Powoduje efekt cieplarniany. Czym jest efekt cieplarniany i jaka jest jego istota

Efekt cieplarniany to opóźnienie przez atmosferę ziemską promieniowania cieplnego planety. Efekt cieplarniany zaobserwował każdy z nas: w szklarniach lub szklarniach temperatura jest zawsze wyższa niż na zewnątrz. To samo obserwuje się w skali Ziemi: energia słoneczna, przechodząc przez atmosferę, ogrzewa powierzchnię Ziemi, ale energia cieplna emitowana przez Ziemię nie może uciec z powrotem w kosmos, ponieważ atmosfera ziemska ją opóźnia, działając jak polietylen w szklarnia: przesyła krótkie fale świetlne ze Słońca na Ziemię i opóźnia długie fale termiczne (lub podczerwone) emitowane przez powierzchnię Ziemi. Istnieje efekt cieplarniany.Efekt cieplarniany występuje z powodu obecności gazów w atmosferze ziemskiej, które mają zdolność opóźniania długich fal.Nazywane są gazami „cieplarnianymi” lub „szklarniami”.

Gazy cieplarniane były obecne w atmosferze w niewielkich ilościach (około 0,1%) od samego początku. Ta ilość wystarczyła do utrzymania bilansu cieplnego Ziemi na poziomie odpowiednim do życia dzięki efektowi cieplarnianemu. To tzw. naturalny efekt cieplarniany, gdyby nie to, średnia temperatura powierzchni Ziemi wynosiłaby 30°C nie +14°C, jak teraz, ale -17°C.

Naturalny efekt cieplarniany nie zagraża ani Ziemi, ani ludzkości, gdyż całkowita ilość gazów cieplarnianych utrzymywała się na tym samym poziomie ze względu na cykl przyrody, ponadto zawdzięczamy mu życie, pod warunkiem, że równowaga nie zostanie zachwiana.

Ale wzrost stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze prowadzi do wzrostu efektu cieplarnianego i naruszenia bilansu cieplnego Ziemi. Tak właśnie stało się w ostatnich dwóch stuleciach rozwoju cywilizacji. Elektrownie węglowe, spaliny samochodowe, kominy fabryczne i inne wytworzone przez człowieka źródła zanieczyszczeń emitują do atmosfery około 22 miliardów ton gazów cieplarnianych rocznie.

Rola efektu cieplarnianego

Stan atmosfery, aw szczególności ilość zawartej w niej pary wodnej i dwutlenku węgla, ma ogromny wpływ na klimat Ziemi. Wzrost stężenia pary wodnej powoduje wzrost zmętnienia, a w konsekwencji zmniejszenie ilości ciepła słonecznego wnikającego na powierzchnię. A zmiana stężenia dwutlenku węgla CO 2 w atmosferze powoduje osłabienie lub wzmocnienie efekt cieplarniany, w którym dwutlenek węgla częściowo pochłania ciepło emitowane przez Ziemię w zakresie podczerwonym widma, a następnie reemisji w kierunku powierzchni Ziemi. W rezultacie wzrasta temperatura powierzchni i dolnych warstw atmosfery. Tym samym zjawisko efektu cieplarnianego znacząco wpływa na łagodzenie klimatu Ziemi. W przypadku jej braku średnia temperatura planety byłaby o 30-40°C niższa niż w rzeczywistości i wynosiłaby nie +15°C, ale -15°C, a nawet -25°C. Przy tak średnich temperaturach oceany bardzo szybko pokryłyby się lodem, zamieniły się w ogromne zamrażarki, a życie na planecie stałoby się niemożliwe. Na ilość dwutlenku węgla wpływa wiele czynników, wśród których głównymi są aktywność wulkaniczna i żywotna aktywność organizmów lądowych.

Jednak największy wpływ na stan atmosfery, a co za tym idzie na klimat Ziemi w skali planetarnej, mają czynniki zewnętrzne, astronomiczne, takie jak zmiany strumieni promieniowania słonecznego spowodowane zmiennością aktywności słonecznej i zmianami w promieniowaniu słonecznym. parametry orbity Ziemi. Astronomiczna teoria wahań klimatu powstała już w latach 20. XX wieku. Ustalono, że zmiana mimośrodu orbity Ziemi z możliwego minimum 0,0163 do możliwego maksimum 0,066 może prowadzić do różnicy w ilości energii słonecznej padającej na powierzchnię Ziemi w aphelium i peryhelium o 25% na każdy rok. W zależności od tego, czy Ziemia mija swoje peryhelium latem czy zimą (dla półkuli północnej), taka zmiana strumienia promieniowania słonecznego może prowadzić do ogólnego ocieplenia lub ochłodzenia planety.

Teoria umożliwiła obliczenie czasów epok lodowcowych w przeszłości. Aż do błędów w ustaleniu dat geologicznych wiek kilkunastu poprzednich oblodzeń pokrywał się z teorią. Pozwala też odpowiedzieć na pytanie, kiedy powinien nadejść kolejny najbliższy oblodzenie: dziś żyjemy w epoce interglacjalnej i nie grozi nam to przez następne 5000-10000 lat.

Czym jest efekt cieplarniany?

Koncepcja efektu cieplarnianego powstała w 1863 roku. Tyndale'a.

Codziennym przykładem efektu cieplarnianego jest ogrzewanie z wnętrza samochodu, gdy jest on na słońcu przy zamkniętych oknach. Powodem jest to, że światło słoneczne wpada przez okna i jest pochłaniane przez siedzenia i inne przedmioty w kabinie. W tym przypadku energia świetlna zamienia się w energię cieplną, obiekty nagrzewają się i emitują ciepło w postaci promieniowania podczerwonego, czyli termicznego. W przeciwieństwie do światła nie przenika przez szyby na zewnątrz, czyli zostaje zatrzymany we wnętrzu samochodu. Z tego powodu temperatura wzrasta. To samo dzieje się w szklarniach, od których sama nazwa tego efektu, efekt cieplarniany (lub szklarnia Efekt). W skali globalnej dwutlenek węgla w powietrzu odgrywa taką samą rolę jak szkło. Energia światła przenika do atmosfery, jest pochłaniana przez powierzchnię ziemi, zamieniana na jej energię cieplną i uwalniana w postaci promieniowania podczerwonego. Jednak dwutlenek węgla i niektóre inne gazy, w przeciwieństwie do innych naturalnych elementów atmosfery, pochłaniają go. Jednocześnie nagrzewa się, a to z kolei ogrzewa atmosferę jako całość. Oznacza to, że im więcej zawiera dwutlenku węgla, tym więcej promieni podczerwonych zostanie pochłoniętych i tym cieplej się stanie.

