
• maatalouskemikaalit ja lannoitteet sisältävät vaihtelevia määriä yhdisteitä, jotka vapauttavat typpeä, yhtä kasvihuonekaasuista, haihtumisen seurauksena;
• jätteiden hajoaminen ja polttaminen kaatopaikoilla lisää kasvihuonekaasujen määrää.

Kasvihuoneilmiön vaikutus ilmastoon

Kasvihuoneilmiön tulokset huomioon ottaen voidaan päätellä, että suurin niistä on ilmastonmuutos. Koska ilman lämpötila nousee joka vuosi, merien ja valtamerten vedet haihtuvat voimakkaammin. Jotkut tutkijat ennustavat, että 200 vuoden kuluttua sellainen ilmiö kuin valtamerten "kuivuminen", nimittäin vedenpinnan merkittävä lasku, tulee havaittavaksi. Tämä on ongelman yksi puoli. Toinen on se, että lämpötilan nousu johtaa jäätiköiden sulamiseen, mikä myötävaikuttaa Maailman valtameren vedenpinnan nousuun ja johtaa maanosien ja saarten rannikoiden tulviin. Tulvien ja rannikkoalueiden tulvien lisääntyminen osoittaa, että valtamerten vesien taso nousee joka vuosi.

Ilman lämpötilan nousu johtaa siihen, että sateen vähän kostutetut alueet muuttuvat kuiviksi ja elämään sopimattomiksi. Täällä viljat kuolevat, mikä johtaa alueen väestön ruokakriisiin. Myöskään eläimille ei ole ruokaa, koska kasvit kuolevat sukupuuttoon veden puutteen vuoksi.

Monet ihmiset ovat elämänsä aikana tottuneet sää- ja ilmasto-olosuhteisiin. Ilman lämpötilan noustessa kasvihuoneilmiön vuoksi maapallon lämpeneminen alkaa. Ihminen ei kestä korkeita lämpötiloja. Esimerkiksi jos aiemmin kesän keskilämpötila oli +22-+27, niin nousu +35-+38:aan johtaa aurinko- ja lämpöhalvaukseen, kuivumiseen ja sydän- ja verisuonijärjestelmän ongelmiin, aivohalvauksen riski on suuri. Epänormaalin kuumuuden asiantuntijat antavat ihmisille seuraavat suositukset:

• — vähentää liikkeiden määrää kadulla;
• - pienentää fyysinen harjoitus;
• - vältä suoraa auringonvaloa;
• - lisää tavallisen puhdistetun veden kulutusta 2-3 litraan päivässä;
• - peitä pääsi auringolta hatulla;
• - Jos mahdollista, vietä aikaa päivällä viileässä huoneessa.

Kuinka minimoida kasvihuoneilmiö

Kun tiedetään, miten kasvihuonekaasuja syntyy, on välttämätöntä poistaa niiden lähteet ilmaston lämpenemisen ja muiden kasvihuoneilmiön kielteisten seurausten pysäyttämiseksi. Jopa yksi ihminen voi muuttaa jotain, ja jos sukulaiset, ystävät, tuttavat liittyvät häneen, he näyttävät esimerkkiä muille ihmisille. Tämä on jo paljon suurempi määrä planeetan tietoisia asukkaita, jotka suuntaavat toimintansa ympäristön suojelemiseen.

Ensinnäkin meidän on lopetettava metsien hävittäminen, istutettava uusia puita ja pensaita, koska ne imevät hiilidioksidia ja tuottavat happea. Sähköautojen käyttö vähentää pakokaasujen määrää. Lisäksi voit vaihtaa autosta polkupyörään, mikä on kätevämpää, halvempaa ja ympäristön kannalta turvallisempaa. Myös vaihtoehtoisia polttoaineita kehitetään, jotka valitettavasti ovat vähitellen siirtymässä päivittäiseen elämäämme.

Viihdyttävä video kasvihuoneilmiöstä

Kasvihuoneilmiön ongelman tärkein ratkaisu on tuoda se maailman yleisön tietoon ja myös tehdä kaikkemme kasvihuonekaasujen kertymisen vähentämiseksi. Jos istutat muutaman puun, olet jo valtava apu planeetallemme.

Kasvihuoneilmiön vaikutus ihmisten terveyteen

Kasvihuoneilmiön seuraukset vaikuttavat ensisijaisesti ilmastoon ja ympäristöön, mutta sen vaikutukset ihmisten terveyteen eivät ole vähemmän haitallisia. Se on kuin aikapommi: monien vuosien jälkeen voimme nähdä seuraukset, mutta emme voi muuttaa mitään.

Tutkijat ennustavat, että ihmiset, joilla on alhainen ja epävakaa taloudellinen tilanne. Jos ihmiset ovat aliravittuja eivätkä saa ruokaa rahan puutteen vuoksi, tämä johtaa aliravitsemukseen, nälkään ja sairauksien kehittymiseen (ei vain ruoansulatuskanavan). Kasvihuoneilmiön vuoksi kesällä vallitsee epänormaali lämpö, ​​joten sydän- ja verisuonisairauksista kärsivien määrä kasvaa joka vuosi. Näin ihmisten verenpaine nousee tai laskee, syntyy sydänkohtauksia ja epileptisiä kohtauksia, pyörtyminen ja lämpöhalvaus.

Ilman lämpötilan nousu johtaa seuraavien sairauksien ja epidemioiden kehittymiseen:

Nämä taudit leviävät maantieteellisesti hyvin nopeasti, sillä ilmakehän korkea lämpötila helpottaa erilaisten infektioiden ja taudinlevittäjien liikkumista. Nämä ovat erilaisia ​​​​eläimiä ja hyönteisiä, kuten tsetse-kärpäsiä, enkefaliittipunkkeja, malariahyttysiä, lintuja, hiiriä jne. Lämpimiltä leveysasteilta nämä kantajat muuttavat pohjoiseen, joten siellä asuvat ihmiset altistuvat sairauksille, koska heillä ei ole immuniteettia niitä vastaan.

Siten kasvihuoneilmiö aiheuttaa ilmaston lämpenemistä, mikä johtaa moniin vaivoihin ja tartuntatauteihin. Epidemioiden seurauksena tuhansia ihmisiä kuolee eri puolilla maailmaa. Taistelemalla ilmaston lämpenemistä ja kasvihuoneilmiötä vastaan ​​pystymme parantamaan ympäristöä ja sen seurauksena ihmisten terveyden tilaa.

Kasvihuoneilmiö on maapallon ilmakehän viivästys planeetan lämpösäteilyssä. Kuka tahansa meistä havaitsi kasvihuoneilmiön: kasvihuoneissa tai kasvihuoneissa lämpötila on aina korkeampi kuin ulkona. Sama havaitaan Maan mittakaavassa: ilmakehän läpi kulkeva aurinkoenergia lämmittää maan pintaa, mutta Maan lähettämä lämpöenergia ei voi paeta takaisin avaruuteen, koska maapallon ilmakehä viivyttää sitä toimien polyeteenin tavoin. kasvihuoneessa: se lähettää lyhyitä valoaaltoja Auringosta Maahan ja viivästyttää Maan pinnan lähettämiä pitkiä lämpö- (tai infrapuna-)aaltoja. Siellä on kasvihuoneilmiö.Kasvihuoneilmiö johtuu kaasujen läsnäolosta Maan ilmakehässä, joilla on kyky viivyttää pitkiä aaltoja.Niitä kutsutaan "kasvihuonekaasuiksi" tai "kasvihuonekaasuiksi".

