1. Principala sursă de dioxid de carbon care intră în atmosferă este arderea combustibililor fosili(cărbune, petrol, gaz) pentru producerea de energie. Aproximativ 80% din toată energia din lume este produsă de energie termică. Eliberarea de dioxid de carbon în atmosferă în perioada 1860-1990 a crescut cu o medie de 0,4% pe an. În anii 1980, a fost de 5,5 + 0,5 miliarde de tone de carbon pe an.

2. Reducerea pădurilor tropicale și ecuatoriale curele, degradarea solului, alte transformări antropice ale peisajului duce în principal la eliberarea carbonului, care este însoțită de oxidarea acestuia, adică. formarea CO 2 . În general, emisiile în atmosferă datorate transformării peisajelor tropicale sunt 1,6 ± 1,0 miliarde de tone carbon. Pe de altă parte, în latitudinile temperate și înalte ale emisferei nordice, în general, se remarcă predominarea refacerii pădurilor asupra dispariției acestora. Pentru a construi materia organică a pădurilor în procesul de fotosinteză, dioxidul de carbon este luat din atmosferă. Această cantitate, în termeni de carbon, este egală cu 0,5 ± 0,5 miliarde de tone.Limitele de precizie egale cu valoarea însăși ne indică și nivelul încă scăzut de înțelegere a rolului antropic în unele verigi ale ciclului biogeochimic global al carbonului.

3. În atmosferă ca urmare activitate umana acumulate anual 3,3 ± 0,2 miliarde tone de carbon sub formă de dioxid de carbon.

4. Oceanele absorb din atmosferă (se dizolvă, se leagă chimic și biologic) cca 2,0 ± 0,8 miliarde tone de carbon sub formă de dioxid de carbon. Valorile totale ale absorbției dioxidului de carbon de către ocean nu sunt încă măsurate direct. Ele sunt calculate pe baza unor modele care descriu schimbul dintre atmosferă, suprafața și straturile adânci ale oceanului.

Creșterea concentrației de CO 2 în atmosferă ar trebui să stimuleze procesul de fotosinteză. Acest așa-zis fertilizare, datorită căruia, potrivit unora dintre ei, substanțele pot crește cu 20-40% la dublul concentrației actuale de dioxid de carbon. În bilanţul fluxurilor antropice de carbon, toate procesele încă prost înţelese care au loc în ecosistemele terestre, inclusiv fertilizarea, sunt estimate la 1,3 ± 1,5 miliarde de tone.

Metan (CH 4 ) de asemenea, joacă un rol semnificativ în efectul de seră, reprezentând aproximativ 19% din valoarea sa totală (din 1995). Metanul este produs în condiții anaerobe, cum ar fi diferite tipuri de mlaștini naturale, straturi sezoniere și de permafrost, plantații de orez, gropi de gunoi și, de asemenea, ca urmare a activității rumegătoarelor și termitelor.

Estimările arată că aproximativ 20% din emisiile totale de metan sunt asociate cu tehnologiile combustibililor fosili (combustie de combustibil, emisii din minele de cărbune, extracție și distribuție). gaz natural, rafinarea petrolului). În total, activitatea antropică asigură 60-80% din emisiile totale de metan în atmosferă. În atmosferă metanul este instabil. Este îndepărtat din acesta datorită interacțiunii cu ionul hidroxil (OH) din troposferă. În ciuda acestui proces, concentrația de metan în atmosferă s-a dublat aproximativ față de perioada preindustrială și continuă să crească cu o rată de aproximativ 0,8% pe an.

Oxid de azot. rolul curent oxid de azot(N 2 O) în efectul de seră total este de numai aproximativ 6%. Concentrația de oxid nitric din atmosferă este, de asemenea, în creștere. Se presupune că sursele sale antropice sunt aproximativ jumătate din cele naturale. Sursele de oxid nitric antropic sunt agricultura (în special pajiştile tropicale), arderea biomasei şi industria care conţine azot. Potențialul său relativ de seră (290 de ori mai mare decât dioxidul de carbon) și durata de viață tipică atmosferică (120 de ani) sunt semnificative, compensând concentrația relativ scăzută a acestuia.

Clorofluorobromocarburi(CFC) sunt substanțe sintetizate de om și care conțin clor, fluor și brom. Au un potențial relativ de seră foarte puternic și o durată de viață semnificativă în atmosferă. Rolul lor final în efectul de seră este de aproximativ 7% până la mijlocul anilor 1990.

Ozon(0 3) este un gaz cu efect de seră important găsit atât în ​​stratosferă, cât și în troposferă.

Aerosoli Acestea sunt particule solide din atmosferă cu un diametru de câțiva microni. Ele se formează din cauza eroziunii eoliene a solului, a erupțiilor vulcanice și a altor procese naturale, precum și din cauza activităților umane (arderea combustibililor fosili și a biomasei).

Spre deosebire de gaze cu efect de sera, tipic durata de viață a aerosolilorîn atmosferă nu depășește câteva zile. Prin urmare, potențialul lor de radiație reacționează rapid la creșterea emisiilor de poluare și scade la fel de repede. Spre deosebire de impactul global al gazelor cu efect de seră, impactul aerosolilor atmosferici este local. Distribuția geografică a aerosolilor de sulfat în aer coincide practic cu regiunile industriale ale lumii. Acolo este localul efect de răcire aerosolii pot reduce semnificativ și chiar elimina virtual global Efect de sera. Erupțiile vulcanice sunt un factor neregulat, dar semnificativ în formarea unor concentrații mari de particule de aerosoli, care provoacă o întârziere a radiației solare în apropierea pământului și, prin urmare, o răcire vizibilă. Explozia catastrofală a vulcanului Tambora din 1815 din Indonezia a dus la o scădere vizibilă a temperaturii aerului în întreaga lume în următorii trei ani.

Consecințele hidroclimatice ale antropice

Efect de sera.

