1 učinak staklenika. Uzroci, trenutni status i načini rješavanja problema učinka staklenika

U atmosferskim slojevima našeg planeta postoje mnogi fenomeni, koji izravno utječu na klimatske uvjete zemlje. Takav fenomen se smatra učinak staklenika karakteriziran povećanjem temperature nižih atmosferskih slojeva svijeta u usporedbi s temperaturom termalnog zračenja našeg planeta, koji se može promatrati iz prostora.

Ovaj se proces smatra jednim od globalnih ekoloških problema modernosti, jer zbog toga, solarna toplina se odgađa u obliku stakleničkih plinova u blizini površine Zemlje i stvara preduvjete za globalno zagrijavanje.

Staklenički plinovi koji utječu na klimu planeta

Načela stakleničkog učinka prvi je osvijetlio Joseph Fouriera, s obzirom na različite vrste mehanizama u formiranju kopnene klime. U isto vrijeme, čimbenici utječu na temperaturne uvjete klimatskih pojaseva i visokokvalitetni prijenos topline i čimbenici koji utječu stanje opće termalne ravnoteže Naš planet. Efekt staklenika osiguran je razlikom u prozirnosti atmosfere u daleko i vidljivim infracrvenim bendovima. Toplinska ravnoteža globusa određuje klimu i prosječne godišnje površinske temperature.

Takozvani staklenički plinovi aktivni su u tom procesu, koji odgađaju infracrvene zrake uključene u zagrijavanje Zemljine atmosfere i njezine površine. Prema stupnju utjecaja i utjecaja na toplinsku ravnotežu našeg planeta, uobičajene su sljedeće vrste stakleničkih plinova:

• Vodenica
• Metan

Glavna stvar na ovom popisu je vodena para (vlažnost zraka troposfere), koja dovodi glavni doprinos stakleničkim učinku Zemljine atmosfere. Također sudjeluju u akciji freona i dušikovog oksida, ali niska koncentracija drugih plinova nema takav značajni utjecaj.

Načelo rada i razlozi za učinak staklenika

Efekt staklenika još se zove staklenik, leži u prodiranju kratkih valova zračenja sunca na površinu Zemlje, što doprinosi ugljičnom dioksidu. U ovom slučaju, toplinsko zračenje Zemlje (dugačak val) je odgođen. Zbog tih naređenih postupaka provodi se dugo zagrijavanje naše atmosfere.

Također, esencija efekta staklenika može se promatrati kao mogućnost povećanja globalne temperature Zemlje, što se može dogoditi kao rezultat značajnih promjena u toplinskoj ravnoteži. Takav proces može odrediti postupnu akumulaciju u atmosferi našeg planeta stakleničkih plinova.

Sama rukavica uzrok učinka staklenika Oni nazivaju ulazak industrijskih plinova u atmosferu. Ispada da negativni rezultati ljudske aktivnosti (šumski požari, automobilskih emisija, rad različitih industrijskih poduzeća i ostataka goriva) postaju izravni uzroci zagrijavanja klime. Izvođenje šuma je također jedan od takvih razloga, jer su šume koje su najaktivniji apsorberi ugljičnog dioksida.

Ako se normaliziraju za žive organizme, Zemljini ekosustavi i ljudi trebat će se pokušati prilagoditi modificiranim klimatskim režimima. Međutim, najrazumnije rješenje će i dalje smanjiti naknadnu regulaciju emisija.

Ako ne zaustavite sve veću, ravnotežu na zemlji može se slomiti. Klima će se promijeniti, doći će glad i bolest. Znanstvenici razvijaju različite mjere za borbu protiv problema, što bi trebalo biti globalno.

Suština

Što je učinak staklenika? Takozvani uspon temperature površine planeta zbog činjenice da plinovi u atmosferi imaju imovinu za držanje topline. Zemlja se zagrijava zračenjem sunca. Vidljivi kratki valovi iz izvora svjetlosti slobodno prodiru u površinu našeg planeta. Grijanje, Zemlja počinje zračiti dugim toplinskim valovima. Djelomično prodiru kroz slojeve atmosfere i "idu" u svemir. Smanjite propusnost, odražavaju duge valove. Toplina ostaje na površini zemlje. Što je veća koncentracija plinova, to je veći učinak staklenika.