Kasvihuonekaasuja oli ilmakehässä pieniä määriä (n 0,1%) alusta alkaen. Tämä määrä riitti pitämään maapallon lämpötasapainon kasvihuoneilmiön vuoksi elämälle sopivalla tasolla. Tämä on niin sanottu luonnollinen kasvihuoneilmiö, jos sitä ei olisi, maan pinnan keskilämpötila olisi 30 °C ei +14°C, kuten nyt, vaan -17°C.

Luonnollinen kasvihuoneilmiö ei uhkaa maapalloa eikä ihmiskuntaa, sillä kasvihuonekaasujen kokonaismäärä pysyi luonnon kiertokulun vuoksi samalla tasolla, ja lisäksi olemme sille elämän velkaa, mikäli tasapaino ei häiriinny.

Mutta kasvihuonekaasujen pitoisuuden kasvu ilmakehässä johtaa kasvihuoneilmiön lisääntymiseen ja maapallon lämpötasapainon rikkomiseen. Juuri näin tapahtui sivilisaation kehityksen kahden viime vuosisadan aikana. Hiilivoimalaitokset, autojen pakokaasut, tehtaiden savupiiput ja muut ihmisen aiheuttamat saastelähteet päästävät ilmakehään noin 22 miljardia tonnia kasvihuonekaasuja vuodessa.

Kasvihuoneilmiön rooli

Ilmakehän tilalla, erityisesti siinä olevan vesihöyryn ja hiilidioksidin määrällä, on suuri vaikutus maapallon ilmastoon. Vesihöyryn pitoisuuden lisääntyminen lisää pilvisyyttä ja sitä kautta pintaan tulevan auringon lämmön määrän vähenemistä. Ja hiilidioksidin CO 2 -pitoisuuden muutos ilmakehässä aiheuttaa heikkenemistä tai vahvistumista kasvihuoneilmiö, jossa hiilidioksidi absorboi osittain maapallon lähettämää lämpöä spektrin infrapuna-alueella ja lähettää sen myöhemmin takaisin kohti maan pintaa. Tämän seurauksena ilmakehän pinnan ja alempien kerrosten lämpötila nousee. Näin ollen kasvihuoneilmiö vaikuttaa merkittävästi maapallon ilmaston lieventämiseen. Ilman sitä planeetan keskilämpötila olisi 30-40°C alhaisempi kuin se todellisuudessa on, eikä se olisi +15°C, vaan -15°C tai jopa -25°C. Tällaisissa keskilämpötiloissa valtameret peittyisivät hyvin nopeasti jäällä, muuttuisivat valtaviksi pakastimeksi ja elämä planeetalla tulisi mahdottomaksi. Hiilidioksidin määrään vaikuttavat monet tekijät, joista tärkeimmät ovat tulivuoren toiminta ja maaeliöiden elintärkeä toiminta.

Mutta suurin vaikutus ilmakehän tilaan ja siten myös maapallon ilmastoon planeetan mittakaavassa on ulkoisilla tähtitieteellisillä tekijöillä, kuten auringon aktiivisuuden vaihteluista johtuvilla auringon säteilyvirtojen muutoksilla ja Maan kiertoradan parametrit. Ilmastonvaihteluiden tähtitieteellinen teoria luotiin jo 1900-luvun 20-luvulla. On todettu, että maapallon kiertoradan epäkeskisyyden muutos mahdollisesta minimiarvosta 0,0163 maksimiarvoon 0,066 voi johtaa 25 % eroon maan pinnalle afelionissa ja periheliossa putoavan aurinkoenergian määrässä. vuosi. Riippuen siitä, ohittaako Maa perihelion kesällä vai talvella (pohjoisella pallonpuoliskolla), tällainen auringon säteilyvirran muutos voi johtaa yleiseen lämpenemiseen tai jäähtymiseen planeetalla.

Teoria mahdollisti menneisyyden jääkausien ajan laskemisen. Jopa geologisten päivämäärien määrittämisessä tapahtuneisiin virheisiin, tusinan aikaisemman jäätymisen ikä osui yhteen teorian kanssa. Sen avulla voit myös vastata kysymykseen, milloin seuraavan lähimmän jäätymisen pitäisi tulla: tänään elämme interglasiaalista aikakautta, eikä se uhkaa meitä seuraavien 5000-10000 vuoden aikana.

Mikä on kasvihuoneilmiö?

Kasvihuoneilmiön käsite syntyi vuonna 1863. Tyndale.

Jokapäiväinen esimerkki kasvihuoneilmiöstä on lämmitys auton sisältä, kun se on auringossa ikkunat kiinni. Syynä tähän on se, että auringonvalo pääsee sisään ikkunoista ja imeytyy istuimiin ja muihin matkustamon esineisiin. Tässä tapauksessa valoenergia muuttuu lämpöenergiaksi, esineet lämpenevät ja lähettävät lämpöä infrapuna- tai lämpösäteilyn muodossa. Toisin kuin valo, se ei tunkeudu ikkunoiden ulkopuolelle, eli se vangitaan auton sisälle. Tästä johtuen lämpötila nousee. Sama tapahtuu kasvihuoneissa, joista jo tämän vaikutuksen nimi, kasvihuoneilmiö (tai kasvihuone Vaikutus). Maailmanlaajuisesti ilmassa olevalla hiilidioksidilla on sama rooli kuin lasilla. Valoenergia tunkeutuu ilmakehään, imeytyy maan pinnalle, muunnetaan sen lämpöenergiaksi ja vapautuu muodossa infrapunasäteily. Hiilidioksidi ja jotkut muut kaasut kuitenkin absorboivat sitä, toisin kuin muut ilmakehän luonnolliset elementit. Samalla se lämpenee ja vuorostaan ​​lämmittää ilmakehän kokonaisuutena. Tämä tarkoittaa, että mitä enemmän se sisältää hiilidioksidia, sitä enemmän infrapunasäteitä absorboituu ja sitä lämpimämmäksi se tulee.

Lämpötila ja ilmasto, johon olemme tottuneet, saadaan ilmakehän hiilidioksidipitoisuudesta 0,03 %:n tasolla. Nyt lisäämme tätä keskittymistä, ja lämpenevä trendi on nousemassa.
Kun huolestuneet tiedemiehet varoittivat ihmiskuntaa vuosikymmeniä sitten kasvavasta kasvihuoneilmiöstä ja ilmaston lämpenemisen uhkasta, heitä pidettiin aluksi koomisina vanhoina miehinä vanhasta komediasta. Mutta pian se ei ollut ollenkaan hauskaa. Ilmaston lämpeneminen tapahtuu, ja erittäin nopeasti. Ilmasto muuttuu silmiemme edessä: ennennäkemätön lämpö Euroopassa ja Pohjois-Amerikka ei aiheuta vain joukkosydänkohtauksia, vaan myös katastrofaalisia tulvia.

