1 تأثير الدفيئة. أسباب مشكلة زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري والوضع الحالي والحلول

26.09.2019

غازات الاحتباس الحراري التي تؤثر على مناخ الكوكب

قام جوزيف فورييه بإلقاء الضوء على مبادئ تأثير الاحتباس الحراري ، مع الأخذ في الاعتبار أنواعًا مختلفة من الآليات في تكوين مناخ الأرض. في الوقت نفسه ، تم النظر في العوامل التي تؤثر على ظروف درجة حرارة المناطق المناخية وانتقال الحرارة عالي الجودة ، والعوامل التي تؤثر على درجة حرارة المناطق المناخية. توازن الحرارة العامكوكبنا. يتم توفير تأثير الدفيئة من خلال الاختلاف في شفافية الأجواء في نطاقات الأشعة تحت الحمراء البعيدة والمرئية. يحدد التوازن الحراري للكرة الأرضية المناخ ومتوسط درجات الحرارة السنوية القريبة من السطح.

يلعب ما يسمى بغازات الدفيئة دورًا نشطًا في هذه العملية ، التي تحبس الأشعة تحت الحمراء التي تسخن الغلاف الجوي للأرض وسطحها. وفقًا لدرجة التأثير والتأثير على التوازن الحراري لكوكبنا ، تعتبر الأنواع التالية من غازات الدفيئة هي الأنواع الرئيسية:

بخار الماء
الميثان

الشيء الرئيسي في هذه القائمة هو بخار الماء (رطوبة الهواء في طبقة التروبوسفير) ، مما يجعل المساهمة الرئيسية في تأثير الاحتباس الحراري للغلاف الجوي للأرض. يشارك الفريونات وأكسيد النيتريك أيضًا في الإجراء ، لكن التركيز الصغير للغازات الأخرى لا يكون له مثل هذا التأثير الكبير.

مبدأ العمل وأسباب تأثير الاحتباس الحراري

يتمثل تأثير الاحتباس الحراري ، كما يُطلق عليه أيضًا تأثير الاحتباس الحراري ، في تغلغل إشعاع الموجة القصيرة من الشمس إلى سطح الأرض ، والذي يتم تسهيله بواسطة ثاني أكسيد الكربون. في هذه الحالة ، يتأخر الإشعاع الحراري للأرض (الموجة الطويلة). نتيجة لهذه الإجراءات المنظمة ، يتم تسخين غلافنا الجوي لفترة طويلة.

أيضًا ، يمكن اعتبار جوهر تأثير الاحتباس الحراري على أنه احتمال حدوث زيادة في درجة الحرارة العالمية للأرض ، والتي قد تحدث نتيجة للتغيرات الكبيرة في توازن الحرارة. يمكن أن تؤدي هذه العملية إلى التراكم التدريجي لغازات الدفيئة في الغلاف الجوي لكوكبنا.

الأكثر وضوحا سبب تأثير الاحتباس الحرارييسمى دخول الغازات الصناعية في الغلاف الجوي. تبين أن النتائج السلبية للنشاط البشري (حرائق الغابات ، وانبعاثات السيارات ، وعمل المؤسسات الصناعية المختلفة ، وحرق مخلفات الوقود) تصبح أسبابًا مباشرة لارتفاع درجة حرارة المناخ. تعد إزالة الغابات أيضًا أحد هذه الأسباب ، حيث أن الغابات هي أكثر المواد التي تمتص ثاني أكسيد الكربون نشاطًا.

إذا تم تطبيع الكائنات الحية ، فإن النظم البيئية للأرض والناس سيحتاجون إلى محاولة التكيف مع الأنظمة المناخية المتغيرة. ومع ذلك ، لا يزال الحل الأكثر منطقية هو تقليل الانبعاثات ثم تنظيمها.

إذا لم توقف نموها ، يمكن أن يضطرب التوازن على الأرض. سيتغير المناخ وسيأتي الجوع والمرض. يقوم العلماء بتطوير تدابير مختلفة لمكافحة المشكلة ، والتي ينبغي أن تصبح عالمية.