Temperaturę i klimat do jakich jesteśmy przyzwyczajeni zapewnia stężenie dwutlenku węgla w atmosferze na poziomie 0,03%. Teraz zwiększamy tę koncentrację i pojawia się trend ocieplenia.
Kiedy zaniepokojeni naukowcy kilkadziesiąt lat temu ostrzegali ludzkość przed rosnącym efektem cieplarnianym i zagrożeniem globalnym ociepleniem, początkowo postrzegano ich jako komicznych starców ze starej komedii. Ale wkrótce nie było to wcale zabawne. Globalne ocieplenie dzieje się i to bardzo szybko. Klimat zmienia się na naszych oczach: bezprecedensowe upały w Europie i Ameryce Północnej powodują nie tylko masowe zawały serca, ale także katastrofalne powodzie.

Na początku lat 60. w Tomsku panował mróz o temperaturze 45°C. W latach 70. spadek termometru poniżej 30° poniżej zera już wywołał zamęt w umysłach Syberyjczyków. Ostatnia dekada coraz mniej nas przeraża taką zimną pogodą. Ale normą stały się najsilniejsze huragany, które niszczą dachy domów, łamią drzewa, łamią linie energetyczne. Jeszcze 25 lat temu takie zjawiska były bardzo rzadkie w obwodzie tomskim! Aby przekonać kogoś, że globalne ocieplenie stało się faktem, nie wystarczy już patrzeć na doniesienia prasowe, krajowe i międzynarodowe. Ciężkie susze, potworne powodzie, huraganowe wiatry, bezprecedensowe burze - teraz wszyscy mimowolnie staliśmy się świadkami tych zjawisk. W ostatnich latach na Ukrainie panują bezprecedensowe upały, trwają tropikalne ulewy, które prowadzą do niszczycielskich powodzi.

Działalność człowieka na początku XXI wieku prowadzi do gwałtownego wzrostu koncentracji zanieczyszczeń w atmosferze, co grozi zniszczeniem jej warstwy ozonowej i gwałtownymi zmianami klimatycznymi, w szczególności globalnym ociepleniem. Aby zmniejszyć zagrożenie globalnym kryzysem ekologicznym, konieczne jest znaczne ograniczenie emisji szkodliwych gazów do atmosfery na całym świecie. Odpowiedzialność za ograniczenie takich emisji powinna być podzielona pomiędzy wszystkich członków społeczności światowej, którzy pod wieloma względami różnią się znacznie: poziomem rozwoju przemysłowego, dochodami, strukturą społeczną i orientacją polityczną. Z powodu tych różnic nieuchronnie pojawia się pytanie, w jakim stopniu rząd krajowy powinien kontrolować emisje do powietrza. Dyskusję tego problemu dodatkowo potęguje fakt, że do tej pory nie osiągnięto porozumienia w kwestii oddziaływania na środowisko rosnącego efektu cieplarnianego. Jednak coraz powszechniejsze jest zrozumienie, że w obliczu zagrożenia globalnym ociepleniem, ze wszystkimi jego niszczycielskimi konsekwencjami, ograniczenie szkodliwych emisji do atmosfery staje się zadaniem o pierwszorzędnym znaczeniu.

Obszary przybrzeżne Morza Azowskiego i Morza Czarnego stoją w obliczu realnego zagrożenia wyginięciem. Katastrofalne powodzie, z którymi już mamy do czynienia, również będą występować znacznie częściej. Na przykład zapory na Dnieprze, w szczególności tama w Kijowie, zostały zbudowane z uwzględnieniem najbardziej niszczycielskich powodzi, jakie kiedykolwiek miały miejsce na Dnieprze.

Szybki wzrost emisji przemysłowych i innych zanieczyszczeń powietrza doprowadził do dramatycznego wzrostu efektu cieplarnianego i stężenia gazów zubożających warstwę ozonową. Na przykład od początku rewolucji przemysłowej stężenie CO 2 w atmosferze wzrosło o 26%, przy czym ponad połowa wzrostu nastąpiła od początku lat sześćdziesiątych. Stężenie różnych chlorków gazowych, przede wszystkim zubożających warstwę ozonową chlorofluorowęglowodory (CFC), w ciągu zaledwie 16 lat (od 1975 do 1990) wzrosła o 114%. Poziom stężenia innego gazu biorącego udział w powstawaniu efektu cieplarnianego, metanu CH 4 , wzrosła o 143% od początku rewolucji przemysłowej, w tym około 30% tego wzrostu od początku lat 70-tych. Dopóki nie zostaną podjęte pilne działania na szczeblu międzynarodowym, szybkiemu wzrostowi populacji i wzrostowi jej dochodów będzie towarzyszyć przyspieszenie koncentracji tych chemikaliów.

Lata 80. to najcieplejsza dekada od czasu rozpoczęcia skrupulatnej dokumentacji wzorców pogodowych. Siedem z najgorętszych lat miało miejsce w latach 1980, 1981, 1983, 1987, 1988, 1989 i 1990, a rok 1990 był najgorętszym w historii. Jednak do tej pory naukowcy nie mogą powiedzieć z całą pewnością, czy takie ocieplenie klimatu jest trendem pod wpływem efektu cieplarnianego, czy są to tylko naturalne, naturalne wahania. W końcu klimat już wcześniej doświadczał podobnych zmian i wahań. W ciągu ostatniego miliona lat było osiem tak zwanych epok lodowcowych, kiedy gigantyczny dywan lodowy osiągnął szerokości geograficzne Kijowa w Europie i Nowego Jorku w Ameryce. Ostatnia epoka lodowcowa zakończyła się około 18 tysięcy lat temu, a średnia temperatura była wówczas o 5 ° niższa niż obecnie. W związku z tym poziom oceanu światowego był o 120 m niższy od obecnego.