Po prvi put, fenomen je opisao Joseph Fouriera početkom 19. stoljeća. Predložio je da su procesi koji se javljaju u Zemljinoj atmosferi slični onome što postoji ispod stakla.

Garnik plinovi su parovi (iz vode), ugljični dioksid (ugljični dioksid), metan, ozon. Prvo sudjelovanje u formiranju učinka staklenika je uzimanje prvog (do 72%). Uz značajnost - ugljični dioksid (9-26%), udio metana i ozona 4-9 i 3-7%, respektivno.

Nedavno, često možete čuti o efektu staklenika kao ozbiljan ekološki problem. Ali ovaj fenomen ima pozitivnu stranu. Zbog činjenice da efekt staklenika postoji, prosječna temperatura našeg planeta je oko 15 stupnjeva iznad nule. Bez njega, život na zemlji bio bi nemoguć. Temperatura može biti samo "minus" 18.

Razlog za pojavu učinka je aktivna aktivnost skupa vulkana na planetu prije nekoliko milijuna godina. U isto vrijeme, sadržaj vode, ugljičnog dioksida, značajno se povećao u atmosferi. Koncentracija potonjeg postigla je takvu vrijednost da je došlo do super brzo staklenički učinak. Kao rezultat toga, voda Svjetskog oceana gotovo je kuhana, tako da je visoka postala temperatura.

Izgled vegetacije posvuda na površini Zemlje izazvao je dovoljno brzu apsorpciju ugljičnog dioksida. Akumulacija topline pala. Uspostavljena ravnoteža. Prosječna godišnja temperatura na površini planeta bila je na razini blizu tome.

Razlozi

Povećane fenomene doprinose:

• Razvoj industrije je glavni razlog da se ugljični dioksid i drugi plinovi koji poboljšavaju učinak staklenika aktivno emitiraju i akumuliraju u atmosferi. Rezultat ljudske aktivnosti na Zemlji je prosječna godišnja temperatura. U stoljeću se povećao za 0,74 stupnjeva. Znanstvenici predviđaju da u budućnosti taj rast može biti 0,2 stupnjeva za svakih 10 godina. To jest, intenzitet zagrijavanja se povećava.
• - Razlog za rast koncentracije CO2 u atmosferi. Ovaj plin se apsorbira vegetacijom. Masivni razvoj novih zemljišta povezanih s rezanjem šuma, ubrzava tempo akumulacije ugljičnog dioksida, a istodobno mijenja životne uvjete životinja, biljaka, dovodi do izumiranja njihove vrste.
• Gori gorivo (krutina i ulje), otpad dovodi do emisije ugljičnog dioksida. Grijanje, proizvodnja električne energije, transport - glavni izvori ovog plina.
• Rast potrošnje energije je znak i stanje tehničkog napretka. Stanovništvo planeta povećava se za oko 2% godišnje. Rast potrošnje energije - 5%. Intenzitet se povećava godišnje, čovječanstvo treba sve više i više energije.
• Povećanje broja odlagališta dovodi do povećanja koncentracije metana. Drugi izvor plina je aktivnost stočnih kompleksa.

Prijetnje

Posljedice efekta staklenika mogu se posvetiti ljudima:

• Polarni led se topi, a to je razlog za podizanje razine mora. Kao rezultat toga, obalno plodno zemljište se ispostavlja da je pod vodom. Ako će se poplava dogoditi s visokim tempom, pojavit će se ozbiljna prijetnja poljoprivredi. Sjetva, područje pašnjaka se smanjuje, izvori svježe vode nestaju. Prije svega, slojevi s niskim primanjima stanovništva će patiti, čiji vijek ovisi o usjevu, rastu kućnih ljubimaca.
• Mnogi obalni gradovi, uključujući vrlo razvijeni, u budućnosti mogu biti pod vodom. Na primjer, New York, St. Petersburg. Ili cijele zemlje. Na primjer, Nizozemska. Takve će fenomene uzrokovati potrebu za masovnim kretanjem ljudi naselja. Znanstvenici sugeriraju da nakon 15 godina razina oceana može porasti za 0,1-0,3 metara, a do kraja 21. stoljeća - za 0,3-1 metara. Kako bi se proći gore spomenuti gradovi pod vodom, razina bi trebala porasti za oko 5 metara.
• Povećanje temperature zraka dovodi do činjenice da se razdoblje polaganja snijega smanjuje unutar kontinenata. Počinje se topiti prije, što brže završava kišnom sezonom. Kao rezultat toga, tla se rešeti, neprikladna za uzgoj poljoprivrednih kultura. Nedostatak vlage je razlog za dezertifikaciju zemljišta. Stručnjaci tvrde da će povećanje prosječne temperature od 1 stupnjeva u 10 godina dovesti do smanjenja šumskih područja za 100-200 milijuna hektara. Te će zemlje postati stepe.
• Ocean pokriva 71% površine našeg planeta. Uz povećanje temperature zraka, voda se zagrijava. Emajl se značajno povećava. A to je jedan od glavnih razloga za poboljšanje učinka staklenika.
• Uz podizanje razine vode u oceanu, temperatura se pojavljuje opasnost za biološku raznolikost, razne vrste divljih životinja mogu nestati. Razlog je promjene u njihovom staništu. Ne svaka vrsta može uspješno prilagoditi nove uvjete. Posljedica nestanka nekih biljaka, životinja, ptica, drugih živih bića - poremećaja lanaca prehrane, ravnoteže ekosustava.
• Ravna razina vode uzrokuje klimatske promjene. Granice sezone su pomaknute, broj i intenzitet oluja, uragana, povećanja oborine. Klimatska stabilnost je glavni uvjet za postojanje na Zemlji života. Zaustavite učinak staklenika - to znači održati ljudsku civilizaciju na planeti.
• Visoka temperatura zraka može negativno utjecati na zdravlje ljudi. U takvim uvjetima, kardiovaskularne bolesti su pogoršane, respiratorne vlasti pate. Toplinske anomalije dovode do povećanja broja ozljeda, nekih psiholoških poremećaja. Porast temperature će privući brže širenje mnogih opasnih bolesti, kao što je malarija, encefalitis.

Što učiniti?

Danas je problem učinka staklenika globalno pitanje ekologije. Stručnjaci vjeruju da će sveprisutno usvajanje sljedećih mjera riješiti problem:

• Promjene u korištenju izvora energije. Smanjenje udjela i broja fosila (koji sadrži ugljik tresetni, ugljen), ulje. Prijelaz na prirodni plin značajno će smanjiti dodjelu CO2. Enklading udio alternativnih izvora (sunce, vjetar, voda) će smanjiti emisije, jer ove metode omogućuju da se dobiju energiju bez štete za ekologiju. Kada ih koristite, plinovi se ne dodjeljuju.
• Promjena energetske politike. Povećati učinkovitost u elektranama. Smanjenje energetskog intenziteta proizvedenih proizvoda u poduzećima.
• Uvođenje tehnologija uštede energije. Čak i uobičajena izolacija fasada kuća, prozorskih otvora, toplinski centri daje značajnu potrošnju goriva, i to znači manji volumen emisija. Rješenje problema na razini poduzeća, industrije, države će privući globalno poboljšanje situacije. Svaka osoba može doprinijeti rješenju problema: ušteda električne energije, pravilno zbrinjavanje smeća, izolacije vlastitog stana.
• Razvoj tehnologija usmjerenih na dobivanje proizvoda s novim, ekološki prihvatljivim metodama.
• Korištenje sekundarnih resursa jedna je od mjera za smanjenje otpada, broja i volumena odlagališta.
• Obnova šuma, borbe protiv požara u njima, povećanje u području kao metoda za smanjenje koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi.

Bora protiv stakleničkih plinova danas se provodi na međunarodnoj razini. Svjetski samitori provode se na ovom pitanju, dokumenti se stvaraju za organiziranje globalnog rješenja za to pitanje. Mnogi znanstvenici traže načine kako smanjiti učinak staklenika, sačuvati ravnotežu i život na Zemlji.

Glavni doprinos "stakleničkim" učinak Zemljine atmosfere uvodi vodenu paru ili vlažnost zraka troposfere (tablica 3).

U isto vrijeme, koncentracija vodene pare u troposferi značajno ovisi o temperaturi površine: povećanje ukupne koncentracije "stakleničkih plinova" u atmosferi treba dovesti do povećane vlažnosti i učinka staklenika, što zauzvrat dovodi do povećanja na temperaturi na kraju površine.