1960-luvun alussa 45 asteen pakkaset olivat yleisiä Tomskissa. 70-luvulla lämpömittarin putoaminen alle 30 astetta pakkasessa aiheutti jo hämmennystä siperialaisten mielissä. Viime vuosikymmen pelottaa meitä yhä vähemmän niin kylmällä säällä. Mutta voimakkaimmista hurrikaaneista, jotka tuhoavat talojen katot, rikkovat puita, katkaisevat sähkölinjoja, on tullut normi. Jopa 25 vuotta sitten Tomskin alueella tällaiset ilmiöt olivat erittäin harvinaisia! Se, että joku saa vakuuttuneeksi siitä, että ilmaston lämpenemisestä on tullut tosiasia, ei enää riitä katsomaan kotimaisia ​​ja kansainvälisiä lehdistötiedotteita. Ankarat kuivuus, hirvittävät tulvat, hurrikaanivoimaiset tuulet, ennennäkemättömät myrskyt - nyt meistä kaikista on tullut näiden ilmiöiden tahattomia todistajia. SISÄÄN viime vuodet Ukrainassa vallitsee ennennäkemätön helte, trooppisia kaatosateita, jotka johtavat tuhoisiin tulviin.

ihmisen toiminta sisällä alkuvuosi XXI vuosisadalla johtaa ilmakehän saastepitoisuuden nopeaan kasvuun, mikä uhkaa sen otsonikerroksen tuhoutumista ja äkillistä ilmastonmuutosta, erityisesti ilmaston lämpenemistä. Globaalin ympäristökriisin uhan vähentämiseksi on välttämätöntä vähentää merkittävästi haitallisten kaasujen päästöjä ilmakehään kaikkialla. Vastuu tällaisten päästöjen vähentämisestä tulisi jakaa kaikkien maailmanlaajuisen yhteisön jäsenten kesken, jotka eroavat toisistaan ​​merkittävästi monella tapaa: teollisen kehityksen taso, tulot, yhteiskuntarakenne ja poliittinen suuntautuminen. Näiden erojen vuoksi herää väistämättä kysymys, missä määrin kansallisen hallituksen tulee valvoa ilmapäästöjä. Tämän ongelman kiistelyä lisää entisestään se, että kasvavan kasvihuoneilmiön ympäristövaikutuksista ei ole vielä päästy sopimukseen. Ymmärrys kuitenkin lisääntyy siitä, että ilmaston lämpenemisen uhan ja sen tuhoisten seurausten vuoksi ilmakehään joutuvien haitallisten päästöjen rajoittamisesta on tulossa äärimmäisen tärkeä tehtävä.

Azovin ja Mustanmeren rannikkoalueita uhkaa todellinen sukupuuttoon kuoleminen. Katastrofaalisia tulvia, joita jo nyt käsittelemme, tulee myös paljon useammin. Esimerkiksi Dneprin padot, erityisesti Kiovan pato, rakennettiin ottaen huomioon tuhoisimmat tulvat, joita Dneprillä on koskaan tapahtunut.

Teollisuuden ja muiden ilman epäpuhtauspäästöjen nopea kasvu on johtanut kasvihuoneilmiön ja tuhoavien kaasujen pitoisuuden dramaattiseen lisääntymiseen. otsonikerros. Esimerkiksi teollisen vallankumouksen alusta lähtien ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on kasvanut 26 %, ja yli puolet kasvusta on tapahtunut 1960-luvun alusta. Erilaisten kaasumaisten kloridien pitoisuudet, jotka ensisijaisesti heikentävät otsonikerrosta kloorifluorihiilivedyt (CFC), vain 16 vuodessa (vuodesta 1975 vuoteen 1990) kasvoi 114 prosenttia. Kasvihuoneilmiön synnyttämiseen osallistuvan toisen kaasun, metaanin, pitoisuustaso CH 4 , on kasvanut 143 % teollisen vallankumouksen alusta, mukaan lukien noin 30 % tästä kasvusta 1970-luvun alusta lähtien. Kunnes kiireellisiin toimenpiteisiin ryhdytään kansainvälisellä tasolla, väestön nopeaan kasvuun ja tulojen kasvuun liittyy näiden kemikaalien pitoisuuksien kiihtyminen.

Siitä hetkestä lähtien, kun tietojen huolellinen dokumentaarinen tallennus sääolosuhteet 1980-luku oli lämpimin vuosikymmen. Seitsemän historian kuumimmista vuosista olivat 1980, 1981, 1983, 1987, 1988, 1989 ja 1990, ja vuosi 1990 oli ennätysten kuumin. Toistaiseksi tiedemiehet eivät kuitenkaan voi sanoa varmasti, onko tällainen ilmaston lämpeneminen kasvihuoneilmiön vaikutuksen alainen trendi vai ovatko nämä vain luonnollisia, luonnollisia vaihteluja. Ilmasto onkin kokenut vastaavia muutoksia ja vaihteluita ennenkin. Viimeisen miljoonan vuoden aikana on ollut kahdeksan ns. jääkautta, jolloin jättimäinen jäämatto saavutti Euroopassa Kiovan ja Amerikassa New Yorkin leveysasteille. Viimeinen jääkausi päättyi noin 18 tuhatta vuotta sitten, ja tuolloin keskilämpötila oli 5 ° alempi kuin nyt. Näin ollen maailman valtameren pinta oli 120 metriä nykyistä matalampi.

Viimeisen aikana jääkausi ilmakehän CO 2 -pitoisuus putosi 0,200:aan, kun taas kaksi viime aikoina lämpeneminen, se oli 0,280. Näin se oli sisällä alku XIX vuosisadalla. Sitten se alkoi vähitellen nousta ja saavutti nykyisen arvonsa, noin 0,347. Tästä seuraa, että teollisen vallankumouksen alkamisesta kuluneiden 200 vuoden aikana ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden luonnollinen hallinta ilmakehän, valtameren, kasvillisuuden ja orgaanisten ja epäorgaanisten hajoamisprosessien välisen suljetun kierron kautta on ollut karkeaa. rikottu.

Vielä on epäselvää, ovatko nämä ilmaston lämpenemisen parametrit todella staattisesti merkittäviä. Esimerkiksi jotkut tutkijat toteavat, että ilmaston lämpenemistä kuvaavat tiedot ovat huomattavasti pienempiä kuin ne, jotka on laskettu aikaisempien vuosien päästötasoihin perustuvilla tietokoneennusteilla. Tiedemiehet tietävät, että tietyntyyppiset epäpuhtaudet voivat itse asiassa hidastaa lämpenemisprosessia heijastamalla sisään tilaa ultraviolettisäteilyltä. Joten kysymys siitä, tapahtuuko ilmaston asteittainen muutos vai ovatko nämä muutokset väliaikaisia, peittäen kasvavan kasvihuoneilmiön ja otsonikerroksen heikkenemisen pitkän aikavälin vaikutukset, on kiistanalainen. Vaikka tilastotasolla on vain vähän näyttöä siitä, että ilmaston lämpeneminen olisi kestävä trendi, ilmaston lämpenemisen mahdollisten katastrofaalisten seurausten arviointi on johtanut laajalti vaativiin varotoimenpiteisiin.