W czasie ostatniej epoki lodowcowej zawartość CO 2 w atmosferze spadła do 0,200, podczas gdy w ostatnich dwóch okresach ocieplenia wynosiła 0,280. Tak było na początku XIX wieku. Potem stopniowo zaczął rosnąć i osiągnął swoją obecną wartość około 0,347. Wynika z tego, że w ciągu 200 lat, które minęły od początku rewolucji przemysłowej, naturalna kontrola nad zawartością dwutlenku węgla w atmosferze poprzez zamknięty cykl między atmosferą, oceanem, roślinnością a procesami rozkładu organicznego i nieorganicznego była rażąco naruszone.

Nadal nie jest jasne, czy te parametry ocieplenia klimatu są rzeczywiście istotne statycznie. Na przykład niektórzy badacze zauważają, że dane charakteryzujące ocieplenie klimatu są znacznie niższe niż te wyliczone za pomocą prognoz komputerowych opartych na danych o poziomie emisji w poprzednich latach. Naukowcy wiedzą, że niektóre rodzaje zanieczyszczeń mogą w rzeczywistości spowolnić proces ocieplenia, odbijając promienie ultrafioletowe w kosmos. Tak więc pytanie, czy następuje stopniowa zmiana klimatu, czy też są to zmiany tymczasowe, maskujące długofalowy wpływ narastającego efektu cieplarnianego i zubożenia warstwy ozonowej, jest dyskusyjne. Chociaż na poziomie statystycznym niewiele jest dowodów na to, że ocieplenie klimatu jest trwałym trendem, ocena potencjalnych katastrofalnych skutków ocieplenia klimatu doprowadziła do powszechnych wezwań do podjęcia środków ostrożności.

Innym ważnym przejawem globalnego ocieplenia jest ocieplenie oceanów. W 1989 r. A. Strong z National Atmospheric and Oceanic Administration donosił: „Pomiary temperatury powierzchni oceanów wykonane z satelitów w latach 1982-1988 pokazują, że oceany na świecie stopniowo, ale zauważalnie, ocieplają się o około 0,1°C rocznie”. Jest to niezwykle ważne, ponieważ ze względu na olbrzymią pojemność cieplną oceany prawie nie reagują na przypadkowe zmiany klimatyczne. Obserwowana tendencja do ich ocieplenia świadczy o powadze problemu.

Występowanie efektu cieplarnianego:

Oczywistą przyczyną efektu cieplarnianego jest stosowanie przez przemysł i kierowców tradycyjnych nośników energii. Mniej oczywiste przyczyny to wylesianie, recykling i wydobycie węgla. Chlorofluorowęglowodory (CFC), dwutlenek węgla CO 2 , metan CH 4 , tlenki siarki i azotu znacząco przyczyniają się do wzrostu efektu cieplarnianego.

Jednak nadal największą rolę w tym procesie odgrywa dwutlenek węgla, który ma stosunkowo długi cykl życia w atmosferze, a jego ilość stale rośnie we wszystkich krajach. Źródła CO 2 można podzielić na dwie główne kategorie: produkcja przemysłowa i inne, stanowiące odpowiednio 77% i 23% całkowitej wielkości jego emisji do atmosfery. Cała grupa krajów rozwijających się (około 3/4 światowej populacji) odpowiada za mniej niż 1/3 całkowitej emisji przemysłowej CO 2 . Po wyłączeniu Chin z tej grupy krajów liczba ta spadnie do około 1/5. Ponieważ bogatsze kraje mają wyższy poziom dochodów, a co za tym idzie konsumpcja jest wyższa, ilość szkodliwych emisji do atmosfery na mieszkańca jest znacznie wyższa. Na przykład emisje na mieszkańca w Stanach Zjednoczonych są ponad 2 razy wyższe od średniej europejskiej, 19 razy od średniej w Afryce i 25 razy od analogicznej wartości w Indiach. Jednak w ostatnich latach w krajach rozwiniętych (zwłaszcza w USA) istnieje tendencja do stopniowego wycofywania produkcji szkodliwej dla środowiska i ludności i przenoszenia jej do krajów słabiej rozwiniętych. Tym samym rząd USA dba o utrzymanie korzystnej sytuacji ekologicznej w swoim kraju, przy jednoczesnym utrzymaniu jego dobrobytu gospodarczego.

Chociaż udział krajów trzeciego świata w przemysłowych emisjach CO 2 jest stosunkowo niewielki, odpowiadają one za prawie wszystkie pozostałe jego emisje do atmosfery. Głównym tego powodem jest stosowanie technik wypalania lasów w celu włączenia nowych gruntów do obiegu rolniczego. Wskaźnik wielkości emisji do atmosfery na podstawie tego artykułu oblicza się w następujący sposób: zakłada się, że cała objętość CO 2 zawartego w roślinach po spaleniu dostaje się do atmosfery. Szacuje się, że wylesianie odpowiada za 25% wszystkich emisji do powietrza. Być może jeszcze bardziej znaczący jest fakt, że wylesianie niszczy źródło tlenu atmosferycznego. Tropikalne lasy deszczowe są ważnym mechanizmem samoleczenia ekosystemu, ponieważ drzewa pochłaniają dwutlenek węgla i uwalniają tlen poprzez fotosyntezę. Wylesianie zmniejsza zdolność środowiska do pochłaniania dwutlenku węgla. Tak więc to właśnie charakterystyka procesu uprawy ziemi w krajach rozwijających się decyduje o tak istotnym udziale tych ostatnich we wzroście efektu cieplarnianego.