Kada se temperatura blizu površine smanjuje, koncentracija vodene pare pada, što dovodi do smanjenja učinka "staklenika", i, u isto vrijeme, s smanjenjem temperature u zatvorenim prostorima, formira se snijeg ledeni poklopac , što dovodi do povećanja Albedo i, zajedno, s smanjenjem učinka "staklenika", uzrokuje smanjenje prosječne temperature u blizini površine.

Dakle, klima na Zemlji može se kretati u fazi zagrijavanja i hlađenja, ovisno o promjeni u Albedo Zemlje, atmosferi i učinak "staklenika".

Antropogeno zagađenje Zemljine atmosfere jedan je od razloga učinka "staklenika", pod kojim mogućim povećanjem globalne temperature svijeta kao rezultat promjene toplinske ravnoteže zbog takozvanih "stakleničkih plinova".

Na Zemljinoj površini dolazi uglavnom do protoka vidljivih zraka, koji prolaze kroz "stakleničke plinove" bez mijenjanja. U skoro zemljišnom prostoru, na sastanku s različitim tijelima, značajan dio ovih zraka se transformira u dugo valne (infracrvene) termalne zrake. "Staklenički plinovi" sprječavaju skrb o toplinskim zrakama u vanjski prostor i time uzrokuju povećanje temperature zraka ("staklenički" učinak).

Glavni "staklenički plin" je ugljični dioksid (CO 2). Njegov doprinos učinak "staklenika", prema različitim izvorima, kreće se od 50 do 65%. Ostali "staklenički plinovi" uključuju metan (oko 20%), dušikovog oksida (približno 5%), ozona, freons (klorofluorokarbone) i drugih plinova (oko 10-25% "stakleničkih" učinak). Poznato je oko 30 "stakleničkih plinova". Njihov izolacijski učinak ne ovisi samo o iznosu u atmosferi, već i na relativnoj aktivnosti djelovanja po molekuli. Ako, prema ovom pokazatelju CO 2, uzmite po jedinici, zatim za metan će biti 25, za dušične okside - 165, i za freon - 11000.

Glavni antropogeni izvor CO 2 ulazak u atmosferu je spaljivanje goriva koji sadrži ugljik (ugljen, ulje, loživo ulje, metan, itd.). Sada samo oko 1 tona ugljika po osobi godišnje dolazi od topline i energetike u atmosferu godišnje; Prema prognozama u prvoj polovici XXI stoljeća, oslobađanje će doseći više od 10 milijardi tona.

Tijekom proteklih 200 godina koncentracija CO2 u zraku povećala se sa 275 na 350 čestica na 1 milijun čestica zraka, odnosno za 25%, a od 1958. godine. U 2001. godini koncentracija CO 2 povećala se s 350 na 368 čestica (tablica 4). Ako čovječanstvo ne poduzme mjere za smanjenje emisija plina, do sredine stoljeća, prosječna globalna površinska atmosfera povećava se za 1,5-4,5 0 S. dionice nekih država u emisiji ugljičnog dioksida: SAD - 22%, Rusija i Kina - 11%, Njemačka i Japan - 5%.

Trenutno je opasnost da je koncentracija "stakleničkih plinova" u atmosferi, naime, ugljični dioksid, dušik, vodena pare i mnoge druge, značajno se povećala i povezana je s industrijskim razvojem čovječanstva. Tijekom proteklih 150 godina sadržaj dušika povećao se za 18%, metana za gotovo 150% i ugljični dioksid za više od 30%. Kao rezultat toga, došlo je do određene stimulacije učinka "staklenika" s odgovarajućim posljedicama.

Prema izračunima znanstvenika u ciklusu ugljika na planeti, sudjeluju 330 milijardi tona ove tvari. Udio osobe u ovom svesku je vrlo mala - 7,5 milijardi tona, ali to je dovoljno da ometaju ravnotežni sustav.