Acumularea de gaze cu efect de seră în atmosferă și creșterea ulterioară a efectului de seră conduc la creșterea temperaturii stratului de aer de suprafață și a suprafeței solului. În ultimele sute de ani, temperatura medie a lumii a crescut cu aproximativ 0,3-0,6°C. În special, a avut loc o creștere vizibilă a temperaturii în anul trecut, începând cu anii 1980, care a fost cel mai cald deceniu pentru întreaga perioadă de observații instrumentale. O analiză a datelor globale privind temperatura aerului ne-a permis să facem o concluzie rezonabilă că creșterea observată a temperaturii se datorează nu numai fluctuațiilor naturale ale climei, ci și activităților umane. Se poate presupune că acumularea antropică progresivă a gazelor cu efect de seră în atmosferă va duce la o creștere suplimentară a efectului de seră. Estimările schimbărilor climatice așteptate sunt de obicei făcute pe baza utilizării modele de circulație atmosferică globală. Cu toate acestea, acuratețea modelelor nu este încă ridicată nici măcar pentru calcule la nivel global. Prognoza schimbărilor pe regiuni ale lumii, care este extrem de importantă din punct de vedere practic, este încă greu de încredere. În plus, este necesar să se țină seama de posibilele modificări ale activităților umane, conștiente sau inconștiente, care conduc la modificări ale acumulării de gaze cu efect de seră și, prin urmare, la modificări ulterioare ale efectului de seră.

Acești factori sunt luați în considerare prin scenarii.

1. În conformitate cu scenariul cantității cele mai probabile de emisii de gaze cu efect de seră, media globală temperatura stratul de suprafață de aer pentru perioada 1990-2100 va crește cu aproximativ 2°C. În scenariile cu emisii scăzute și ridicate, creșterea temperaturii va fi de 1°C, respectiv 3,5°C. Datorită inerției termice a oceanelor, temperatura medie a aerului va continua să crească după 2100, chiar dacă concentrația de gaze cu efect de seră se stabilizează până în acel moment.

2. Cu o dublare a conținutului de dioxid de carbon din atmosferă față de perioada preindustrială, o creștere a temperaturii aerului în diverse regiuni va fi între 0,6°C și 7°C. Pământul se va încălzi mai mult decât oceanele. Cea mai mare creștere a temperaturii este de așteptat în zonele arctice și subarctice, în special iarna, în principal datorită unei reduceri a zonei gheata de mare.

3. Cresterea temperaturii aerului va fi insotita de o creștere a precipitațiilor deşi tabloul distribuţiei spaţiale a precipitaţiilor va fi mai variat decât distribuţia temperaturii aerului. Variația schimbării precipitațiilor va fi în intervalul de la -35% la +50%. Fiabilitatea în evaluarea modificărilor umidității solului, ceea ce este atât de important pentru Agricultură, este, de asemenea, semnificativ mai mică decât estimările modificărilor temperaturii aerului.

4. Schimbările relativ mici ale mediilor climatice vor fi probabil însoțite de o creștere a frecvenței evenimente catastrofale, precum ciclonii tropicali, furtunile, secetele, temperaturile extreme ale aerului, etc. Un eveniment de întreaga scară Holocenă este un tsunami catastrofal care a lovit țărmul nordic al Oceanului Indian la 26 decembrie 2005 și a reclamat 250-400 de mii de oameni.

5. În secolul trecut, a existat creșterea constantă a nivelului mediu al oceanului mondial, în valoare de 10-25 cm.Principalele motive pentru creșterea nivelului oceanului sunt dilatarea termică a apei datorită încălzirii acesteia ca urmare a încălzirii climatice, precum și un aflux suplimentar de apă din cauza reducerii muntelui și mici ghețari polari. Aceiași factori vor funcționa în viitor, cu conectarea treptată în viitorul mai îndepărtat a apelor de topire ale Groenlandei și apoi a calotelor de gheață antarctice. Nivelul mării la nivel global este de așteptat să crească cu 50 cm până în 2100 și, având în vedere incertitudinea, creșterea nivelului este de așteptat să fie între 20 și 86 cm. Nivelul mării va continua să crească timp de câteva secole după 2100, chiar dacă concentrațiile de gaze cu efect de seră se vor stabiliza. Creșterea nivelului mării va cauza grave probleme naturale și socio-economice în zonele de coastă mări și oceane.

Drepturi de autor pentru imagine AFP

Nivelul mediu de dioxid de carbon din atmosfera planetei noastre în 2015, pentru prima dată în perioada de observație, a atins un nivel critic de 400 de părți per milion, a spus Organizația Meteorologică Mondială.

Nivelul critic de dioxid de carbon a fost înregistrat de o stație de monitorizare a aerului situată în Hawaii.

După cum sugerează experții, conținutul de dioxid de carbon din atmosferă nu va scădea sub 400 de părți per milion pe parcursul anului 2016 și, posibil, în următoarele decenii.

Ce înseamnă asta pentru tine și pentru mine?

Gazda programului „Etajul cinci” AlexandruBaranov discută subiectul cu directorul programului „Climă și energie” Fondul Mondial viata salbatica AlexmâncaKokorinthși cercetător principal la Institutul de Ecologie a Plantelor și Animalelor, Filiala Ural Academia RusăȘtiințe EvgenymâncaZinovievth.

DARlexanderBarans:400 ppm pentru om obisnuit care nu înțelege problemele climatice, dar a predat aritmetica la școală, asta este foarte puțin. Doar 200, 100 sau 500. Mai ales când vine vorba de gaz incolor și inodor. De ce oamenii de știință sunt brusc atât de alarmați?

DARLexey Kokorin: CO2 este unul dintre gazele cu efect de seră, al doilea după vaporii de apă, și principalul gaz a cărui concentrație în atmosferă este influențată de oameni.

Iar faptul că o persoană nu afectează conținutul de vapori de apă nu ușurează mult lucrurile, deoarece influența asupra conținutului de CO2 este mare, iar analiza izotopilor a demonstrat că acest CO2 provine din arderea combustibilului. E mult.

Numărul este foarte mic, dar este cu 30% mai mare decât acum 50-60 de ani. Și înainte de asta, nivelul a fost constant pentru o lungă perioadă de timp, există date din măsurători directe.

A.B.: Oamenii de știință sunt acum de acord că CO2 determină schimbările climatice și nu invers? Cu ceva timp în urmă, unii oameni de știință spuneau că creșterea emisiilor de dioxid de carbon este afectată de încălzirea oceanului. Și o persoană, în comparație cu oceanul, emite mult mai puțin CO2 în atmosferă. Care este consensul actual în acest sens?