W naturalnej biosferze zawartość dwutlenku węgla w powietrzu utrzymywała się na stałym poziomie, gdyż jego pobór był równy jego usunięciu. Proces ten był zdeterminowany cyklem węglowym, podczas którego ilość dwutlenku węgla ekstrahowanego z atmosfery przez rośliny fotosyntetyczne jest kompensowana przez oddychanie i spalanie. Obecnie ludzie aktywnie naruszają tę równowagę, wycinając lasy i wykorzystując paliwa kopalne. Spalanie każdego jej funta (węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego) wytwarza około trzech funtów lub 2 m3 dwutlenku węgla (waga jest potrojona, ponieważ każdy atom węgla w paliwie w procesie spalania i przekształcania w dwutlenek węgla dwa atomy tlenu). Wzór chemiczny spalania węgla jest następujący:

C + O2 → CO2

Co roku spala się około 2 miliardy ton paliw kopalnych, co oznacza, że ​​do atmosfery dostaje się prawie 5,5 miliarda ton dwutlenku węgla. Około 1,7 miliarda ton trafia tam również dzięki redukcji i wypalaniu lasów tropikalnych oraz utlenianiu materii organicznej gleby (próchnicy). W związku z tym ludzie starają się maksymalnie ograniczyć emisję szkodliwych gazów do atmosfery, próbując znaleźć nowe sposoby na zaspokojenie swoich tradycyjnych potrzeb. Ciekawym tego przykładem jest rozwój nowych, przyjaznych środowisku klimatyzatorów. Klimatyzatory odgrywają istotną rolę w powstawaniu „efektu cieplarnianego”. Ich stosowanie prowadzi do wzrostu emisji z pojazdów. Do tego należy dodać niewielką, ale nieuniknioną utratę płynu chłodzącego, który uchodzi pod wysokim ciśnieniem, na przykład przez uszczelki na przyłączu węża. Ten czynnik chłodniczy ma taki sam wpływ na klimat jak inne gazy cieplarniane. Dlatego naukowcy zaczęli szukać przyjaznego dla środowiska płynu chłodzącego. Węglowodory o dobrych właściwościach chłodzących nie mogą być stosowane ze względu na ich wysoką palność. Dlatego wybór naukowców padł na dwutlenek węgla. CO 2 jest naturalnym składnikiem powietrza. CO 2 wymagany do klimatyzacji pojawia się jako produkt uboczny wielu procesów przemysłowych. Ponadto dla naturalnego CO 2 nie jest konieczne tworzenie całej infrastruktury do konserwacji i przetwarzania. CO 2 jest niedrogi i można go znaleźć na całym świecie.

Dwutlenek węgla był używany jako czynnik chłodzący w ostatnim stuleciu do łowienia ryb. W latach 30. CO2 został zastąpiony substancjami syntetycznymi i szkodliwymi dla środowiska. Umożliwiły zastosowanie prostszej techniki pod wysokim ciśnieniem. Naukowcy opracowują komponenty do zupełnie nowego systemu chłodzenia wykorzystującego CO 2 . System ten obejmuje sprężarkę, chłodnicę gazu, ekspander, parownik, kolektor i wewnętrzny wymiennik ciepła. Wysokie ciśnienie wymagane dla CO 2, biorąc pod uwagę materiały bardziej zaawansowane niż wcześniej, nie stanowi wielkiego niebezpieczeństwa. Pomimo zwiększonej odporności na ciśnienie, nowe komponenty są porównywalne pod względem wielkości i wagi do jednostek konwencjonalnych. Testy nowego klimatyzatora samochodowego pokazują, że zastosowanie dwutlenku węgla jako czynnika chłodniczego może zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych o jedną trzecią.

Stały wzrost ilości spalanych paliw kopalnych (węgiel, ropa, gaz, torf itp.) prowadzi do wzrostu stężenia CO 2 w powietrzu atmosferycznym (na początku XX wieku - 0,029%, dziś - 0,034%). Prognozy pokazują, że w połowie XXI wieku, zawartość CO 2 podwoi się, co doprowadzi do gwałtownego wzrostu efektu cieplarnianego, a temperatura na planecie wzrośnie. Pojawią się jeszcze dwa niebezpieczne problemy: szybkie topnienie lodowców w Arktyce i Antarktyce, „wieczna zmarzlina” tundry oraz wzrost poziomu Oceanu Światowego. Takim zmianom towarzyszyć będą nawet trudne do przewidzenia zmiany klimatyczne. W związku z tym problemem jest nie tylko efekt cieplarniany, ale jego sztuczny wzrost, generowany przez działalność człowieka, zmieniający optymalną zawartość gazów cieplarnianych w atmosferze. Przemysłowa działalność człowieka prowadzi do zauważalnego ich wzrostu i pojawienia się groźnej dysproporcji. Jeśli ludzkość nie podejmie skutecznych działań w celu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i ochrony lasów, według ONZ temperatura wzrośnie o kolejne 3°C w ciągu 30 lat. Jednym z rozwiązań tego problemu są źródła czystej energii, które nie dodają dwutlenku węgla i dużej ilości ciepła do atmosfery. Na przykład z powodzeniem stosuje się już małe elektrownie słoneczne, zużywające ciepło słoneczne zamiast paliwa.

Zapewne wielu zauważyło, że ostatnio zimy nie są tak mroźne i mroźne jak za dawnych czasów. I często w sylwestra i Boże Narodzenie (zarówno katolicki, jak i prawosławny) zamiast śniegu, który jest spowodowany przypadkiem, mży. Powodem tego może być takie zjawisko klimatyczne jak efekt cieplarniany w ziemskiej atmosferze, czyli wzrost temperatury powierzchni naszej planety na skutek nagrzewania się niższych warstw atmosfery poprzez akumulację gazów cieplarnianych. W konsekwencji tego wszystkiego następuje stopniowe globalne ocieplenie. Ten problem nie jest taki nowy, ale ostatnio, wraz z rozwojem technologii, pojawiło się wiele nowych źródeł, które zasilają globalny efekt cieplarniany.