الجوهر

ما هو الاحتباس الحراري؟ هذا هو الاسم الذي يطلق على زيادة درجة حرارة سطح الكوكب بسبب حقيقة أن الغازات في الغلاف الجوي تميل إلى الاحتفاظ بالحرارة. يتم تسخين الأرض بإشعاع الشمس. تخترق الموجات القصيرة المرئية من مصدر الضوء بحرية إلى سطح كوكبنا. مع ارتفاع درجة حرارة الأرض ، تبدأ في إصدار موجات حرارية طويلة. جزئيًا ، تخترق طبقات الغلاف الجوي و "تذهب" إلى الفضاء. تقليل عرض النطاق الترددي ، وتعكس موجات طويلة. تبقى الحرارة على سطح الأرض. كلما زاد تركيز الغازات ، زاد تأثير الاحتباس الحراري.

وصف جوزيف فورييه هذه الظاهرة لأول مرة في بداية القرن التاسع عشر. وأشار إلى أن العمليات التي تحدث في الغلاف الجوي للأرض تشبه ما هو موجود تحت الزجاج.

غازات الاحتباس الحراري هي البخار (من الماء) وثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون) والميثان والأوزون. الأول يأخذ الجزء الرئيسي في تكوين تأثير الاحتباس الحراري (حتى 72٪). ثاني أكسيد الكربون من حيث الأهمية (9-26٪) ، ونسبة الميثان والأوزون هي 4-9 و3-7٪ على التوالي.

في الآونة الأخيرة ، يمكن للمرء أن يسمع في كثير من الأحيان عن تأثير الدفيئة كمشكلة بيئية خطيرة. لكن هذه الظاهرة لها أيضًا جانب إيجابي. نظرًا لوجود تأثير الدفيئة ، فإن متوسط درجة حرارة كوكبنا يبلغ حوالي 15 درجة فوق الصفر. بدونه ، ستكون الحياة على الأرض مستحيلة. يمكن أن تكون درجة الحرارة "ناقص" 18 فقط.

سبب ظهور التأثير هو النشاط النشط للعديد من البراكين على الكوكب منذ ملايين السنين. في الوقت نفسه ، زاد محتوى بخار الماء وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل كبير. لقد وصل تركيز الأخير إلى هذه القيمة التي نشأ فيها تأثير دفيئة فائق القوة. نتيجة لذلك ، غلي ماء المحيط العالمي عمليا ، وأصبحت درجة حرارته مرتفعة للغاية.

تسبب ظهور الغطاء النباتي في كل مكان على سطح الأرض في امتصاص سريع إلى حد ما لثاني أكسيد الكربون. انخفض تراكم الحرارة. تم إنشاء التوازن. كان متوسط درجة الحرارة السنوية على سطح الكوكب عند مستوى قريب من الوقت الحاضر.

الأسباب

يتم تعزيز هذه الظاهرة من خلال:

التنمية الصناعية هي السبب الرئيسي لانبعاث وتراكم ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى التي تزيد من تأثير الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. نتيجة النشاط البشري على الأرض هي زيادة متوسط درجة الحرارة السنوية. على مدار القرن ، ارتفعت بمقدار 0.74 درجة. يتوقع العلماء أنه في المستقبل ، يمكن أن يكون هذا النمو 0.2 درجة كل 10 سنوات. أي أن شدة الاحترار آخذة في الازدياد.
- سبب زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. يمتص الغطاء النباتي هذا الغاز. إن التطور الهائل للأراضي الجديدة ، إلى جانب إزالة الغابات ، يسرع من معدل تراكم ثاني أكسيد الكربون ، وفي نفس الوقت يغير الظروف المعيشية للحيوانات والنباتات ، ويؤدي إلى انقراض أنواعها.
حرق الوقود (الصلب والزيت) ، النفايات يؤدي إلى انبعاث ثاني أكسيد الكربون. التدفئة وتوليد الطاقة والنقل هي المصادر الرئيسية لهذا الغاز.
النمو في استهلاك الطاقة هو علامة وشرط للتقدم التقني. يتزايد عدد سكان العالم بنحو 2٪ سنويًا. نمو استهلاك الطاقة - 5٪. تزداد الكثافة كل عام ، وتحتاج البشرية إلى المزيد والمزيد من الطاقة.
تؤدي الزيادة في عدد المطامر إلى زيادة تركيز غاز الميثان. مصدر آخر للغاز هو نشاط مزارع الماشية.