A.K.: Consensul este aproape complet. Am mentionat analiza izotopilor pentru ca in trecut, si asta se dovedeste, mai intai s-a schimbat temperatura, apoi concentratia de CO2.

A fost în perioada de tranziție între epocile glaciare iar în alte cazuri. Corelația a mers așa. Aici corelația merge într-o secvență diferită. Dar, cel mai important, există dovezi ale analizei izotopice. Există un consens aici.

EvgenyZinoviev: Nu sunt climatolog, sunt paleontolog. La institutul nostru, observăm în nord, în Arctica, atât o creștere a conținutului de CO2, iar acest lucru este demonstrat de colegii noștri dendrocronologi, cât și schimbări însoțitoare - acesta este avansul limitei pădurii. Monitorizăm peisajele părții de nord a Câmpiei Siberiei de Vest și a Uralilor polari și subpolari, iar în ultimii patruzeci de ani, granița de nord a pădurii s-a mutat spre nord.

Aceasta nu atinge încă limitele care erau în optimul climatic al Holocenului, când vegetația lemnoasă a ajuns la mijlocul Yamal, dar procesul merge în această direcție și este asociat indirect cu încălzirea climatică. Plantele lemnoase ocupă treptat teritorii din care s-au retras cândva.

Încălzirea pe care o vedem acum nu este cea mai semnificativă, acum clima nu este cea mai caldă. Pot compara cu trecutul geologic recent - ultimii 130-140 de mii de ani. Această perioadă se numește interglaciarul Mikulin, iar apoi plantele și animalele iubitoare de căldură s-au mutat mult mai spre nord decât acum.

În epoca noastră, conform datelor obiective, astfel de niveluri nu au fost încă atinse. Dar acea încălzire a fost de foarte scurtă durată, doar aproximativ 5 mii de ani. Apoi a fost înlocuit cu o răceală, apoi încălzirea din nou și apoi un lung perioada rece, glaciația Zyryansk, care a fost, de asemenea, împărțită în epoci mai calde și mai reci. Apoi a început să se formeze calota de gheață scandinavă.

A.B.: Acesta esteînVorbești despre o vată de frig în perioada medievală?

E.Z.: Vorbești despre vremuri istorice și mă refer la granițele anterioare. Acesta este Pleistocenul târziu.

A.B.: Și ce concluzii putem trage noi, nespecialiștii, din asta? Oponenții teoriei încălzirii globale induse de om spun că pur și simplu ne aflăm într-o perioadă a unui anumit ciclu și cu aceasta sunt asociate diverse fluctuații ale concentrației de CO2.

Dioxid de carbon- hrana pentru plante. În procesul de fotosinteză, plantele absorb dioxidul de carbon, eliberează oxigen în atmosferă și, cu cât conținutul de dioxid de carbon este mai mare, cu atât plantele încep să-l consume mai activ și cu atât cresc mai repede.

E.Z.: Dezvoltarea vegetației lemnoase nu se observă, dimpotrivă. LA America de Nord, sudul Europei, pădurile ard, vegetația forestieră se degradează, aridizarea este în curs, iar clima se usucă. Plămânii planetei se micșorează.

A.B.: De ce se întâmplă asta? Crezi că ar trebui să se extindă?

E.Z.: Clima este un sistem multi-vector, pot exista diferiți factori de care nu putem lua întotdeauna în considerare. Există un punct de vedere conform căruia ghețarii vor începe să se topească, ceea ce este asociat cu încălzirea climatică, iar acest lucru se întâmplă.

Calota de gheață a Groenlandei se degradează, iar în Arctica, cantitatea mare de apă dulce eliberată poate schimba direcția Curțului Golfului. Apoi, această sobă pentru Europa va înceta să mai încălzească nordul Europei, iar formarea ghețarilor va începe din nou acolo. Va fi foarte rău.

O încălzire bruscă poate da impuls unei răciri puternice. Calota de gheață acumulează apă, clima începe să se usuce. Pădurile solide dispar, se formează păduri rare. Clima devine uscată, rece, continentală și așa devine nu numai în Siberia, ci și în Europa.

Totul este foarte complex și interconectat. Nu aș simplifica, trebuie să ținem cont și de factorul modern - creșterea emisiilor de CO2 asociate activității umane industriale, cu prezența un numar mare industrii, mașini și așa mai departe - nu puteți contesta asta. Mai ales în marile zone metropolitane unde sunt concentrate industriile mari.

Dar o altă întrebare este ce consecințe va avea. Omenirea este obișnuită să trăiască în anumite condiții confortabile. Dacă începe o creștere sau scădere a nivelului oceanelor lumii, atunci vor începe catastrofele. Ele pot fi provocate de impactul antropic. Omenirea nu este atât de mică încât să nu influențeze mediul natural. A devenit un factor geologic, și nu doar unul biologic, schimbă lucruri mai fundamentale în biosferă, în scoarța terestră.

A.B.: Să presupunem că umanitatea poate reduce emisiile de CO2. Dar acesta este doar unul dintre factori., si nu cea mai mare. Poate acest lucru să schimbe ceva, să ducă la un fel de îmbunătățire bruscă a situației?

A.K.: Este foarte important, din punct de vedere al fizicii atmosferei și oceanului, să înțelegem ce se întâmplă. Au loc două procese: acesta este procesul de variabilitate naturală a climei - soarele, cele mai evidente, procese periodice complexe din ocean, Atlantic, Pacific.

Există, de asemenea, lucruri mai studiate - transferurile de căldură din atmosferă către ocean și înapoi, care sunt ciclice. Aceste procese ciclice sunt suprapuse unui impact constant, care este liniar.

De-a lungul secolului al XXI-lea, temperaturile sunt de așteptat să crească cu două grade în cel mai bun caz, dar în realitate - cu trei sau trei și jumătate. Și, în același timp, răcirea și încălzirea vor avea loc ciclic, iar încălzirea se va întâmpla mult mai repede. Și nu este deloc evident că creșterea numărului de fenomene hidrologice periculoase va scădea odată cu scăderea temperaturii.