Przyczyny efektu cieplarnianego

Efekt cieplarniany występuje z następujących powodów:

• Wykorzystanie gorących minerałów, takich jak węgiel, ropa, gaz ziemny w przemyśle, podczas ich spalania do atmosfery dostaje się duża ilość dwutlenku węgla i innych szkodliwych chemikaliów.
• Transport – do efektu cieplarnianego przyczynia się również duża liczba zarówno samochodów osobowych, jak i ciężarowych, które emitują spaliny. To prawda, że ​​pojawienie się pojazdów elektrycznych i stopniowe przechodzenie na nie może mieć pozytywny wpływ na środowisko.
• Wylesianie, bo wiadomo, że drzewa pochłaniają dwutlenek węgla, a z każdym zniszczonym drzewem ilość tego samego dwutlenku węgla tylko rośnie (w tym teraz nasze zalesione Karpaty nie są już tak zalesione, jak nie jest to smutne).
• Pożary lasów to ten sam mechanizm, co przy wylesianiu.
• Agrochemikalia i niektóre nawozy są również przyczyną efektu cieplarnianego, ponieważ parowanie tych nawozów uwalnia do atmosfery azot, który jest jednym z gazów cieplarnianych.
• Rozkład i spalanie śmieci przyczynia się również do uwalniania gazów cieplarnianych, które zwiększają efekt cieplarniany.
• Wzrost liczby ludności na planecie Ziemia jest również przyczyną pośrednią, związaną z innymi przyczynami – więcej ludzi to więcej od nich śmieci, więcej przemysłu będzie pracowało na zaspokojenie wszystkich naszych niemałych potrzeb i tak dalej.

Wpływ efektu cieplarnianego na klimat

Być może główną szkodą efektu cieplarnianego są nieodwracalne zmiany klimatyczne, a w rezultacie ich negatywny wpływ: parowanie mórz w niektórych częściach Ziemi (na przykład zniknięcie Morza Aralskiego) i odwrotnie , zalewanie w innych.

Co może powodować powodzie i jaki jest tu związek z efektem cieplarnianym? Faktem jest, że z powodu wzrostu temperatury w atmosferze lodowce na Antarktydzie i Arktyce topią się, zwiększając w ten sposób poziom oceanów na świecie. Wszystko to prowadzi do jej stopniowego postępu na lądzie i możliwego zaniku w przyszłości szeregu wysp Oceanii.

Tereny mało nawilżone przez opady, ze względu na efekt cieplarniany, stają się bardzo suche i praktycznie nie nadają się do życia. Śmierć plonów powoduje głód i kryzys żywnościowy, teraz widzimy ten problem w wielu krajach afrykańskich, gdzie susza powoduje prawdziwą katastrofę humanitarną.

Wpływ efektu cieplarnianego na zdrowie człowieka

Oprócz negatywnego wpływu na klimat, efekt cieplarniany może mieć również wpływ na nasze zdrowie. Tak więc latem z tego powodu coraz częściej dochodzi do nienormalnego upału, który z roku na rok zwiększa liczbę osób ze schorzeniami układu sercowo-naczyniowego. Ponownie, w wyniku upału, ciśnienie krwi wzrasta lub odwrotnie spada, częściej występują zawały serca i ataki epilepsji, omdlenia i udary cieplne, a wszystko to jest skutkiem efektu cieplarnianego.

Korzyści z efektu cieplarnianego

Czy jest jakaś korzyść z efektu cieplarnianego? Wielu naukowców uważa, że ​​takie zjawisko jak efekt cieplarniany istniało zawsze od narodzin Ziemi, a jego przydatność jako „dogrzewania” planety jest niezaprzeczalna, ponieważ samo życie powstało kiedyś w wyniku jednego z nich. ogrzewanie. Ale znowu, tutaj możemy przypomnieć mądrą frazę Paracelsusa, że ​​różnica między lekarstwem a trucizną jest tylko w jej ilości. Innymi słowy, efekt cieplarniany jest użyteczny tylko w niewielkiej ilości, gdy gazy prowadzące do efektu cieplarnianego ich stężenie w atmosferze nie jest wysokie. Kiedy staje się znaczące, to klimatyczne zjawisko zmienia się z pewnego rodzaju leku w prawdziwą niebezpieczną truciznę.

Jak zminimalizować negatywne skutki efektu cieplarnianego

Aby przezwyciężyć problem, musisz wyeliminować jego przyczyny. W przypadku efektu cieplarnianego konieczna jest również eliminacja źródeł powodujących globalne ocieplenie. Naszym zdaniem należy przede wszystkim powstrzymać wylesianie, a wręcz przeciwnie, bardziej aktywnie sadzić nowe drzewa, krzewy i ogrody.

Rezygnacja z samochodów benzynowych, stopniowe przechodzenie na samochody elektryczne czy nawet rowery (zarówno dobre dla zdrowia, jak i dla środowiska) to także mały krok w walce z efektem cieplarnianym. A jeśli wiele świadomych osób podejmie ten krok, będzie to znaczący postęp w kierunku poprawy ekologii planety Ziemia – naszego wspólnego domu.

Naukowcy pracują również nad nowym paliwem alternatywnym, które będzie przyjazne dla środowiska, ale kiedy pojawi się i stanie się wszechobecne, wciąż nie wiadomo.

I na koniec można zacytować mądrego przywódcę Indii Białą Chmurę z plemienia Ayoko: „Dopiero po ścięciu ostatniego drzewa, dopiero po złapaniu ostatniej ryby i zatruciu ostatniej rzeki, dopiero wtedy zrozumiesz, że pieniędzy nie można jeść”.

Efekt cieplarniany, wideo

I na koniec tematyczny film dokumentalny o efekcie cieplarnianym.

Wylesianie, tempo rozwoju przemysłowego prowadzi do gromadzenia się szkodliwych gazów w warstwach atmosfery, które tworzą powłokę i zapobiegają uwalnianiu nadmiaru ciepła w kosmos.

Katastrofa ekologiczna czy proces naturalny?

Proces wzrostu temperatury jest uważany przez wielu naukowców za globalny problem środowiskowy, który przy braku kontroli nad wpływem antropogenicznym na atmosferę może prowadzić do nieodwracalnych konsekwencji. Uważa się, że pierwszym, który odkrył istnienie efektu cieplarnianego i zbadał zasady jego działania, był Joseph Fourier. W swoich badaniach naukowiec brał pod uwagę różne czynniki i mechanizmy wpływające na kształtowanie się klimatu. Zbadał stan bilansu cieplnego planety, określił mechanizmy jego wpływu na średnie roczne temperatury na powierzchni. Okazało się, że jedną z głównych ról w tym procesie odgrywają gazy cieplarniane. Promienie podczerwone utrzymują się na powierzchni Ziemi, co ma wpływ na bilans cieplny. Przyczyny i konsekwencje efektu cieplarnianego zostaną opisane poniżej.