Toinen tärkeä ilmaston lämpenemisen ilmentymä on valtamerten lämpeneminen. Vuonna 1989 A. Strong National Atmospheric and Oceanic Administrationista raportoi: "Satelliiteista otetut valtamerten pintalämpötilojen mittaukset vuosina 1982-1988 osoittavat, että maailman valtameret lämpenevät vähitellen mutta huomattavasti noin 0,1 °C vuodessa". Tämä on erittäin tärkeää, koska valtavan lämpökapasiteetin vuoksi valtameret tuskin reagoivat satunnaisiin ilmastomuutoksiin. Havaittu suuntaus niiden lämpenemiseen todistaa ongelman vakavuudesta.

Kasvihuoneilmiön esiintyminen:

Kasvihuoneilmiön ilmeinen syy on teollisuuden ja autoilijoiden perinteisten energiankantajien käyttö. Vähemmän ilmeisiä syitä ovat metsien hävittäminen, kierrätys ja kivihiilen louhinta. Kloorifluorihiilivedyt (CFC), hiilidioksidi CO 2, metaani CH 4, rikin ja typen oksidit edistävät merkittävästi kasvihuoneilmiön lisääntymistä.

Hiilidioksidilla on kuitenkin edelleen suurin rooli tässä prosessissa, koska sillä on suhteellisen pitkä elinkaari ilmakehässä ja kaikissa maissa sen määrät kasvavat jatkuvasti. Hiilidioksidin lähteet voidaan jakaa kahteen pääluokkaan: teollisuustuotanto ja muut, joiden osuus sen ilmakehään joutuvien päästöjen kokonaismäärästä on 77 % ja 23 %. Koko kehitysmaiden ryhmä (noin 3/4 maailman väestöstä) tuottaa alle 1/3:n teollisuuden kokonaispäästöistä CO 2 . Jos Kiina jätetään tämän maaryhmän ulkopuolelle, tämä luku putoaa noin 1/5:een. Koska vauraimmissa maissa on korkeampi tulotaso ja vastaavasti kulutus, haitallisten päästöjen määrä ilmakehään henkeä kohti on paljon suurempi. Esimerkiksi Yhdysvaltojen päästöt henkeä kohti ovat yli 2 kertaa Euroopan keskiarvoa, 19 kertaa Afrikan keskiarvoa ja 25 kertaa Intian vastaavat päästöt. Kuitenkin sisään Viime aikoina kehittyneissä maissa (erityisesti USA:ssa) on taipumus vähitellen supistaa ympäristölle ja väestölle haitallista tuotantoa ja siirtää sitä vähemmän kehittyneet maat. Näin ollen Yhdysvaltain hallitus huolehtii suotuisan ympäristötilanteen ylläpitämisestä maansa säilyttäen samalla sen taloudellisen hyvinvoinnin.

Vaikka kolmannen maailman maiden osuus teollisuuden hiilidioksidipäästöistä on suhteellisen pieni, ne vastaavat lähes kaikista sen muista päästöistä ilmakehään. Pääsyynä tähän on metsäpolttotekniikoiden käyttö uusien maiden ottamiseksi mukaan maatalouskiertoon. Tämän artiklan mukainen ilmakehään joutuvien päästöjen määrän indikaattori lasketaan seuraavasti: oletetaan, että koko kasvien sisältämä CO 2 -tilavuus palaessaan joutuu ilmakehään. On arvioitu, että metsäkadon osuus kaikista ilmapäästöistä on 25 prosenttia. Ehkä vieläkin merkittävämpää on se, että metsien häviäminen tuhoaa ilmakehän hapen lähteen. Trooppiset sademetsät ovat tärkeä itseparantumismekanismi ekosysteemille, koska puut imevät hiilidioksidia ja vapauttavat happea fotosynteesin kautta. Metsien hävittäminen heikentää ympäristön kykyä sitoa hiilidioksidia. Siten kehitysmaiden maanviljelyprosessin ominaisuudet määräävät viimeksi mainitun merkittävän osuuden kasvihuoneilmiön lisääntymisestä.

Luonnollisessa biosfäärissä hiilidioksidin pitoisuus ilmassa pidettiin samalla tasolla, koska sen saanti vastasi sen poistumista. Tämän prosessin määritti hiilen kiertokulku, jonka aikana fotosynteettisten kasvien ilmakehästä erottaman hiilidioksidin määrä kompensoituu hengityksellä ja palamisella. Tällä hetkellä ihmiset horjuttavat aktiivisesti tätä tasapainoa hakamalla metsiä ja käyttämällä fossiilisia polttoaineita. Jokaisen sen kilon (hiili, öljy ja maakaasu) polttaminen tuottaa noin kolme puntaa eli 2 m 3 hiilidioksidia (paino kolminkertaistuu, koska jokainen polttoaineen hiiliatomi kiinnittää kaksi happiatomia palaessaan ja muuttuessaan hiileksi dioksidi). Kemiallinen kaava hiilen polttamiseen on seuraava:

C + O 2 → CO 2

Joka vuosi poltetaan noin 2 miljardia tonnia fossiilisia polttoaineita, mikä tarkoittaa, että lähes 5,5 miljardia tonnia hiilidioksidia pääsee ilmakehään. Sinne päätyy myös noin 1,7 miljardia tonnia trooppisten metsien vähentymisen ja palamisen sekä maaperän orgaanisen aineksen (humus) hapettumisen vuoksi. Tältä osin ihmiset yrittävät vähentää haitallisten kaasujen päästöjä ilmakehään mahdollisimman paljon ja yrittävät löytää uusia tapoja vastata perinteisiin tarpeisiinsa. Mielenkiintoinen esimerkki tästä on uusien, ympäristöystävällisten ilmastointilaitteiden kehittäminen. Ilmastointilaitteilla on merkittävä rooli "kasvihuoneilmiön" esiintymisessä. Niiden käyttö lisää ajoneuvojen päästöjä. Tähän on lisättävä pieni, mutta väistämätön jäähdytysnesteen hävikki, joka poistuu korkean paineen alaisena esimerkiksi letkuliitoksen tiivisteiden kautta. Tällä kylmäaineella on sama vaikutus ilmastoon kuin muilla kasvihuonekaasuilla. Siksi tutkijat alkoivat etsiä ympäristöystävällistä jäähdytysnestettä. Hiilivetyjä, joilla on hyvät jäähdytysominaisuudet, ei voida käyttää niiden korkean syttyvyyden vuoksi. Siksi tutkijoiden valinta putosi hiilidioksidiin. CO 2 on ilman luonnollinen ainesosa. Ilmastointiin tarvittava CO 2 esiintyy monien teollisten prosessien sivutuotteena. Lisäksi luonnolliselle CO 2:lle ei ole tarpeen luoda kokonaista infrastruktuuria kunnossapitoa ja käsittelyä varten. CO 2 on halpa ja sitä löytyy kaikkialta maailmasta.