A.B.: Acest lucru este foarte greu de înțeles pentru o persoană care nu se ocupă de această problemă și urmărește în principal programe de știință populară, unde aceste întrebări sunt primitivizate, simplificate, dar argumentele simple acționează asupra conștiinței unei persoane obișnuite care o privește din exterior.

Când i se oferă un grafic al schimbărilor de temperatură înXXsecolul și se spune: uite, în timp ce omul nu a afectat în mod deosebit atmosfera, temperatura a crescut, iar când a început să influențeze, când industrializarea a fost mai puternică după 1940 până în 1970, când situația ar fi trebuit să se înrăutățească, am observat o răcire.

Pe baza unor astfel de grafice, oamenii spun că o persoană nu influențează cu adevărat, există câțiva factori mai puternici care sunt în afara controlului nostru. Prin urmare, vorbirea despre rolul omului în încălzirea globală este un mit în spatele căruia se află cei care beneficiază de ea.

E.Z.: Efectul cumulativ începe să funcționeze, impactul unei persoane este în creștere. La un moment dat, s-ar putea să nu se manifeste, dar apoi, pe măsură ce concentrația de CO2, gazele cu efect de seră crește, mai devreme sau mai târziu se manifestă practic pe tot globul. Atât în ​​zonele dezvoltate, cât și în nord, în Arctica.

Factorul antropic se suprapune factorilor astronomici asociați cu orbita Pământului, ciclicitatea se manifestă puternic și așa mai departe. Și când totul se suprapune unul peste altul, se pot întâmpla evenimente complet imprevizibile.

Iar impactul antropic va crește chiar dacă există restricții la producție și așa mai departe. Sunt produse o mulțime de mașini care poluează foarte mult atmosfera. Și alți factori. Nu vor merge nicăieri.

Iar vegetația erbacee și lemnoasă nu crește, ci, dimpotrivă, învelișul forestier este degradat.

A.B.: Dar am văzut și rapoarte de alt tip că pădurile Amazonului au început brusc să crească în Brazilia.

E.Z.: Este, dar te uiți ce se întâmplă în America? Sud-vestul Californiei? Sunt incendii masive de pădure. Este nevoie de timp pentru ca pădurea să se refacă după un incendiu. După un incendiu, trec câțiva ani până când pădurea începe să crească. Și acolo unde este uscat, pur și simplu nu mai crește. Pădurea se transformă în stepă, deșert și așa mai departe.

A.B.: Aceștia sunt factori serioși, dar este dificil pentru conștiința obișnuită să împace acest lucru cu propria activitate. Se poate adera la teoria conform căreia activitatea umană este ultima picătură care poate depăși echilibrul ecologic pe fundalul unor factori mai serioși. Dar când se spune că există un astfel de factor precum petele pe Soare, activarea Soarelui, care este o sursă puternică de energie, în comparație cu care toate activitățile noastre sunt un fleac, este chiar imposibil de comparat.

Aceagraficele arată - când Soarele este activ, temperatura crește, iar când este mai puțin activ, scade, toate acestea sunt corelate. Apoi se spune că totul depinde de ce orbită se mișcă Pământul. Dacă orbita este eliptică, devine mai rece. Și când toate acestea i se spun unei persoane, el se gândește: ei bine, în comparație cu astfel de fenomene cosmice, emisiile noastre nefericite în atmosferă. Cum putem convinge o persoană că putem deranja acest echilibru cu acțiunile noastre?

E.Z.: Este necesar să convingem cumva, pentru că acesta nu este cu adevărat ultimul factor. De exemplu, pădurile ard chiar și fără o persoană - furtuni uscate și așa mai departe. Dar activitate umana contribuie la aceasta. Fiecare trebuie să înceapă de la sine. Oamenii ar trebui să înțeleagă că multe depind de ei.

O persoană poate spune: voi face ceea ce cred că este necesar, oricum nimic nu depinde de mine. Dar există milioane de oameni și, dacă toată lumea crede așa, nu se va îmbunătăți. Inerția gândirii umane există, din păcate.

A.B.: Cum să convingi o persoană că mașina lui, pe care va trece în pluscincikilometri, afectează și clima, chiar și pe fondul faptului că Pământul se află pe o orbită eliptică și nu pe alta?

A.K.: Climatologii ruși, și nu numai cei ruși, s-au gândit cum să demonstreze clar acest lucru. Reacțiile probabile ale Soarelui în 15-20 de ani cu o mare probabilitate vor reduce temperatura cu globul aproximativ 0,25 grade. Iar impactul antropic este de cel puțin două grade. La fel a fost și în anii 1930 și 1940.

Și un alt lucru caracteristic este acesta: atât stratosfera, cât și troposfera se încălzesc. Adică ai, parcă, o peliculă de seră, iar dacă se încălzește deasupra foliei și sub folie, înseamnă că becul a început să se încălzească mai mult. Și dacă se încălzește sub film și se răcește deasupra peliculei, înseamnă că pelicula a devenit mai groasă. Iată cum poți încerca să-l explici.

A.B.: Admiteți posibilitatea ca într-adevăr să fim între două ere glaciare și să se întâmple ceva și să înceapă o răcire pe Pământ?

E.Z.: Întrebarea dvs. sugerează că eu și colegul meu vorbim urât. Desigur, ne aflăm între două epoci glaciare, una care s-a încheiat cu aproximativ 300 de mii de ani în urmă și una care va începe peste câteva mii de ani – poate 20, poate 100. Colegul meu ca climatolog știe mai bine despre asta. Dar va fi absolut corect. Vorbim despre alte scale de timp. La această scară, influența umană asupra încălzire globală nu poate fi luat în considerare, este de sute de mii de ani.

A.B.: Adică nu putem să fim la înălțimea acestei crize?

E.Z.: Din păcate, cu siguranță nu vom trăi pentru a vedea răcirea globală, chiar și niciunul dintre strănepoții noștri nu va trăi. Vor exista perioade de răcire în secolul 21? Da, probabil că o vor face. Trăim într-o eră a suprapunerii diverselor variații, inclusiv solare, pe tendința globală.

_____________________________________________________________

Puteți descărca podcast-ul programului „Etajul cinci” .