Istota i zasada efektu cieplarnianego

Wzrost stężenia dwutlenku węgla w atmosferze prowadzi do wzrostu stopnia przenikania krótkofalowego promieniowania słonecznego do powierzchni planety, podczas gdy tworzy się bariera zapobiegająca uwalnianiu długofalowego promieniowania cieplnego naszego planeta w kosmos. Dlaczego ta bariera jest niebezpieczna? Promieniowanie cieplne, które utrzymuje się w dolnych sferach atmosfery, prowadzi do wzrostu temperatury otoczenia, co negatywnie wpływa na sytuację ekologiczną i prowadzi do nieodwracalnych konsekwencji.

Istotę efektu cieplarnianego można również uznać za przyczynę globalnego ocieplenia spowodowanego naruszeniem równowagi termicznej planety. Mechanizm efektu cieplarnianego związany jest z emisją gazów przemysłowych do atmosfery. Do negatywnego wpływu przemysłu należy jednak dodać wylesianie, emisje samochodów, pożary lasów i wykorzystywanie elektrowni cieplnych do wytwarzania energii. Wpływ wylesiania na globalne ocieplenie i efekt cieplarniany wynika z faktu, że to drzewa aktywnie pochłaniają dwutlenek węgla, a zmniejszenie ich powierzchni prowadzi do wzrostu stężenia szkodliwych gazów w atmosferze.

Stan osłony ozonowej

Zmniejszenie powierzchni lasów, wraz z dużymi ilościami emisji szkodliwych gazów, prowadzi do problemu zubożenia warstwy ozonowej. Naukowcy nieustannie analizują stan kuli ozonowej i ich wnioski są rozczarowujące. Jeśli obecne poziomy emisji i wylesiania będą się utrzymywać, ludzkość stanie w obliczu faktu, że warstwa ozonowa nie będzie już w stanie odpowiednio chronić planety przed skutkami promieniowania słonecznego. Niebezpieczeństwo tych procesów wynika z faktu, że doprowadzą one do znacznego wzrostu temperatury otoczenia, pustynnienia terytoriów oraz dotkliwego niedoboru wody pitnej i żywności. Schemat stanu kuli ozonowej, obecności i lokalizacji dziur można znaleźć na wielu stronach.

Stan ekranu ozonowego niepokoi naukowców zajmujących się ochroną środowiska. Ozon to ten sam tlen, ale z innym modelem trójatomowym. Bez tlenu żywe organizmy nie będą mogły oddychać, ale bez kuli ozonowej planeta zamieni się w martwą pustynię. Siłę tej transformacji można sobie wyobrazić, patrząc na Księżyc lub Marsa. Zubożenie osłony ozonowej pod wpływem czynników antropogenicznych może prowadzić do pojawienia się dziur ozonowych. Zaletą ekranu ozonowego jest również to, że wybija szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe. Wady - jest niezwykle krucha i zbyt wiele czynników prowadzi do jej zniszczenia, a przywracanie cech przebiega bardzo powoli.

Przykłady wpływu zubożenia warstwy ozonowej na żywe organizmy można podać obszernie. Naukowcy zauważyli, że ostatnio wzrosła liczba przypadków raka skóry. Ustalono, że to promienie ultrafioletowe przyczyniają się do rozwoju tej choroby. Drugim przykładem jest wyginięcie planktonu w górnych warstwach oceanu w wielu regionach planety. Prowadzi to do tego, że łańcuch pokarmowy zostaje zakłócony, po zniknięciu planktonu może zniknąć wiele gatunków ryb i ssaków morskich. Nietrudno sobie wyobrazić, jak działa ten system. Ważne jest, aby zrozumieć, jakie będą wyniki, jeśli nie zostaną podjęte środki w celu zmniejszenia wpływu antropogenicznego na ekosystemy. Czy to wszystko mit? Może nic nie zagraża życiu na planecie? Rozwiążmy to.

Antropogeniczny efekt cieplarniany

Efekt cieplarniany powstaje w wyniku oddziaływania działalności człowieka na otaczające ekosystemy. Naturalny bilans temperatur na planecie zostaje zaburzony, więcej ciepła zostaje zatrzymane pod wpływem otoczki gazów cieplarnianych, co prowadzi do wzrostu temperatury na powierzchni Ziemi i wód oceanicznych. Główną przyczyną powstania efektu cieplarnianego jest emisja szkodliwych substancji do atmosfery w wyniku pracy przedsiębiorstw przemysłowych, emisja pojazdów, pożary i inne szkodliwe czynniki. Oprócz zaburzania równowagi termicznej planety, globalne ocieplenie powoduje zanieczyszczenie powietrza, którym oddychamy i wody, którą pijemy. W konsekwencji czeka nas choroba i ogólne skrócenie oczekiwanej długości życia.

Zastanów się, które gazy powodują efekt cieplarniany:

• dwutlenek węgla;
• para wodna;
• ozon;
• metan.

To właśnie dwutlenek węgla i para wodna uważane są za najbardziej niebezpieczne substancje prowadzące do efektu cieplarnianego. Zawartość metanu, ozonu i freonu w atmosferze również wpływa na bilans klimatyczny, co wynika z ich składu chemicznego, ale ich wpływ na ten moment nie jest aż tak poważny. Gazy, które powodują między innymi dziury ozonowe, powodują problemy zdrowotne. Zawierają substancje wywołujące reakcje alergiczne i choroby układu oddechowego.

Źródłami szkodliwych gazów są przede wszystkim emisje przemysłowe i samochodowe. Jednak wielu naukowców jest skłonnych sądzić, że efekt cieplarniany jest również związany z aktywnością wulkanów. Gazy tworzą swoistą powłokę, dlatego powstaje chmura pary i popiołu, która w zależności od kierunku wiatru może zanieczyszczać duże obszary.

Jak radzić sobie z efektem cieplarnianym?