التهديدات

يمكن أن تكون عواقب تأثير الاحتباس الحراري قاتلة للإنسان:

ذوبان القمم الجليدية القطبية ، وهذا هو سبب ارتفاع منسوب مياه البحر. ونتيجة لذلك ، أصبحت الأراضي الساحلية الخصبة مغمورة بالمياه. إذا حدثت الفيضانات بمعدل مرتفع ، فسيكون هناك تهديد خطير للزراعة. المحاصيل تموت ، مساحة المراعي تتقلص ، مصادر المياه العذبة تختفي. بادئ ذي بدء ، ستعاني طبقات السكان ذات الدخل المنخفض ، الذين تعتمد حياتهم على الحصاد ونمو الحيوانات الأليفة.
قد ينتهي المطاف بالعديد من المدن الساحلية ، بما في ذلك المدن المتقدمة للغاية ، تحت الماء في المستقبل. على سبيل المثال ، نيويورك ، سان بطرسبرج. أو دول كاملة. على سبيل المثال ، هولندا. مثل هذه الظواهر سوف تستلزم حركة واسعة النطاق للمستوطنات البشرية. يقترح العلماء أنه في غضون 15 عامًا ، قد يرتفع مستوى المحيط بمقدار 0.1-0.3 متر ، وبحلول نهاية القرن الحادي والعشرين - بمقدار 0.3-1 متر. ولكي تكون المدن المذكورة أعلاه مغمورة بالمياه يجب أن يرتفع منسوب المياه بحوالي 5 أمتار.
تؤدي زيادة درجة حرارة الهواء إلى تقصير فترة تساقط الثلوج داخل القارات. يبدأ الذوبان في وقت مبكر ، حيث ينتهي موسم الأمطار بشكل أسرع. ونتيجة لذلك ، تكون التربة شديدة الجفاف وغير مناسبة لزراعة المحاصيل. قلة الرطوبة هي سبب تصحر الأراضي. يقول الخبراء أن زيادة متوسط درجة الحرارة بمقدار درجة واحدة خلال 10 سنوات ستؤدي إلى انخفاض مساحة الغابات بمقدار 100-200 مليون هكتار. ستصبح هذه الأراضي سهوبًا.
يغطي المحيط 71٪ من مساحة سطح كوكبنا. مع ارتفاع درجة حرارة الهواء ، ترتفع درجة حرارة الماء أيضًا. يزداد التبخر بشكل ملحوظ. وهذا أحد الأسباب الرئيسية لتكثيف ظاهرة الاحتباس الحراري.
عندما يرتفع منسوب المياه في محيطات العالم ، تصبح درجة الحرارة تهديدًا للتنوع البيولوجي ، وقد تختفي العديد من أنواع الحياة البرية. السبب هو التغييرات في بيئتها. لا تستطيع كل الأنواع التكيف بنجاح مع الظروف الجديدة. نتيجة اختفاء بعض النباتات والحيوانات والطيور والكائنات الحية الأخرى هو انتهاك للسلاسل الغذائية ، وتوازن النظم البيئية.
ارتفاع منسوب المياه يسبب تغير المناخ. تتغير حدود الفصول ، ويزداد عدد وشدة العواصف والأعاصير وهطول الأمطار. استقرار المناخ هو الشرط الرئيسي لوجود الحياة على الأرض. وقف ظاهرة الاحتباس الحراري يعني الحفاظ على الحضارة الإنسانية على هذا الكوكب.
يمكن أن تؤثر درجات حرارة الهواء المرتفعة سلبًا على صحة الإنسان. في ظل هذه الظروف ، تتفاقم أمراض القلب والأوعية الدموية ، وتعاني أعضاء الجهاز التنفسي. تؤدي شذوذات الحرارة إلى زيادة عدد الإصابات وبعض الاضطرابات النفسية. يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى انتشار سريع للعديد من الأمراض الخطيرة ، مثل الملاريا والتهاب الدماغ.

ما يجب القيام به؟

اليوم مشكلة ظاهرة الاحتباس الحراري هي قضية بيئية عالمية. يعتقد الخبراء أن اعتماد التدابير التالية على نطاق واسع سيساعد في حل المشكلة:

التغييرات في استخدام مصادر الطاقة. تقليل حصة وكمية المعادن (الخث المحتوي على الكربون ، الفحم) ، النفط. سيؤدي التحول إلى الغاز الطبيعي إلى تقليل انبعاث ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير ، وستؤدي زيادة حصة المصادر البديلة (الشمس والرياح والمياه) إلى تقليل الانبعاثات ، لأن هذه الأساليب تتيح لك الحصول على الطاقة دون الإضرار بالبيئة. لا تنبعث أي غازات أثناء استخدامها.
تغيير سياسة الطاقة. زيادة الكفاءة في محطات توليد الكهرباء. تقليل كثافة الطاقة للمنتجات المصنعة في المؤسسات.
تنفيذ تقنيات توفير الطاقة. حتى العزل المعتاد لواجهات المنازل وفتحات النوافذ ومحطات التدفئة يعطي نتيجة مهمة - توفير الوقود ، وبالتالي كمية أقل من الانبعاثات. إن حل القضية على مستوى الشركات والصناعات والدول يستلزم تحسينًا عالميًا في الوضع. يمكن لكل شخص المساهمة في حل المشكلة: توفير الكهرباء ، والتخلص من القمامة بشكل صحيح ، وعزل منزله.
تطوير التقنيات التي تهدف إلى الحصول على المنتجات بطرق جديدة صديقة للبيئة.
يعد استخدام الموارد القابلة لإعادة التدوير أحد التدابير لتقليل النفايات وعدد وحجم مدافن النفايات.
استعادة الغابات ومكافحة الحرائق فيها وزيادة المساحة كوسيلة لتقليل تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

يتم مكافحة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري اليوم على المستوى الدولي. تُعقد مؤتمرات القمة العالمية المخصصة لهذه المشكلة ، ويتم إنشاء وثائق تهدف إلى تنظيم حل عالمي لهذه المشكلة. يبحث العديد من العلماء حول العالم عن طرق لتقليل تأثير الاحتباس الحراري ، والحفاظ على التوازن والحياة على الأرض.

المساهمة الرئيسية في تأثير "الدفيئة" للغلاف الجوي للأرض هو بخار الماء أو رطوبة الهواء في طبقة التروبوسفير (الجدول 3).

في الوقت نفسه ، يعتمد تركيز بخار الماء في طبقة التروبوسفير بشكل كبير على درجة حرارة السطح القريب: يجب أن تؤدي الزيادة في التركيز الكلي "لغازات الاحتباس الحراري" في الغلاف الجوي إلى زيادة الرطوبة وتأثير "الاحتباس الحراري" ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة درجة حرارة السطح القريب.

مع انخفاض درجة الحرارة بالقرب من السطح ، ينخفض تركيز بخار الماء ، مما يؤدي إلى انخفاض في تأثير "الدفيئة" ، وفي الوقت نفسه ، مع انخفاض درجة الحرارة في المناطق القطبية ، يتشكل جليد ثلجي أشكال الغطاء ، مما يؤدي إلى زيادة في البياض ، مع انخفاض في تأثير "الدفيئة" ، مما يؤدي إلى انخفاض متوسط درجة حرارة السطح.

وبالتالي ، يمكن أن يتغير مناخ الأرض إلى مراحل الاحترار والتبريد ، اعتمادًا على التغيرات في البياض لنظام الأرض والغلاف الجوي وتأثير "الاحتباس الحراري".

يعد التلوث البشري المنشأ للغلاف الجوي للأرض أحد أسباب تأثير "الاحتباس الحراري" ، والذي يُفهم على أنه زيادة محتملة في درجة حرارة الكرة الأرضية نتيجة للتغيرات في توازن الحرارة الناجم عن ما يسمى "غازات الاحتباس الحراري" ".

يصل التدفق الرئيسي للأشعة المرئية إلى سطح الأرض ، والتي تمر عبر "غازات الاحتباس الحراري" دون تغيير. في الفضاء القريب من الأرض ، عند الالتقاء بأجسام مختلفة ، يتحول جزء كبير من هذه الأشعة إلى أشعة حرارية طويلة الموجة (الأشعة تحت الحمراء). تمنع غازات الدفيئة الأشعة الحرارية من التسرب إلى الفضاء الخارجي وبالتالي تسبب زيادة في درجة حرارة الهواء (تأثير الاحتباس الحراري).

أهم "غازات الاحتباس الحراري" هو ثاني أكسيد الكربون (CO 2). وتتراوح مساهمته في تأثير "الدفيئة" ، حسب مصادر مختلفة ، من 50 إلى 65٪. وتشمل "غازات الاحتباس الحراري" الأخرى الميثان (حوالي 20٪) وأكاسيد النيتروجين (حوالي 5٪) والأوزون والفريونات (مركبات الكربون الكلورية فلورية) والغازات الأخرى (حوالي 10-25٪ من تأثير "الاحتباس الحراري"). في المجموع ، هناك حوالي 30 "غازًا من غازات الدفيئة" معروفة. لا يعتمد تأثير الاحترار على الكمية الموجودة في الغلاف الجوي فحسب ، بل يعتمد أيضًا على النشاط النسبي للعمل لكل جزيء. إذا تم ، وفقًا لهذا المؤشر ، أخذ ثاني أكسيد الكربون كوحدة ، فسيكون للميثان 25 ، وأكاسيد النيتروجين - 165 ، والفريون - 11000.