Există adevăruri comune care sunt familiare oricărei persoane aproape de la naștere. Este frig iarna și cald vara. Respirația consumă oxigen și eliberează dioxid de carbon. Când într-o cameră se acumulează mult dioxid de carbon, acesta devine înfundat și, pentru a fi mai confortabil în cameră, trebuie să fie ventilat. Dar, în același timp, majoritatea oamenilor tind să subestimeze impactul concentrației crescute de CO2 asupra sănătății și calității vieții. Despre asta vreau să vorbesc în acest articol și să arăt, de asemenea, modul în care aparatul de aer condiționat afectează procesul de purificare a aerului. Și, în același timp, oferă o imagine de ansamblu asupra detectorului de nivel de CO2, care ajută la menținerea sub control a calității aerului din interior.

1 Lucruri de știut despre CO2
2 Informații tehnice
3 Aspectși principiul de funcționare
4 măsurători
5 Automatizarea locuinței
6. Concluzii

1. Ce trebuie să știți despre CO2

CO2 sau dioxidul de carbon este parte integrantă a oricărui amestec de aer, al cărui conținut este măsurat în părți pe milion (ppm - părți pe milion). Un nivel condiționat normal de CO2 în aerul proaspăt exterior este considerat a fi de 400 ppm. Această cifră nu este constantă și depinde de locația specifică - de exemplu, într-o zonă ecologic curată, cu lipsă de industrie și cu o densitate scăzută a populației, conținutul de dioxid de carbon din atmosferă poate fi sub valoarea medie, iar într-o zonă dens populată. metropolă și chiar și cu întreprinderile industriale, aproape sigur va fi peste medie.

Aerul din interior este considerat a fi de bună calitate dacă conținutul său de CO2 fluctuează cu 800 ppm. Când concentrația de dioxid de carbon ajunge la 1000 ppm, mulți oameni au deja o senzație de înfundare și letargie, iar 1400 ppm este limita normală conform recomandărilor San Pina.

Un nivel periculos este de 30000 ppm - atunci când se atinge o astfel de concentrație de CO2, pulsul unei persoane se accelerează, există o senzație de greață și alte simptome de înfometare de oxigen. Vestea bună este că este aproape imposibil să „respirăm” o asemenea concentrație de dioxid de carbon în birouri și spații rezidențiale, chiar și de foarte proastă calitate. Cu toate acestea, chiar și excesele mici ale concentrației permise de CO2 pot afecta semnificativ calitatea vieții. Deja la 1000 ppm, concentrarea atenției scade, apare o senzație de letargie, creierul începe să proceseze mai rău informația. Cu niveluri de CO2 peste 1400 ppm la birou, devine dificil să te concentrezi la locul de muncă, iar acasă vor apărea probleme cu somnul. Conținutul de CO2 depinde, într-o măsură mai mare, de numărul de persoane din spațiul închis.

„Poți gestiona doar ceea ce poți măsura”, a scris fondatorul teoriei moderne de management, Peter Drucker. Iar primul pas pentru gestionarea microclimatului camerei este să începem urmărirea indicatorilor obiectivi ai acesteia.

Aici ne va ajuta Dajet.

2. Informații tehnice

Nume model: detector de CO2 (monitor mini CO2)
Interval de măsurare CO2: 0 - 3000 ppm
Interval de măsurare a temperaturii: 0 - 50
Precizia măsurării: ±10% ppm, ±1,5°C
Ieșire de informații: afișaj LCD, indicatoare LED
Consum de curent: până la 200 mA
Funcții suplimentare: semnal sonor de exces de concentrație de CO2

3. Aspectul și principiul de funcționare

Detectorul de CO2 este furnizat într-o cutie de carton care conține informațiile producătorului și o scurtă notă asupra efectelor. concentratii crescute dioxid de carbon asupra bunăstării umane.

În interior se află dispozitivul în sine, instrucțiuni în rusă și un cablu USB. Detectorul nu are o baterie încorporată, așa că poate funcționa doar de la o sursă de alimentare externă: un port USB al computerului sau un încărcător obișnuit pentru smartphone.

Dispozitivul în sine a închide. Pe panoul frontal există un ecran și trei LED-uri indicatoare care afișează rezultatele medii ale măsurătorilor: la o concentrație de CO2 sub 800ppm, se aprinde un LED verde, la 800-1200ppm - galben, peste 1200ppm - roșu. Valorile intervalelor de acțiune ale indicatorului pot fi modificate în setări.

În general, indicația LED s-a dovedit a fi un lucru foarte informativ. Nu este nevoie să vă apropiați de dispozitiv și să priviți valorile curente ale indicatorilor. Se vede de departe că dacă indicatorul a trecut de la verde la galben, atunci încăperea poate fi deja ventilată, iar dacă devine roșu, este indicat să începeți aerisirea chiar acum.

În partea dreaptă există un port microUSB și o gaură prin care se ia aer pentru analiză.

Orificii de ventilație din spate, autocolant cu informații tehnice si doua butoane pentru setare.

Inima dispozitivului este senzorul de dioxid de carbon ZGm053UK, care folosește tehnologia NDIR (radiație infraroșu nedispersiv, radiație infraroșu nedispersiv): un curent de aer intră în tubul de ghidare a luminii și cade sub radiația unei lămpi cu infraroșu, iar la celălalt capăt al tubului este un detector de infraroșu cu un filtru corespunzător. Cu cât este mai mult CO2 conținut în amestecul de aer, cu atât strălucirea infraroșu este mai puternică, ceea ce permite senzorului să determine concentrația actuală de CO2.

Costul senzorilor NDIR este mai mare decât cel al analogilor cu alt principiu de funcționare (electrochimic sau electroacustic), dar în același timp au o durată de viață lungă și oferă rezultate mai precise.

4. Măsurători

Acum să testăm detectorul în funcțiune. Locul măsurătorilor - Chelyabinsk, apartament cu două camere într-o zonă relativ liniștită, ferestrele au vedere la curte.

Experienta numarul 1. Cunoașterea instrumentului

În primul rând, am măsurat concentrația de dioxid de carbon din stradă, plasând detectorul lângă o fereastră deschisă la etajul 4.