Zdaniem ekologów i innych naukowców zajmujących się zagadnieniami związanymi z ochroną bioróżnorodności, zmianami klimatycznymi, ograniczaniem wpływu człowieka na środowisko, nie uda się całkowicie zapobiec realizacji negatywnych scenariuszy rozwoju ludzkości, ale jest to możliwe zmniejszenie liczby nieodwracalnych skutków przemysłu i człowieka dla ekosystemów. Z tego powodu wiele krajów wprowadza opłaty za emisję szkodliwych gazów, wprowadza normy środowiskowe do produkcji oraz rozwija możliwości ograniczania destrukcyjnego wpływu człowieka na przyrodę. Problem globalny tkwi jednak w różnych poziomach rozwoju krajów, w ich podejściu do odpowiedzialności społecznej i środowiskowej.

Sposoby rozwiązania problemu akumulacji szkodliwych substancji w atmosferze:

• zaprzestanie wylesiania, zwłaszcza na równikowych i tropikalnych szerokościach geograficznych;
• przejście na pojazdy elektryczne. Są bardziej przyjazne dla środowiska niż konwencjonalne maszyny i nie zanieczyszczają środowiska;
• rozwój alternatywnych źródeł energii. Przejście z elektrowni cieplnych do elektrowni słonecznych, wiatrowych i wodnych nie tylko zmniejszy ilość emisji szkodliwych substancji do atmosfery, ale także zmniejszy wykorzystanie nieodnawialnych zasobów naturalnych;
• wprowadzenie technologii energooszczędnych;
• rozwój nowych technologii niskoemisyjnych;
• zwalczanie pożarów lasów, zapobieganie ich występowaniu, ustanawianie surowych środków dla sprawców;
• zaostrzenie przepisów dotyczących ochrony środowiska.

Warto zauważyć, że nie da się zrekompensować szkód, jakie ludzkość już wyrządziła środowisku i w pełni przywrócić ekosystemy. Z tego powodu należy pomyśleć o aktywnej realizacji działań mających na celu ograniczenie skutków oddziaływania antropogenicznego. Wszystkie decyzje muszą być kompleksowe i globalne. Obecnie jest to utrudnione przez brak równowagi w poziomie rozwoju, życia i edukacji krajów bogatych i biednych.

W XXI wieku globalny efekt cieplarniany jest jednym z najbardziej palących problemów środowiskowych, z jakimi boryka się dziś nasza planeta. Istotą efektu cieplarnianego jest utrzymywanie się ciepła słonecznego w pobliżu powierzchni naszej planety w postaci gazów cieplarnianych. Efekt cieplarniany jest spowodowany przedostawaniem się gazów przemysłowych do atmosfery.

Efekt cieplarniany polega na wzroście temperatury niższych warstw atmosfery ziemskiej w stosunku do temperatury efektywnej, czyli temperatury promieniowania cieplnego planety zarejestrowanej z kosmosu. Pierwsza wzmianka o tym zjawisku pojawiła się w 1827 roku. Następnie Joseph Fourier zasugerował, że charakterystyka optyczna atmosfery ziemskiej jest zbliżona do charakterystyki szkła, którego poziom przezroczystości w zakresie podczerwieni jest niższy niż w optycznym. Gdy światło widzialne jest pochłaniane, temperatura powierzchni wzrasta i emituje promieniowanie cieplne (podczerwone), a ponieważ atmosfera nie jest tak przezroczysta dla promieniowania cieplnego, ciepło jest gromadzone w pobliżu powierzchni planety.
Fakt, że atmosfera jest w stanie powstrzymać promieniowanie cieplne, jest spowodowany obecnością w niej gazów cieplarnianych. Główne gazy cieplarniane to para wodna, dwutlenek węgla, metan i ozon. W ciągu ostatnich dziesięcioleci stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze dramatycznie wzrosło. Naukowcy uważają, że główną przyczyną jest działalność człowieka.
Ze względu na regularny wzrost średnich rocznych temperatur pod koniec lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku istniała obawa, że ​​globalne ocieplenie spowodowane działalnością człowieka już się dzieje.

Wpływ efektu cieplarnianego

Do pozytywnych konsekwencji efektu cieplarnianego należy dodatkowe „ogrzanie” powierzchni naszej planety, w wyniku którego na tej planecie pojawiło się życie. Gdyby to zjawisko nie istniało, to średnia roczna temperatura powietrza przy powierzchni Ziemi nie przekroczyłaby 18C.
Efekt cieplarniany powstał z powodu ogromnej ilości pary wodnej i dwutlenku węgla przedostających się do atmosfery planety na przestrzeni setek milionów lat w wyniku niezwykle wysokiej aktywności wulkanicznej. Wysokie stężenie dwutlenku węgla, tysiące razy wyższe niż obecnie, było przyczyną efektu „super-szklarni”. Zjawisko to doprowadziło temperaturę wody w oceanach do punktu wrzenia. Jednak po pewnym czasie na planecie pojawiła się zielona roślinność, która aktywnie pochłaniała dwutlenek węgla z ziemskiej atmosfery. Z tego powodu efekt cieplarniany zaczął spadać. Z biegiem czasu ustanowiono pewną równowagę, pozwalającą na utrzymanie średniej rocznej temperatury na poziomie około +15C.
Jednak działalność przemysłowa człowieka doprowadziła do tego, że duża ilość dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych ponownie zaczęła przedostawać się do atmosfery. Naukowcy przeanalizowali dane z lat 1906-2005 i doszli do wniosku, że średnia roczna temperatura wzrosła o 0,74 stopnia, aw nadchodzących latach osiągnie około 0,2 stopnia na dekadę.
Efekt cieplarniany:

• wzrost temperatury
• zmiana częstotliwości i wielkości opadów
• topnienie lodowców
• wzrost poziomu morza
• zagrożenie bioróżnorodności
• nieudane zbiory
• wysychanie źródeł słodkiej wody
• zwiększone parowanie wody w oceanach
• rozkład związków wody i metanu znajdujących się w pobliżu słupów
• spowalniające prądy, np. Prąd Zatokowy, w wyniku czego w Arktyce zrobi się chłodniej
• kurczenie się lasów deszczowych
• ekspansja siedliska mikroorganizmów tropikalnych.