المصدر البشري الرئيسي لدخول СО 2 إلى الغلاف الجوي هو احتراق الوقود المحتوي على الكربون (الفحم ، الزيت ، زيت الوقود ، الميثان ، إلخ). في الوقت الحاضر ، يتم إطلاق حوالي 1 طن من الكربون للفرد سنويًا في الغلاف الجوي من صناعة الحرارة والطاقة وحدها ؛ وفقًا للتوقعات ، في النصف الأول من القرن الحادي والعشرين ، ستصل الانبعاثات إلى أكثر من 10 مليارات طن.

على مدى 200 عام الماضية ، زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء من 275 إلى 350 جسيمًا لكل مليون جزيء هواء ، أي بنسبة 25٪ ، ومنذ عام 1958. بحلول عام 2001 ، زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون من 350 إلى 368 جسيمًا (الجدول 4). إذا لم تتخذ البشرية تدابير للحد من انبعاثات الغازات ، فبحلول منتصف القرن سيزداد متوسط درجة الحرارة العالمية للغلاف الجوي السطحي بمقدار 1.5-4.5 0 درجة مئوية. حصص بعض الدول في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون هي كما يلي: الولايات المتحدة الدول - 22٪ ، روسيا والصين - 11٪ لكل منهما ، ألمانيا واليابان - 5٪ لكل منهما.

الخطر في الوقت الحالي هو أن تركيز "غازات الاحتباس الحراري" في الغلاف الجوي ، وهي ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين وبخار الماء وغيرها الكثير ، قد زاد بشكل كبير وهذا مرتبط بالتطور الصناعي للبشرية. على مدار الـ 150 عامًا الماضية ، زاد محتوى النيتروجين بنسبة 18٪ ، والميثان بنسبة 150٪ تقريبًا ، وثاني أكسيد الكربون بأكثر من 30٪. ونتيجة لذلك ، كان هناك تحفيز معين لتأثير "الدفيئة" مع ما يترتب على ذلك من عواقب.

يقدر العلماء أن 330 مليار طن من هذه المادة تشارك سنويًا في دورة الكربون على الكوكب. الحصة البشرية في هذا الحجم صغيرة جدًا - 7.5 مليار طن ، لكن هذا يكفي لزعزعة توازن النظام.

إدراكًا لمشكلة الاحتباس الحراري ، أنشأت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO) وبرنامج الأمم المتحدة للبيئة (UNEP) في عام 1988 الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC). هذا في الواقع منتدى دائم لعدة آلاف من العلماء من مختلف البلدان ، بما في ذلك العشرات من العلماء الروس ، عمليا كل من يتعامل مع هذه المشكلة من جوانب مختلفة: علماء المناخ وعلماء البيئة والاقتصاديين ومهندسي الطاقة. ينشر العلماء تقاريرهم متعددة الصفحات عن حالة مناخ الأرض تقريبًا مرة كل 4-5 سنوات. احتوى "التقرير الأول" للخبراء في عام 1990 على بيانات متواضعة إلى حد ما حول التقلبات المناخية المستمرة ، في شيء واحد كان العلماء متأكدين منه بالتأكيد - هناك زيادة في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ارتفع متوسط مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وفقًا لبيانات المنظمة العالمية للأرصاد الجوية من 340 إلى 390 جزءًا في المليون خلال الثلاثين عامًا الماضية. زادت ثقة الباحثين كل عام. في عام 2006 ، كان 70٪ من الخبراء متأكدين من أن الناس هم المسؤولون عن تغير المناخ العالمي ، ولكن بالفعل من التقرير الرابع للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ في عام 2007 ، أصبح من الواضح أن عدد الخبراء الذين كانوا واثقين من هذا قد ارتفع إلى 90-95٪ .