Măsurătorile au arătat 440 ppm. Nivelul normal de CO2 din atmosferă, vă reamintesc, este de 400 ppm. Ei bine, ajustat pentru vremea calmă și locuirea într-o metropolă industrială cu un mediu tradițional problematic, 440 ppm poate fi considerat un rezultat normal.

Acum haideți să măsurăm nivelul de CO2 din apartament, având în prealabil aerisit bine toate camerele.

S-a dovedit 550 ppm. Acesta este un rezultat excelent, aerul este aproape ca afară.

Dar, privind în perspectivă, voi spune: este aproape imposibil să mențineți o astfel de calitate a aerului în mod continuu într-un apartament care nu este echipat cu sisteme avansate de ventilație.

Experiența numărul 2. Măsurători lungi

În cursul revizuirii, încă nu am menționat că detectorul nu numai că afișează valori instantanee ale concentrației de CO2, dar este și capabil să funcționeze împreună cu un computer.

Dacă este setat program special, dispozitivul va înregistra nivelul concentrației de CO2 și temperatura din cameră cu referire la timp și va construi un grafic pe baza acestor indicatori.

Măsurătorile ulterioare vor fi efectuate folosind acest program.

Noapte cu fereastra și ușa închise. Până dimineața, concentrația de CO2 din cameră crește la aproape 2000 ppm.

Deschideți cercevelul ferestrei pentru aerisire și priviți graficul. În aproximativ 40 de minute, concentrația de dioxid de carbon scade de la 2000 ppm la un nivel sănătos de 700 ppm.

Seară. Zgomotul natural se diminuează și vocile companiilor care se odihnesc în curte devin deosebit de audibile. Se amestecă, așa că închid fereastra.

Într-o oră, concentrația de CO2 aproape se dublează, de la 700 ppm la 1300 ppm.

Experiența numărul 3. Monitorizare zilnică

Acum să vedem cum se modifică concentrația de CO2 din cameră pe parcursul unei zile întregi.
Date inițiale: același apartament cu două camere, în care sunt de la una până la trei persoane în același timp. Fereastra din bucătărie este aproape întotdeauna deschisă, ferestrele și ușa balconului din camere se deschid și se închid ziua, ușile interioare sunt închise noaptea.

Aerisesc bine camera inainte de culcare, inchid fereastra si merg la culcare.

Până la miezul nopții, concentrația de CO2 este deja depășită, dar până la cinci dimineața rămâne la un nivel care cu greu poate fi numit satisfăcător. Între cinci și nouă dimineața, concentrația de CO2 crește la 2000 ppm. Apropo, acest lucru este destul de corelat cu sentimentele personale atunci când dormi cu fereastra închisă. Undeva la 5 dimineata ma trezesc intr-o stare destul de treaza, dar din moment ce este inca prea devreme, stau in pat sa ma umplu pana suna alarma. La trezirea ceasului deșteptător, la ora 7 dimineața, mă trezesc cu capul greu și într-o dispoziție deprimată, de parcă nu aș fi dormit toată noaptea - până acum corpul a reușit deja să respire aer „rău”, care îmi afectează bunăstarea.

De la 9 la 10 ore - difuzare. Ferestrele sunt deschise în toate camerele, concentrația de CO2 scade de la 2000 ppm la 600 ppm.

De la 10:00 la 15:00 - ferestrele din camere sunt închise, fereastra din bucătărie este deschisă. Apartamentul are 1 persoana. Concentrația de CO2 este normală.

De la 15:00 la 18:00 - ferestrele sunt deschise în toate camerele. In apartament sunt 2 persoane. Concentrația de CO2 este încă normală.

De la 18:00 la 21:00 - ferestrele sunt deschise în toate camerele. In apartament sunt 3 persoane. Concentrația de CO2 începe să crească, orificiile de ventilație nu se mai economisesc.

De la 21 la 22-30 ore - ventilație cu ferestre deschise. In apartament sunt 3 persoane. Concentrația de CO2 revine la normal, dar începe să crească imediat, merită să închideți geamurile și să lăsați doar gurile de ventilație pentru aerisire.

Acum ia în considerare o altă zi cu o rutină diferită.

Noaptea, fereastra din cameră este deschisă, concentrația de CO2 este ușor depășită, dar tot nu crește la valori destul de sălbatice.

De la 8:00 până la 14:00 - nu este nimeni în apartament, ușile interioare sunt deschise, ferestrele sunt deschise în toate camerele. Concentrația de CO2 scade la nivelul aerului exterior.

De la 14:00 la 18:00 - 2 persoane in apartament, usile interioare sunt deschise, ferestrele sunt deschise in toate camerele. Concentrația de CO2 nu mai este ca afară, ci în limite normale.

De la 18:00 până dimineața - sunt 3 persoane în apartament, ușile interioare sunt închise, ferestrele sunt deschise. Concentrația de CO2 este puțin mai mare, dar stabilă.

Concluzie: dacă locuiți singur într-un apartament cu două camere, atunci practic nu vă puteți îngrijora de calitatea aerului. Este suficient să aerisești camera ocazional. Dar cu doi-trei locuitori pe același număr metri patrati pentru a menține concentrația de dioxid de carbon în limite normale, va fi necesar să se efectueze ventilație aproape non-stop.

Experiența numărul 4. CO2 si aer conditionat

Acum să vedem ce se întâmplă în cameră când folosiți aparatul de aer condiționat.
Date inițiale: o cameră ventilată, dar e cald afară și, în consecință, și în interior.

Închid geamurile ca să nu iasă aerul, pornesc aerul condiționat.

Ca urmare, pe parcursul unei ore de funcționare a aerului condiționat, temperatura din cameră a scăzut cu câteva grade, iar concentrația de CO2 a crescut.

Captura este că dacă nu părăsiți localul pt Aer proaspat, apoi subiectiv aerul din el este perceput ca proaspăt și de înaltă calitate pur și simplu datorită răcoarei sale. Și doar numerele de pe dispozitiv arată imaginea reală.