Konsekwencje efektu cieplarnianego

Dlaczego efekt cieplarniany jest tak niebezpieczny? Główne niebezpieczeństwo efektu cieplarnianego tkwi w powodowanych przez niego zmianach klimatycznych. Naukowcy uważają, że wzrost efektu cieplarnianego spowoduje wzrost zagrożeń dla zdrowia całej ludzkości, zwłaszcza przedstawicieli grup ludności o niskich dochodach. Spadek produkcji żywności, który będzie konsekwencją wymierania upraw i zniszczenia pastwisk przez suszę lub odwrotnie przez powodzie, nieuchronnie doprowadzi do niedoboru żywności. Ponadto podwyższona temperatura powietrza zaostrza choroby serca i naczyń krwionośnych, a także narządy oddechowe.
Również wzrost temperatury powietrza może spowodować poszerzenie siedlisk gatunków zwierząt będących nosicielami groźnych chorób. Z tego powodu na przykład roztocza zapalenia mózgu i komary malaryczne mogą przenosić się w miejsca, w których ludzie nie mają odporności na choroby przenoszone.

Co pomoże uratować planetę?

Naukowcy są pewni, że walka ze wzrostem efektu cieplarnianego powinna obejmować następujące działania:

• ograniczenie wykorzystania kopalnych źródeł energii, takich jak węgiel, ropa i gaz
• bardziej efektywne wykorzystanie zasobów energetycznych
• upowszechnianie energooszczędnych technologii
• wykorzystanie alternatywnych źródeł energii, czyli odnawialnych
• stosowanie czynników chłodniczych i środków spieniających o niskim (zerowym) współczynniku ocieplenia globalnego
• prace zalesiające mające na celu naturalną absorpcję dwutlenku węgla z atmosfery
• rezygnacja z samochodów z silnikiem benzynowym lub wysokoprężnym na rzecz samochodów elektrycznych.

Jednocześnie jest mało prawdopodobne, aby nawet wdrożenie na pełną skalę wymienionych środków w pełni zrekompensowało przyrodzie szkody wyrządzone przyrodzie w wyniku działań antropogenicznych. Z tego powodu możemy mówić tylko o minimalizowaniu konsekwencji.
Pierwsza międzynarodowa konferencja poświęcona temu zagrożeniu odbyła się w połowie lat 70. w Toronto. Następnie eksperci doszli do wniosku, że efekt cieplarniany na Ziemi zajmuje drugie miejsce po zagrożeniu nuklearnym.
Nie tylko prawdziwy mężczyzna jest zobowiązany posadzić drzewo - każda osoba powinna to zrobić! Najważniejszą rzeczą w rozwiązaniu tego problemu jest nie przymykać na to oka. Może dzisiaj ludzie nie dostrzegają szkód wynikających z efektu cieplarnianego, ale nasze dzieci i wnuki na pewno to odczują. Konieczne jest zmniejszenie ilości spalanego węgla i ropy, aby chronić naturalną roślinność planety. Wszystko to jest konieczne, aby planeta Ziemia istniała po nas.

W ciągu ostatniej dekady fraza „efekt cieplarniany” praktycznie nigdy nie opuściła ekranów telewizyjnych ani stron gazet. Programy nauczania w kilku dyscyplinach jednocześnie zapewniają jego dokładne przestudiowanie, a jego negatywne znaczenie dla klimatu naszej planety jest prawie zawsze wskazywane. Zjawisko to jest jednak w rzeczywistości znacznie bardziej złożone niż przedstawiane laikowi.

Bez efektu cieplarnianego życie na naszej planecie byłoby pod znakiem zapytania

Możesz zacząć od tego, że efekt cieplarniany na naszej planecie istniał przez całą jej historię. Takie zjawisko jest po prostu nieuniknione dla tych ciał niebieskich, które podobnie jak Ziemia mają stabilną atmosferę. Bez niej na przykład Ocean Światowy zamarzłby dawno temu, a wyższe formy życia w ogóle by się nie pojawiły. Naukowcy od dawna udowodnili naukowo, że gdyby w naszej atmosferze nie było dwutlenku węgla, którego obecność jest niezbędnym czynnikiem w procesie powstawania efektu cieplarnianego, to temperatura na planecie wahałaby się w granicach -20 0 C, a więc w ogóle nie byłoby mowy o pojawieniu się życia.

Przyczyny i istota efektu cieplarnianego

Odpowiadając na pytanie: „Co to jest efekt cieplarniany?” Przede wszystkim należy zauważyć, że to zjawisko fizyczne otrzymało swoją nazwę przez analogię z procesami zachodzącymi w szklarni ogrodników. Wewnątrz, niezależnie od pory roku, jest zawsze o kilka stopni cieplej niż w otaczającej przestrzeni. Rzecz w tym, że rośliny pochłaniają światło słoneczne, które absolutnie swobodnie przechodzi przez szkło, polietylen i ogólnie przez prawie każdą przeszkodę. Następnie same rośliny również zaczynają promieniować energią, ale już w zakresie podczerwieni, którego promienie nie mogą już swobodnie pokonywać tego samego szkła, więc występuje efekt cieplarniany. Przyczyny tego zjawiska leżą zatem właśnie w braku równowagi między widmem światła widzialnego a promieniowaniem, które rośliny i inne przedmioty emitują do środowiska zewnętrznego.

Fizyczna podstawa efektu cieplarnianego

Jeśli chodzi o naszą planetę jako całość, efekt cieplarniany powstaje tutaj z powodu obecności stabilnej atmosfery. Aby utrzymać równowagę temperaturową, Ziemia musi oddać tyle energii, ile otrzymuje od Słońca. Jednak obecność w atmosferze dwutlenku węgla i wody, które pochłaniają promienie podczerwone, pełniąc w ten sposób funkcję szkła w szklarni, powoduje powstawanie tzw. gazów cieplarnianych, z których część wraca na Ziemię. Gazy te tworzą „efekt kołdry”, podnosząc temperaturę w pobliżu powierzchni planety.

Efekt cieplarniany na Wenus

Z powyższego możemy wywnioskować, że efekt cieplarniany jest charakterystyczny nie tylko dla Ziemi, ale także dla wszystkich planet i innych ciał niebieskich o stabilnej atmosferze. Rzeczywiście, badania przeprowadzone przez naukowców wykazały, że np. na powierzchni Wenus zjawisko to jest znacznie bardziej wyraźne, co wynika przede wszystkim z tego, że jej otoczka powietrzna to prawie w stu procentach dwutlenek węgla.