Hiilidioksidia on käytetty kalastuksen jäähdytysaineena viime vuosisadalla. 1930-luvulla hiilidioksidi korvattiin synteettisillä ja ympäristölle haitallisilla aineilla. Ne mahdollistivat yksinkertaisemman tekniikan käytön korkeassa paineessa. Tutkijat kehittävät komponentteja täysin uuteen jäähdytysjärjestelmään, jossa käytetään hiilidioksidia. Tämä järjestelmä sisältää kompressorin, kaasujäähdyttimen, laajentimen, höyrystimen, kokoojan ja sisäisen lämmönvaihtimen. CO 2:lle vaadittava korkea paine, kun otetaan huomioon aiempaa edistyneempiä materiaaleja, ei aiheuta suurta vaaraa. Suurennetusta paineenkestävyydestään huolimatta uudet komponentit ovat kooltaan ja painoltaan verrattavissa perinteisiin yksiköihin. Uuden auton ilmastointilaitteen testit osoittavat, että hiilidioksidin käyttö kylmäaineena voi vähentää kasvihuonekaasupäästöjä kolmanneksella.

Fossiilisten polttoaineiden (hiili, öljy, kaasu, turve jne.) jatkuva lisääntyminen johtaa ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden nousuun (1900-luvun alussa - 0,029%, nykyään - 0,034 %). Ennusteet osoittavat sen puolivälissä XXI vuosisadalla hiilidioksidipitoisuus kaksinkertaistuu, mikä johtaa kasvihuoneilmiön voimakkaaseen lisääntymiseen ja planeetan lämpötila nousee. Esiin tulee kaksi vaarallista ongelmaa: jäätiköiden nopea sulaminen arktisella alueella ja Etelämantereella, tundran "ikirouta" ja Maailman valtameren tason nousu. Tällaisiin muutoksiin liittyy ilmastonmuutos, jota on jopa vaikea ennakoida. Siksi ongelma ei ole vain kasvihuoneilmiö, vaan sen synnyttämä keinotekoinen kasvu ihmisen toiminta muuttaen optimaalista kasvihuonekaasupitoisuutta ilmakehässä. Teollinen ihmisen toiminta johtaa niiden huomattavaan lisääntymiseen ja uhkaavan epäsuhtaisuuden ilmenemiseen. Jos ihmiskunta ei ryhdy tehokkaisiin toimenpiteisiin kasvihuonekaasupäästöjen rajoittamiseksi ja metsien suojelemiseksi, lämpötila nousee YK:n mukaan vielä kolme astetta 30 vuodessa. Yksi ratkaisu ongelmaan on puhtaat energialähteet, jotka eivät lisäisi hiilidioksidia ja paljon lämpöä ilmakehään. Esimerkiksi pieniä aurinkovoimaloita käytetään jo menestyksekkäästi ja ne kuluttavat auringon lämpöä polttoaineen sijaan.

Moderni sivilisaatio vaikuttaa luontoon vahva vaikutus. Yleensä negatiivinen. suiden valuttaminen ja valtavan määrän haitallisten aineiden jatkuva vapautuminen ilmaan - tämä ei ole täydellinen luettelo ihmiskunnan "hyveistä". Monet uskovat, että kasvihuoneilmiö kuuluu samaan kategoriaan. Onko se todella niin?

Historiallinen viittaus

Muuten, kuka oli kasvihuoneilmiön kirjoittaja (eli se, joka löysi tämän ilmiön)? Kuka kuvaili ensimmäisenä tätä prosessia ja puhui sen vaikutuksista ympäristöön? Samanlainen ajatus ilmestyi kaukaisessa 1827. Tieteellisen artikkelin kirjoittaja oli Joseph Fourier. Työssään hän kuvaili ilmaston muodostumisen mekanismeja planeetallamme.

Tämän työn epätavallisuus tuohon aikaan oli se, että Fourier otti huomioon Maan eri vyöhykkeiden lämpötila- ja ilmasto-ominaisuudet. Tämä oli kasvihuoneilmiön kirjoittaja, joka pystyi ensimmäistä kertaa selittämään Saussuren kokeen.

Saussuren kokeilu

Päätelmänsä vahvistamiseksi tiedemies käytti herra de Saussuren kokemusta, joka käyttää sisäpuolelta noella peitettyä astiaa, jonka kaula on suljettu lasilla. De Saussure järjesti kokeen, jonka aikana hän mittasi jatkuvasti lämpötilaa purkin sisällä ja ulkopuolella. Tietenkin se kasvoi jatkuvasti tarkasti sisäisessä tilavuudessa. Fourier pystyi ensimmäisenä selittämään tämän ilmiön kahden tekijän yhteisvaikutuksella kerralla: lämmönsiirron estymisellä ja suonen seinämien erilaisella läpäisevyydellä eri aallonpituuksille valonsäteille.

Sen mekanismi on melko yksinkertainen: kuumennettaessa pintalämpötila nousee, näkyvä valo imeytyy ja lämpöä alkaa säteillä. Koska materiaali läpäisee täydellisesti näkyvää valoa, mutta ei käytännössä johda lämpöä, jälkimmäinen kerääntyy astian sisäiseen tilavuuteen. Kuten näette, kasvihuoneilmiön mekanismin voi helposti perustella jokainen, joka opiskeli tavallista fysiikan kurssia koulussa. Ilmiö on melko yksinkertainen, mutta kuinka paljon vaivaa se tuokaan planeetallemme!

Termin syntyminen

On syytä tietää, että Joseph Fourier on kasvihuoneilmiön kirjoittaja sen alkuperäisen kuvauksen perusteella kirjallisuudessa. Mutta kuka keksi itse termin? Valitettavasti emme koskaan saa vastausta tähän kysymykseen. SISÄÄN myöhäistä kirjallisuutta Fourierin löytämä ilmiö on saanut nykyaikaisen nimensä. Nykyään jokainen ekologi tuntee termin "kasvihuoneilmiö".

Mutta Fourierin tärkein löytö oli maapallon ilmakehän ja tavallisen lasin todellisen identiteetin perustelu. Yksinkertaisesti sanottuna planeettamme ilmakehä läpäisee täydellisesti näkyvän valon säteilyä, mutta se ei läpäise sitä hyvin infrapuna-alueella. Kerättyään lämpöä maapallo ei käytännössä luovuta sitä. Hän oli kasvihuoneilmiön kirjoittaja. Mutta miksi tämä vaikutus ilmenee?

Kyllä, olemme kuvanneet sen primitiivisen mekanismin, mutta nykyaikainen tiede on pystynyt todistamaan, että normaaleissa olosuhteissa infrapunasäteet voivat silti mennä melko vapaasti planeetan ilmakehän ulkopuolelle. Miten niin käy, että "lämmityskauden" säätelyn luonnolliset mekanismit epäonnistuvat?

Syyt

Yleensä kuvailimme niitä riittävän yksityiskohtaisesti artikkelimme alussa. Seuraavat tekijät vaikuttavat tähän ilmiöön:

• Jatkuva ja liiallinen fossiilisten polttoaineiden polttaminen.
• Joka vuosi yhä enemmän teollisuuskaasuja pääsee planeetan ilmakehään.
• Metsiä kaadetaan jatkuvasti, niiden pinta-alat pienenevät tulipalojen ja maaperän rappeutumisen vuoksi.
• Anaerobinen käyminen, metaanin vapautuminen valtamerten pohjasta.