Aerul condiționat nu înlocuiește ventilația, așa că stând toată ziua într-o cameră confortabilă și răcoroasă, puteți „respira” în liniște o concentrație de CO2 de 2000 ppm sau chiar mai mult. Acest lucru este valabil mai ales pentru birourile în care mai multe persoane se află simultan într-o cameră mică. Există o concepție greșită larg răspândită că, deoarece o conductă de aer separată este montată direct pe stradă pentru aparatul de aer condiționat, aparatul de aer condiționat ia aerul străzii, îl răcește în interiorul său și îl eliberează în cameră. De fapt, conducta de aer servește la evacuarea aerului cald din cameră în stradă, adică funcționează ca o hotă de evacuare. Mai mult, astfel de aparate de aer condiționat nu se găsesc peste tot. Un sistem divizat convențional „conduce” aerul din cameră în cerc, iar agentul frigorific răcit intră prin conducte.

Când utilizați un aparat de aer condiționat, nu uitați să saturați camera cu aer proaspăt.

5. Automatizarea locuinței

La sfârșitul revizuirii, vreau să remarc faptul că domeniul de aplicare al detectorului de CO2 nu se limitează doar la efectuarea de măsurători și trasarea pe computer.

Acest dispozitiv poate fi utilizat în proiecte de automatizare a locuinței în două moduri diferite.

Prima cale- conectarea unui releu de putere la unul dintre LED-urile de indicare.

Principiul de funcționare este evident: atunci când concentrația de CO2 în aer crește, indicatorul verde se schimbă în galben, iar cheia electronică din releu se închide automat, ceea ce, la rândul său, pornește dispozitivul conectat la releu (de exemplu, un ventilator al sistemului de alimentare).

A doua cale- software.

Deoarece detectorul acceptă transferul de date de la senzor la un computer prin intermediul protocolului USB, acesta poate fi implementat în orice sistem de casă inteligentă prin citirea indicatorilor de la senzor la unitatea principală. Și deja de la unitatea principală, pe baza indicatoarelor obținute, controlați alte electronice conectate la sistem.

6. Concluzii

A fost interesant să văd starea reală a aerului din apartamentul meu. Odată cu utilizarea, a devenit clar că ventilația pasivă existentă este ineficientă și, dacă pe vreme caldă, este încă posibil să mențineți ferestrele deschise aproape non-stop (deși vara acest lucru nu este întotdeauna convenabil din cauza zgomotului străzii), atunci iarna acest lucru nu este fezabil din cauza răcirii rapide a spațiilor. A existat un motiv să ne gândim la modernizarea ventilației casei și la menținerea unui microclimat sănătos în încăpere în ansamblu. In plus, magazinul are in sortiment, care are un display mai mare si iti permite sa masori, pe langa concentratia si temperatura de CO2, si umiditatea relativa a aerului. Reducerea de 10% este disponibilă cu codul promoțional GT-CO2 timp de 14 zile.

Unul dintre următoarele articole va descrie cum să vă împrietenești cu un detector de CO2 cu un microcomputer Raspberry Pi. Adaugă etichete

Creșterea emisiilor de dioxid de carbon în atmosferă în ultimii 100 de ani a avut consecințe devastatoare. Odată cu creșterea temperaturilor globale și accelerarea topirii gheții arctice, nu există nicio îndoială că clima planetei noastre se schimbă într-adevăr. Dar se pare că aceasta nu este singura influență, gazele cu efect de seră, pentru că există o ecologizare globală a planetei. Cu toate acestea, autorii noului studiu notează că daunele generate de CO 2 depășesc cu mult beneficiile.

De ce există o ecologizare globală a planetei noastre?

Un nou studiu privind schimbările climatice a constatat o creștere semnificativă a creșterii arborilor și plantelor. Oamenii de știință au ajuns la concluzia că acest lucru se datorează creșterii concentrației de dioxid de carbon din atmosferă. Folosind date de la NASA și senzori de la satelit, o echipă internațională de 32 de cercetători a descoperit cum a crescut cantitatea de verdeață de pe planetă în ultimii 33 de ani, între 25% și 50% din vegetație prezentând o creștere semnificativă.

Aceasta înseamnă că toate aceste plante pot acoperi 32% din planeta noastră. Creșterea dramatică a gazelor cu efect de seră de la începutul revoluției industriale a dus la o creștere a producției de plante. Cu toate acestea, creșterea CO 2 în atmosfera planetei noastre nu este suficientă pentru a explica pe deplin efectul de ecologizare pe care oamenii de știință îl văd în întreaga lume. Folosind modele de calculator, au calculat oamenii de știință: gazele cu efect de seră afectează acest fenomen doar cu 70%. Deci, există și alți factori. Creșterile de azot atmosferic reprezintă 9% din creștere, schimbările climatice cu aproximativ 8% și schimbarea utilizării terenurilor cu aproximativ 4%.

Ce ne aduce grădinăritul global: beneficiu sau rău?

Fără îndoială, acest studiu a fost imediat valorificat de mulți sceptici care susțin că creșterea cantității de dioxid de carbon din atmosferă afectează pozitiv planeta din cauza creșterii cantității de vegetație. Cu toate acestea, cercetătorii spun că acest efect se diminuează în timp pe măsură ce plantele se aclimatizează la concentrații mai mari de CO 2, dar primesc restricții de apă și nutrienți. Dar este clar că există și alte consecințe ale creșterii emisiilor de gaze cu efect de seră.

Alte efecte ale emisiilor de dioxid de carbon în atmosferă

În primul rând, multe dintre aspectele negative ale schimbărilor climatice, și anume încălzirea globală, creșterea nivelului mării, topirea ghețarilor și a gheții de mare și furtunile tropicale mai severe, nu sunt încă recunoscute. În al doilea rând, studiile au arătat că plantele se aclimatizează la concentrații mai mari de CO 2 și efectul de ecologizare scade în timp.

Mulți ar putea argumenta că plantele nu vor putea absorbi dioxidul de carbon, a cărui cantitate este în creștere. Dar această posibilitate a fost luată în considerare de oamenii de știință atunci când și-au creat modelele. Și deși CO 2 este de departe cel mai cunoscut gaz cu efect de sera, nu este singurul pentru care trebuie să ne îngrijorăm. O climă care se încălzește în emisfera nordică a început deja să topească permafrostul, eliberând cantități uriașe de metan pe care plantele cu greu le pot gestiona.