يشارك المجتمع العالمي بأسره تقريبًا في مشكلة الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، على المستويات السياسية والصناعية والبيئية. من الأمثلة على السياسة المختصة لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بروتوكول كيوتو لعام 1997. وفي ديسمبر 1997 ، عُقد مؤتمر دولي حول تغير المناخ العالمي في كيوتو ، شارك فيه ممثلون من 159 دولة. تم اعتماد البروتوكول النهائي ، والذي نص على خفض إجمالي بنسبة 5.2٪ في انبعاثات "غازات الاحتباس الحراري" في الغلاف الجوي. بحلول 2008-2012. يجب على دول الاتحاد الأوروبي أن تخفض انبعاثات "غازات الاحتباس الحراري" (من مستوى 1990) بنسبة 8٪ ، والولايات المتحدة - بنسبة 7٪ ، واليابان ، وكندا - بنسبة 6٪. قد تحافظ روسيا وأوكرانيا بحلول عام 2012 على الانبعاثات عند مستوى 1990 بسبب انخفاض الإنتاج الصناعي في السنوات الأخيرة. يمكن أن يكون العمل الذي تم تنفيذه في اليابان في 2007-2008 بمثابة مثال على التخفيض الصناعي لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون. للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون نتيجة إذابة غازات المداخن بعد استخدام محطات الغاز في مياه البحر. لكن هذا الحل التقني لم يأت بالنتائج المتوقعة وتوقف العمل في هذا الاتجاه.

في العقد الماضي ، لم تترك عبارة "تأثير الاحتباس الحراري" تقريبًا شاشات التلفزيون أو صفحات الصحف. توفر المناهج الدراسية في العديد من التخصصات في وقت واحد دراستها الشاملة ، ودائمًا ما تتم الإشارة إلى أهميتها السلبية بالنسبة لمناخ كوكبنا. ومع ذلك ، فإن هذه الظاهرة متعددة الأوجه في الواقع أكثر بكثير مما يتم تقديمها للشخص العادي.

بدون تأثير الاحتباس الحراري ، ستكون الحياة على كوكبنا موضع تساؤل

يمكننا أن نبدأ بحقيقة أن تأثير الاحتباس الحراري على كوكبنا كان موجودًا طوال تاريخه. هذه الظاهرة ببساطة حتمية لتلك الأجرام السماوية ، التي لها غلاف جوي مستقر مثل الأرض. بدونها ، على سبيل المثال ، كان المحيط العالمي قد تجمد منذ فترة طويلة ، ولم تكن لتظهر على الإطلاق أشكال أعلى من الحياة. لقد أثبت العلماء علميًا منذ فترة طويلة أنه إذا لم يكن هناك ثاني أكسيد الكربون في غلافنا الجوي ، فإن وجوده ضروري لترك عملية تأثير الاحتباس الحراري ، فإن درجة الحرارة على الكوكب ستتذبذب في حدود -20 درجة مئوية ، لذلك سيكون هناك لا حديث عن نشأة الحياة إطلاقا.

أسباب وطبيعة ظاهرة الاحتباس الحراري

الإجابة على السؤال: "ما هو تأثير الدفيئة؟" ، بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أن هذه الظاهرة الفيزيائية حصلت على اسمها بالتشابه مع العمليات التي تحدث في الدفيئة بين البستانيين. بداخله ، بغض النظر عن الموسم ، يكون دائمًا أكثر دفئًا بعدة درجات من المساحة المحيطة. الشيء هو أن النباتات تمتص ضوء الشمس المرئي ، والذي يمر بحرية مطلقة عبر الزجاج ، ومن خلال البولي إيثيلين ، وبشكل عام من خلال أي عائق تقريبًا. بعد ذلك ، تبدأ النباتات نفسها أيضًا في إصدار الطاقة ، ولكن بالفعل في نطاق الأشعة تحت الحمراء ، والتي لم تعد أشعةها قادرة على التغلب على الزجاج نفسه بحرية ، وبالتالي ينشأ تأثير الاحتباس الحراري. تكمن أسباب هذه الظاهرة على وجه التحديد في عدم التوازن بين طيف ضوء الشمس المرئي وتلك الإشعاعات التي تطلقها النباتات والأشياء الأخرى في البيئة الخارجية.