Sinun pitäisi tietää, että tärkeimmät "syylliset", jotka laukaisevat kasvihuoneilmiön mekanismin, ovat seuraavat viisi kaasua:

• Kaksiarvoinen hiilimonoksidi, eli hiilidioksidi. Kasvihuoneilmiö varmistetaan 50 % juuri sen kustannuksella.
• Kloorin ja fluorin hiiliyhdisteet (25%).
• (8 %). Myrkyllinen kaasu, tyypillistä huonosti varusteltujen kemian- ja metallurgian teollisuuden jätettä.
• Maanpinnan otsoni (7 %). Siitä huolimatta tärkeä rooli suojellessaan maata liialliselta ultraviolettisäteilyltä, voi auttaa säilyttämään lämpöä sen pinnalla.
• Noin 10 % metaania.

Mistä nämä kaasut pääsevät ilmakehään? Mikä on heidän toimintansa?

- Hän tulee ilmakehään suuria määriä, kun henkilö polttaa fossiilisia polttoaineita. Noin kolmannes sen ylimääräisestä (luonnollista) tasosta johtuu siitä, että ihminen tuhoaa intensiivisesti metsiä. Jatkuvasti kiihtyvä hedelmällisten maiden aavikoitumisprosessi suorittaa saman tehtävän.

Kaikki tämä tarkoittaa vähemmän kasvillisuutta, joka pystyy absorboimaan tehokkaasti hiilidioksidia, mikä monin tavoin stimuloi kasvihuoneilmiötä. Tämän ilmiön syyt ja seuraukset liittyvät toisiinsa: joka vuosi ilmakehään vapautuvan kaksiarvoisen hiilimonoksidin määrä kasvaa noin 0,5 %, mikä stimuloi sekä ylimääräisen lämmön kertymistä että kasvillisuuden hajoamista planeetan pinnalla.

- Kloorifluorihiilivedyt. Kuten olemme jo sanoneet, nämä yhdisteet saavat aikaan 25 % kasvihuoneilmiön. Tämän ilmiön syitä ja seurauksia on tutkittu pitkään. Ne näkyvät ilmakehässä johtuen teollisuustuotanto, varsinkin vanhentunut. Vaaralliset ja myrkylliset kylmäaineet sisältävät näitä aineita valtavia määriä, ja toimenpiteet niiden vuotamisen estämiseksi eivät selvästikään tuota odotettua tulosta. Niiden ulkonäön seuraukset ovat vielä pahempia:

• Ensinnäkin ne ovat erittäin myrkyllisiä ihmisille ja eläimille, ja kasviston kannalta fluorin ja klooriyhdisteiden läheisyys ei ole kovin hyödyllistä.
• Toiseksi nämä aineet voivat merkittävästi nopeuttaa kasvihuoneilmiön kehittymistä.
• Kolmanneksi ne tuhoavat, mikä suojaa planeettamme aggressiiviselta ultraviolettisäteilyltä.

- Metaani. Yksi tärkeimmistä kaasuista, jonka lisääntynyt pitoisuus ilmakehässä tarkoittaa termiä "kasvihuoneilmiö". Sinun on tiedettävä, että vain viimeisen sadan vuoden aikana sen tilavuus planeetan ilmakehässä on kaksinkertaistunut. Periaatteessa suurin osa siitä tulee täysin luonnollisista lähteistä:

• Aasiassa.
• Eläinkompleksit.
• Kotitalouksien jätevedenkäsittelyjärjestelmät suurilla paikkakunnilla.
• Orgaanisen aineen mädäntyessä ja hajoamisessa soiden syvyyksissä, kaatopaikoilla.

On näyttöä siitä, että huomattavia määriä metaanipäästöjä tulee valtamerten syvyyksistä. Ehkä tämä ilmiö selittyy suurten bakteeripesäkkeiden elintärkeällä aktiivisuudella, joille metaani on aineenvaihdunnan tärkein sivutuote.

Erityisesti on korostettava öljyntuotantoyritysten "osuutta" kasvihuoneilmiön kehittymiseen: huomattava määrä tästä kaasusta pääsee ilmakehään sivutuotteena. Lisäksi jatkuvasti laajeneva öljytuotteiden kalvo Maailman valtameren pinnalla edistää myös orgaanisen aineksen kiihtyvää hajoamista, johon liittyy metaanipäästöjä.

- Typpioksidi. Suuria määriä sitä muodostuu monien kemiallisten tuotantojen yhteydessä. Se on vaarallista paitsi aktiivisimman osallistumisen vuoksi kasvihuonemekanismiin. Tosiasia on, että kun tämä aine yhdistetään ilmakehän veteen, se muodostaa todellisen typpihapon, vaikka se olisikin heikko. Sieltä kaikki ihmisten terveyteen äärimmäisen kielteisesti vaikuttavat ovat peräisin.

Teoreettiset skenaariot maailmanlaajuisista ilmastohäiriöistä

Mitkä ovat kasvihuoneilmiön maailmanlaajuiset vaikutukset? Tätä on vaikea sanoa varmasti, koska tiedemiehet ovat vielä kaukana yksiselitteisestä johtopäätöksestä. Tällä hetkellä skenaarioita on useita kerralla. Kehitystä varten tietokonemallit huomioon otetaan monia erilaisia ​​tekijöitä, jotka voivat nopeuttaa tai hidastaa kasvihuoneilmiön kehittymistä. Katsotaanpa tämän prosessin katalyyttejä:

• Yllä kuvattujen kaasujen vapautuminen ihmisen toiminnasta.
• Luonnollisten hiilivetyjen lämpöhajoamisesta johtuvat CO 2 -päästöt. On mielenkiintoista tietää, että planeettamme kuori sisältää 50 000 kertaa enemmän hiilidioksidia kuin ilmatila. Tietenkin puhumme kemiallisesti sidotusta hiilimonoksidista.
• Koska kasvihuoneilmiön pääasialliset seuraukset ovat veden ja ilman lämpötilan nousu planeetan pinnalla, kosteuden haihtuminen merien ja valtamerten pinnalta lisääntyy. Tämän seurauksena ilmakehän infrapunasäteilyn läpäisevyys heikkenee entisestään.
• Valtameret sisältävät noin 140 biljoonaa tonnia hiilidioksidia, jota veden lämpötilan noustessa myös alkaa vapautua intensiivisesti ilmakehään, mikä edistää kasvihuoneprosessin dynaamisempaa kehitystä.
• Planeetan heijastavuuden heikkeneminen, mikä johtaa sen ilmakehän lämmön nopeutuneeseen kertymiseen. Myös aavikoituminen vaikuttaa tähän.

Mitkä tekijät hidastavat kasvihuoneilmiön kehittymistä?

Oletetaan, että tärkein lämmin virta - Golfvirta - hidastuu jatkuvasti. Tulevaisuudessa tämä aiheuttaa merkittävän lämpötilan laskun, mikä hidastaa kasvihuonekaasujen kertymisen vaikutusta. Lisäksi jokaisella ilmaston lämpenemisasteella pilvipeitteen pinta-ala koko planeetan alueella kasvaa noin 0,5%, mikä osaltaan vähentää merkittävästi maapallon avaruudesta saaman lämmön määrää.

Huomaa: kasvihuoneilmiön ydin on nostaa maan pinnan kokonaislämpötilaa. Tässä ei tietenkään ole mitään hyvää, mutta edellä mainitut tekijät vaikuttavat usein tämän ilmiön seurausten lieventämiseen. Periaatteessa tästä syystä monet tutkijat uskovat, että ilmaston lämpenemisen aihe itsessään kuuluu täysin luonnollisten ilmiöiden luokkaan, joita on esiintynyt säännöllisesti koko maapallon historian ajan.