Foarte larg. Dioxidul de carbon participă la formarea întregii materii vii de pe planetă și, împreună cu moleculele de apă și metan, creează așa-numitul „efect de seră (de seră)”.

Rolul dioxidului de carbon ( CO2, dioxid sau dioxid de carbon) în viața biosferei constă în primul rând în menținerea procesului de fotosinteză, care este realizat de plante.

Fiind gaz cu efect de sera, dioxidul de carbon din aer afectează schimbul de căldură al planetei cu spațiul înconjurător, blocând efectiv căldura re-radiată la un număr de frecvențe și, astfel, participă la formarea climei planetei.

LA timpuri recente are loc o creștere a concentrației de dioxid de carbon din aer, ceea ce duce la o schimbare a climei Pământului.

Carbonul (C) din atmosferă se găsește în principal sub formă de dioxid de carbon (CO 2 ) și în cantitate mică sub formă de metan (CH 4 ), monoxid de carbon și alte hidrocarburi.

Pentru gazele din atmosfera Pământului se folosește conceptul de „durată de viață a gazului”. Acesta este timpul în care gazul este complet reînnoit, adică. timpul necesar pentru a pătrunde în atmosferă atât de mult gaz cât conține. Deci, pentru dioxid de carbon acest timp este de 3-5 ani, pentru metan - 10-14 ani. CO oxidează la CO 2 în câteva luni.

În biosferă, importanța carbonului este foarte mare, deoarece face parte din toate organismele vii. În interiorul ființelor vii, carbonul este conținut într-o formă redusă, iar în afara biosferei, sub formă oxidată. Astfel, se formează schimbul chimic al ciclului de viață: CO 2 ↔ materie vie.

Surse de carbon din atmosfera Pământului.

Sursa primară de dioxid de carbon sunt vulcanii, în timpul erupției cărora o cantitate imensă de gaze este eliberată în atmosferă. O parte din acest dioxid de carbon provine din descompunerea termică a calcarelor antice în diferite zone metamorfice.

Carbonul intră și în atmosfera Pământului sub formă de metan, ca urmare a descompunerii anaerobe a reziduurilor organice. Metanul sub influența oxigenului este rapid oxidat în dioxid de carbon. Principalii furnizori de metan pentru atmosferă sunt pădurile tropicale și mlaștinile.

Migrația CO 2 în biosferă.

Migrarea CO 2 are loc în două moduri:

În prima metodă, CO 2 este absorbit din atmosfera Pământului în timpul fotosintezei și participă la formare. materie organică cu îngropare ulterioară în scoarța terestră sub formă de minerale: turbă, petrol, șisturi bituminoase.

În a doua metodă, carbonul este implicat în crearea carbonaților în hidrosferă. CO2 intră în H2C03, HCO3-1, CO3-2. Apoi, cu participarea calciului (mai rar magneziu și fier), precipitarea carbonaților are loc într-un mod biogen și abiogen. Apar strate groase de calcare și dolomite. Potrivit lui A.B. Ronov, raportul dintre carbon organic (Corg) și carbon carbonat (Ccarb) în istoria biosferei a fost de 1:4.

Ciclul geochimic al carbonului.

Extragerea dioxidului de carbon din atmosferă.

Dioxidul de carbon din atmosfera Pământului este extras de plantele verzi prin procesul de fotosinteză, care se realizează prin clorofila pigmentului care utilizează energie. radiatie solara. Plantele transformă dioxidul de carbon din atmosferă în carbohidrați și oxigen. Carbohidrații sunt implicați în formarea compușilor organici ai plantelor, iar oxigenul este eliberat înapoi în atmosferă.

Legarea dioxidului de carbon.

O foarte mică parte din masa sa totală este implicată în ciclul activ al carbonului. O cantitate imensă de acid carbonic este conservată sub formă de calcare fosile și alte roci. Între dioxidul de carbon din atmosfera Pământului și apa oceanului, la rândul său, există un echilibru în mișcare.

Mulțumită de mare viteză reproducere, organismele vegetale (în special microorganismele inferioare și fitoplanctonul marin) produc aproximativ 1,5-10 11 tone de carbon sub formă de materie organică pe an, ceea ce corespunde la 5,86-10 20 J (1,4-10 20 cal) de energie.

Plantele sunt parțial consumate de animale, în timpul morții cărora materia organică se depune sub formă de sapropel, humus, turbă, care, la rândul lor, dau naștere la multe alte caustobioliți - cărbune, petrol, gaze combustibile.

În procesele de descompunere a substanțelor organice, mineralizarea lor, bacteriile (de exemplu, putrefactive), precum și multe ciuperci (de exemplu, mucegaiurile) joacă un rol imens.

Principalele rezerve de carbon sunt în stare legată (în principal în compoziția carbonaților) în roci sedimentare Pământ, o parte semnificativă este dizolvată în apele oceanului, iar o parte relativ mică este prezentă în aer.

Raportul dintre cantitățile de carbon din litosferă, hidrosferă și atmosfera Pământului, conform calculelor actualizate, este 28570: 57: 1.

Cum ajunge dioxidul de carbon înapoi în atmosfera Pământului?

Dioxidul de carbon este eliberat în atmosfera Pământului:

În procesul de respirație al organismelor vii și descompunerea cadavrelor acestora, descompunerea carbonaților, procesele de fermentație, dezintegrare și ardere;

Plantele verzi, absorbind dioxidul de carbon din atmosferă în timpul zilei în timpul fotosintezei, returnează o parte din acesta noaptea;

Ca urmare a activității vulcanilor, ale căror gaze constau în principal din dioxid de carbon și vapori de apă. Vulcanismul modern duce, în medie, la eliberarea a 2 10 8 tone de CO 2 pe an, ceea ce reprezintă mai puțin de 1% din cantitatea antropică. emisii (de la activitatea umană);

Ca urmare a activității umane industriale, care în ultimii ani a ocupat un loc special în ciclul carbonului. Arderea în masă a combustibililor fosili duce la o creștere a conținutului de carbon din atmosferă, deoarece doar 57% din dioxidul de carbon produs de omenire este procesat de plante și absorbit de hidrosferă. Defrișarea masivă duce, de asemenea, la o creștere a concentrației de dioxid de carbon din aer.