الأساس المادي لتأثير الاحتباس الحراري

أما بالنسبة لكوكبنا ككل ، فإن تأثير الدفيئة هنا ينشأ من وجود جو مستقر. للحفاظ على توازن درجة حرارتها ، يجب أن تطلق الأرض نفس القدر من الطاقة التي تتلقاها من الشمس. ومع ذلك ، فإن وجود ثاني أكسيد الكربون والماء في الغلاف الجوي ، والذي يمتص الأشعة تحت الحمراء ، وبالتالي يلعب دور الزجاج في الدفيئة ، يتسبب في تكوين ما يسمى بغازات الاحتباس الحراري ، والتي يعود بعضها إلى الأرض. تخلق هذه الغازات "تأثيرًا شاملاً" ، مما يؤدي إلى زيادة درجة الحرارة على سطح الكوكب.

تأثير الدفيئة على كوكب الزهرة

مما سبق ، يمكننا أن نستنتج أن تأثير الاحتباس الحراري هو خاصية مميزة ليس فقط للأرض ، ولكن أيضًا لجميع الكواكب والأجرام السماوية الأخرى ذات الغلاف الجوي المستقر. في الواقع ، أظهرت الدراسات التي أجراها العلماء ، على سبيل المثال ، على سطح كوكب الزهرة ، أن هذه الظاهرة لها طابع أكثر وضوحًا ، والذي يرجع في المقام الأول إلى حقيقة أن غلافه الجوي يحتوي على ما يقرب من مائة بالمائة من ثاني أكسيد الكربون.

الأرض نتيجة لتأثير النشاط الاقتصادي البشري. ومما يثير القلق بشكل خاص زيادة تركيز غازات الدفيئة ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة سطح الأرض وانخفاض الغلاف الجوي ، وربما يكون أحد الأسباب الرئيسية لارتفاع درجة حرارة المناخ الذي لوحظ في العقود الأخيرة.

أهم غاز طبيعي من غازات الدفيئة هو بخار الماء H20. تمتص وتنبعث من الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة في نطاق الطول الموجي 4.5 - 80 ميكرون. يعتبر تأثير بخار الماء على تأثير الاحتباس الحراري حاسمًا ويتم إنشاؤه بشكل أساسي بواسطة نطاق الامتصاص 5 - 7.5 ميكرون. ومع ذلك ، فإن جزءًا من الإشعاع من سطح الأرض في المناطق الطيفية من 3-5 ميكرون و8-12 ميكرون ، يسمى نوافذ الشفافية ، يمر عبر الغلاف الجوي إلى الفضاء العالمي. يتم تعزيز تأثير الاحتباس الحراري لبخار الماء من خلال نطاقات امتصاص ثاني أكسيد الكربون ، والتي تدخل الغلاف الجوي نتيجة للنشاط البركاني ، ودورة الكربون الطبيعية في الطبيعة ، وتدهور المواد العضوية في التربة عند تسخينها ، وكذلك النشاط البشري ، ويرجع ذلك أساسًا إلى إلى حرق الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز) وإزالة الغابات.

بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون ، تتزايد غازات الدفيئة مثل الميثان وأكسيد النيتروز وأوزون التروبوسفير في الغلاف الجوي. يدخل الميثان الغلاف الجوي من المستنقعات والشقوق العميقة في القشرة الأرضية. يتم تسهيل الزيادة في تركيزه من خلال تطوير الإنتاج الزراعي (لا سيما التوسع في حقول الأرز المروية بكثرة) ، وزيادة الثروة الحيوانية ، واحتراق الكتلة الحيوية واستخراج الغاز الطبيعي. يتم زيادة تركيزات أكسيد النيتروز عن طريق استخدام الأسمدة النيتروجينية وانبعاثات الطائرات وعمليات الأكسدة. يزداد أوزون التروبوسفير نتيجة التفاعلات الكيميائية التي تحدثها الشمس بين الهيدروكربونات وأكاسيد النيتروجين الناتجة عن احتراق الوقود الأحفوري ، وتتزايد تركيزات هذه الغازات بشكل أسرع من تركيز ثاني أكسيد الكربون ، وقد تزيد مساهمتها النسبية في تأثير الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. فى المستقبل. يتم تسهيل نمو الغلاف الجوي أيضًا من خلال زيادة تركيز الهباء الجوي عالي الامتصاص من أصل صناعي (السخام) بنصف قطر جسيمي من 0.001-0.05 ميكرون. يمكن للزيادات في غازات الدفيئة والهباء الجوي أن ترفع درجات الحرارة العالمية بشكل كبير وتتسبب في تغيرات مناخية أخرى يصعب التنبؤ بآثارها البيئية والاجتماعية.