Mitä korkeampi haihtumisnopeus, sitä suurempi on vuotuinen sademäärä. Tämä aiheuttaa sekä soiden palautumista että kasviston kasvun kiihtymistä, mikä on vastuussa planeetan ilmakehän ylimääräisen hiilidioksidin hyödyntämisestä. Oletetaan myös, että lisääntynyt sademäärä tulevaisuudessa lisää merkittävästi matalien trooppisten merien aluetta.

Niissä elävät korallit ovat tärkeimpiä hiilidioksidin hyödyntäjiä. Kemiallisesti sidottuna hän lähtee rakentamaan heidän luurankoaan. Lopuksi, jos ihmiskunta vähentää ainakin hieman metsien häviämisnopeutta, niiden alue toipuu nopeasti, koska sama hiilidioksidi on erinomainen stimulantti kasvien leviämiselle. Mitkä ovat kasvihuoneilmiön mahdolliset seuraukset?

Tärkeimmät skenaariot planeettamme tulevaisuudesta

Ensimmäisessä tapauksessa tutkijat olettavat, että ilmaston lämpeneminen tapahtuu melko hitaasti. Ja tällä näkemyksellä on monia kannattajia. He uskovat, että Maailman valtameri, joka on jättimäinen energiaakku, pystyy imemään ylimääräistä lämpöä pitkään. Voi kestää yli vuosituhannen ennen kuin planeetan ilmasto todella muuttuu radikaalisti.

Toinen tutkijoiden ryhmä päinvastoin kannattaa suhteellisen nopeaa versiota katastrofaalisista muutoksista. Tämä kasvihuoneilmiön ongelma on tällä hetkellä erittäin suosittu, siitä keskustellaan melkein jokaisessa tieteellisessä kongressissa. Valitettavasti tälle teorialle ei ole tarpeeksi näyttöä. Uskotaan, että viimeisen sadan vuoden aikana hiilidioksidipitoisuus on kasvanut vähintään 20-24 prosenttia ja metaanin määrä ilmakehässä on lisääntynyt 100 prosenttia. Pessimistisimmässä skenaariossa uskotaan, että planeetan lämpötila voi hyvinkin nousta tämän vuosisadan loppuun mennessä ennätykselliset 6,4 °C.

Näin ollen tässä tapauksessa maapallon ilmakehän kasvihuoneilmiö yksinkertaisesti tuo kuoleman kaikille rannikkoalueiden asukkaille.

Maailman valtameren pinnan jyrkkä nousu

Tosiasia on, että tällaiset lämpötilapoikkeamat ovat täynnä erittäin jyrkkää ja käytännössä arvaamatonta Maailman valtameren tason nousua. Siis vuodesta 1995 vuoteen 2005. tämä luku oli 4 cm, vaikka tiedemiehet kilpailivat keskenään, ettei heidän pitäisi odottaa nousua parin senttimetrin yläpuolelle. Jos kaikki jatkuu samaan tahtiin, 2000-luvun loppuun mennessä Maailmanmeren pinta on vähintään 88-100 cm nykyisen normin yläpuolella. Samaan aikaan planeetallamme noin 100 miljoonaa ihmistä asuu vain noin 87-88 cm merenpinnan yläpuolella.

Vähentää planeetan pinnan heijastavuutta

Kun kirjoitimme kasvihuoneilmiöstä, artikkelissa mainittiin toistuvasti, että se stimuloi maan pinnan heijastavuuden heikkenemistä entisestään, mitä edesauttavat metsien häviäminen ja aavikoituminen.

Monet tutkijat todistavat, että napojen jääpeite voi alentaa planeetan kokonaislämpötilaa vähintään kahdella asteella, ja napavesien pintaa peittävä jää estää suuresti hiilidioksidi- ja metaanipäästöjen prosessia ilmakehään. Lisäksi napajäätiköiden alueella ei ole lainkaan vesihöyryä, mikä stimuloi merkittävästi globaalia kasvihuoneilmiötä.

Kaikki tämä vaikuttaa niin paljon maailman veden kiertokulkuun, että hurrikaanien ja tornadojen tuhovoimaltaan hirvittävien tornadojen taajuus kasvaa useita kertoja, mikä tekee ihmisten elämästä käytännössä mahdottomaksi edes niillä alueilla, jotka ovat hyvin kaukana rannikoista. valtameristä. Valitettavasti veden uudelleenjako johtaa päinvastaiseen ilmiöön. Nykyään kuivuus on ongelma 10 prosentilla maapallosta, ja tulevaisuudessa tällaisten alueiden määrä voi hyvinkin kasvaa 35-40 prosenttiin kerralla. Tämä on surullinen tulevaisuus ihmiskunnalle.

Maallemme ennuste on tässä tapauksessa paljon suotuisampi. Klimatologit uskovat, että suurin osa Venäjän alueesta on varsin sopivaa normaaliin viljelyyn, ilmasto muuttuu paljon leudommaksi. Tietenkin suurin osa rannikkoalueista (ja meillä on niitä paljon) yksinkertaisesti tulvii.

Kolmannessa skenaariossa oletetaan, että lyhytaikaista lämpötilan nousua seuraa globaali viileneminen. Olemme jo puhuneet Golfvirran hidastumisesta ja sen seurauksista. Kuvittele, että tämä lämmin virta pysähtyy kokonaan... Tietenkään asiat eivät tule "The Day After Tomorrow" -elokuvassa kuvattuihin tapahtumiin, mutta planeetta tulee varmasti kylmemmäksi. Ei kuitenkaan kauaa.

Jotkut matemaatikot noudattavat teoriaa (simuloitua tietysti), jonka mukaan kasvihuoneilmiö Maan päällä johtaa siihen, että 20-30 vuoden ajan Euroopan ilmasto ei tule lämpimämmäksi kuin maassamme. He ehdottavat myös, että tämän jälkeen lämpeneminen jatkuu, jonka skenaario on kuvattu toisessa vaihtoehdossa.

Johtopäätös

Olipa se mikä tahansa, mutta tutkijoiden ennusteissa ei ole niin paljon hyvää. Voimme vain toivoa, että planeettamme on monimutkaisempi ja täydellisempi mekanismi kuin kuvittelemme. Ehkä tällaiset valitettavat seuraukset voidaan välttää.

Suurin osa maapallon ilmakehän "kasvihuoneilmiöstä" on vesihöyryllä tai ilman kosteudella troposfäärissä (taulukko 3).

Samaan aikaan vesihöyryn pitoisuus troposfäärissä riippuu merkittävästi pintalämpötilasta: "kasvihuonekaasujen" kokonaispitoisuuden nousu ilmakehässä johtaa kosteuden lisääntymiseen ja "kasvihuoneilmiöön", joka käännös johtaa pintalämpötilan nousuun.

Pintalämpötilan laskiessa vesihöyryn pitoisuus laskee, mikä johtaa "kasvihuoneilmiön" vähenemiseen, ja samaan aikaan, kun lämpötila laskee napa-alueilla, muodostuu lumijääpeite, mikä johtaa albedon nousuun ja yhdessä "kasvihuoneilmiön" vähenemiseen, mikä aiheuttaa keskimääräisen pintalämpötilan laskun.

Siten maapallon ilmasto voi siirtyä lämpenemisen ja jäähtymisen vaiheisiin, riippuen maa-ilmakehän albedon muutoksesta ja "kasvihuoneilmiöstä".

Ihmisperäinen maapallon ilmakehän saastuminen on yksi "kasvihuoneilmiön" syistä, joka ymmärretään mahdollisena maapallon globaalin lämpötilan nousuna ns. "kasvihuonekaasujen" aiheuttamien lämpötasapainon muutosten seurauksena. ".

Maan pinta vastaanottaa pääasiassa näkyviä säteitä, jotka kulkevat "kasvihuonekaasujen" läpi muuttumatta. Maanläheisessä avaruudessa, kun kohtaavat erilaisia ​​kappaleita, merkittävä osa näistä säteistä muuttuu pitkäaaltoisiksi (infrapuna) lämpösäteiksi. "Kasvihuonekaasut" estävät lämpösäteiden karkaamisen ulkoavaruuteen ja aiheuttavat siten ilman lämpötilan nousun ("kasvihuoneilmiö").

Pääasiallinen "kasvihuonekaasu" on hiilidioksidi (CO 2). Sen osuus "kasvihuoneilmiöön" vaihtelee eri lähteiden mukaan 50-65%. muille" kasvihuonekaasut"ovat metaania (noin 20%), typen oksideja (noin 5%), otsonia, freoneja (kloorifluorihiilivetyjä) ja muita kaasuja (noin 10-25% "kasvihuoneilmiöstä"). Kaikkiaan tunnetaan noin 30 "kasvihuonekaasua". Niiden lämmittävä vaikutus ei riipu vain määrästä ilmakehässä, vaan myös toiminnan suhteellisesta aktiivisuudesta molekyyliä kohti. Jos tämän indikaattorin mukaan CO 2 otetaan yksikkönä, niin metaanille se on 25, typen oksideille - 165 ja freonille - 11000.

Suurin ihmisen aiheuttama ilmakehään joutuva hiilidioksidin lähde on hiilipitoisen polttoaineen (hiili, öljy, polttoöljy, metaani jne.) polttaminen. Nykyään vain noin 1 tonni hiiltä henkilöä kohti vuodessa pääsee ilmakehään pelkästään lämpövoimatekniikasta; Ennusteiden mukaan 2000-luvun ensimmäisellä puoliskolla päästöt nousevat yli 10 miljardiin tonniin.

Viimeisten 200 vuoden aikana ilman hiilidioksidipitoisuus on noussut 275 hiukkasesta 350 hiukkaseen miljoonaa ilmahiukkasta kohden, eli 25 prosenttia, ja vuodesta 1958 lähtien. vuoteen 2001 mennessä CO 2 -pitoisuus nousi 350 hiukkasesta 368 hiukkaseen (taulukko 4). Jos ihmiskunta ei ryhdy toimenpiteisiin kaasupäästöjen vähentämiseksi, niin vuosisadan puoliväliin mennessä pintailmakehän keskilämpötila nousee 1,5-4,5 0 C. Joidenkin valtioiden osuudet hiilidioksidipäästöistä ovat n. seuraavat: USA - 22%, Venäjä ja Kiina - kumpikin 11%, Saksa ja Japani - kumpikin 5%.

Tällä hetkellä vaara piilee siinä, että ilmakehän "kasvihuonekaasujen", nimittäin hiilidioksidin, typen, vesihöyryn ja monien muiden pitoisuus on lisääntynyt merkittävästi ja se liittyy ihmiskunnan teolliseen kehitykseen. Viimeisen 150 vuoden aikana typpipitoisuus on lisääntynyt 18 %, metaani lähes 150 % ja hiilidioksidi yli 30 %. Seurauksena oli "kasvihuoneilmiön" tietty stimulaatio ja vastaavat seuraukset.

Tutkijoiden mukaan 330 miljardia tonnia tätä ainetta vuosittain osallistuu planeetan hiilikiertoon. Ihmisen osuus tästä määrästä on hyvin pieni - 7,5 miljardia tonnia, mutta tämä riittää häiritsemään järjestelmän tasapainoa.

Maailman meteorologinen järjestö (WMO) ja Yhdistyneiden Kansakuntien ympäristöohjelma (UNEP) perustivat vuonna 1988 hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin (IPCC), jotka tunnustavat ilmaston lämpenemisen ongelman. Tämä on itse asiassa useiden tuhansien tutkijoiden pysyvä foorumi eri maista, mukaan lukien kymmeniä venäläisiä, käytännössä kaikki, jotka käsittelevät tätä ongelmaa eri näkökulmista: ilmastotieteilijät, ekologit, ekonomistit ja energiainsinöörit. Noin 4-5 vuoden välein tiedemiehet julkaisevat monisivuisia raporttejaan maapallon ilmaston tilasta. Asiantuntijoiden "ensimmäinen raportti" vuonna 1990 sisälsi melko vaatimattomia lausuntoja jatkuvista ilmastonvaihteluista, tiedemiehet olivat varmoja yhdestä asiasta - ilmakehän hiilidioksidipitoisuus nousi. Ilmakehän keskimääräinen hiilidioksidipitoisuus WMO:n mukaan on noussut viimeisen 30 vuoden aikana 340:stä 390 miljoonasosaan. Tutkijoiden luottamus on kasvanut joka vuosi. Vielä vuonna 2006 70 % asiantuntijoista oli varma, että ihminen on syypää globaaliin ilmastonmuutokseen, mutta jo neljännestä IPCC:n raportista vuonna 2007 kävi selväksi, että tähän luottavaisten asiantuntijoiden määrä on noussut 90-95 prosenttiin.

"Kasvihuonekaasujen" päästöjen vähentämisongelma koskee melkein koko maailman yhteisöä sekä poliittisella että teollisella ja ympäristön tasolla. Esimerkki pätevästä politiikasta "kasvihuonekaasujen" päästöjen vähentämiseksi on Kioton pöytäkirja vuodelta 1997. Joulukuussa 1997 Kiotossa pidettiin kansainvälinen konferenssi maapallon globaalista ilmastonmuutoksesta, johon osallistui edustajia 159 maasta. Lopullinen pöytäkirja hyväksyttiin, ja sen mukaan ilmakehään joutuvien "kasvihuonekaasujen" päästöjä vähennettiin yhteensä 5,2 %. 2008-2012 mennessä Euroopan unionin maiden tulisi vähentää "kasvihuonekaasupäästöjä" (vuoden 1990 tasosta) 8%, USA - 7%, Japani, Kanada - 6%. Venäjä ja Ukraina voivat vuoteen 2012 mennessä pitää päästöt vuoden 1990 tasolla viime vuosien teollisuustuotannon vähenemisen vuoksi. Esimerkki CO 2 -päästöjen teollisesta vähentämisestä on Japanissa vuosina 2007-2008 tehty työ. vähentää hiilidioksidipäästöjä, jotka johtuvat savukaasujen liukenemisesta kaasua käyttävien laitosten jälkeen meriveteen. Kuitenkin tämä tekninen ratkaisu ei tuottanut toivottuja tuloksia, ja työ tähän suuntaan lopetettiin.