Prepoznajući problem globalnog zatopljenja klime, Svjetske meteorološke organizacije (WMO) i Program Ujedinjenih naroda za okoliš (UNEP) osnovan je 1988. godine od strane međuvladine skupine stručnjaka za klimatske promjene (IPCC). To je zapravo stalni forum od nekoliko tisuća znanstvenika različitih zemalja, uključujući desetke ruskog, gotovo svi koji su angažirani u ovom problemu iz različitih stranaka: klimatologa, ekolomista, ekonomista i energije. Oko 4-5 godina znanstvenici objavljuju izvješća o više stranica o stanju kopnene klime. "Prvo izvješće" stručnjaka u 1990. godini sadržavao je prilično skromnu izjavu o pogrešnim klimatskim fluktuacijama, u jednom znanstvenicima bili sigurni - postoji povećanje koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi. Prosječna brzina ugljičnog dioksida u atmosferi prema podacima WMO-a u posljednjih 30 godina povećala se s 340 na 390 čestica na milijun. Povjerenje istraživača povećalo se svake godine. U 2006. godini 70% stručnjaka bilo je uvjereno da je osoba kriv za svjetske klimatske promjene, ali već iz četvrtog izvješća IPCC-a u 2007. godini postalo je jasno da je broj stručnjaka uvjeren u to povećan na 90-95%.

Problem smanjenja emisija stakleničkih plinova se bavi gotovo cijelom svjetskom zajednicom, na političke i industrijske i ekološke razine. Primjer nadležne politike za smanjenje emisija stakleničkih plinova je protokol iz 1997. godine. U prosincu 1997. godine u Kyotu je održana međunarodna konferencija o globalnoj klimatskoj promjeni na planeti, na kojoj su sudjelovali predstavnici iz 159 zemalja. Usvojen je konačni protokol koji je predvidio ukupno smanjenje od 5,2% emisija u atmosferu "stakleničkih plinova". Do 2008-2012. Zemlje Europske unije trebaju smanjiti emisije stakleničkih plinova (s razine iz 1990.) za 8%, Sjedinjene Države - za 7%, Japan, Kanada za 6%. Rusija i Ukrajina do 2012. mogu očuvati emisije na razini 1990. zbog smanjenja industrijske proizvodnje u posljednjih nekoliko godina. Primjer industrijskog smanjenja emisija CO 2 može poslužiti kao provedeno u Japanu u 2007.-2008. Smanjenjem emisija ugljičnog dioksida kao posljedica otapanja dimnih plinova nakon postrojenja na široki plin u morskoj vodi. Međutim, ovo tehničko rješenje nije dalo očekivane rezultate, a rad u tom smjeru je prekinut.

U nedavnom desetljeću, izraz "efekt staklenika" praktički ne dolazi iz zaslona televizije, niti s stranicama novina. Programi osposobljavanja odmah u nekoliko disciplina osiguravaju pažljivo istraživanje, a gotovo uvijek ukazuje na njezinu negativnu važnost za klimu našeg planeta. Međutim, ovaj fenomen je zapravo mnogo više višestruki nego što je to predstavio prosječni čovjek.

Bez učinka staklenika, život na našoj planeti bio bi u pitanju

Može se započeti s činjenicom da je učinak staklenika na naš planet postojao tijekom svoje povijesti. Takav fenomen je jednostavno neizbježan za one nebeske tijela koja, poput zemlje, postoji stalna atmosfera. Bez nje, na primjer, Svjetski ocean bi bio zamrznut, a viši oblici života uopće ne bi se pojavili. Znanstvenici su dugo znanstveno dokazali da ako je u našoj atmosferi bio ugljični dioksid, prisutnost je potrebno ostavljanje procesa nastanka učinka staklenika, zatim se temperatura na planetu fluktuira u rasponu od -20 0 s , tako da ne bi bilo o pojavi života.

Uzroci i suština učinka staklenika

Odgovarajući na pitanje: "Što je učinak staklenika?", Prije svega, treba napomenuti da je ovaj fizički fenomen dobiven analogijom s tim procesima koji se pojavljuju u stakleniku na vrtlarima. Unutar njega, bez obzira na doba godine, uvijek za nekoliko stupnjeva toplijih nego u okolnom prostoru. Činjenica je da biljke apsorbiraju vidljive solarne zrake, koje su apsolutno slobodne i kroz staklo, i kroz polietilen, i općenito gotovo kroz bilo koju prepreku. Nakon toga, same biljke također počinju zračiti energiju, ali već u infracrvenom rasponu, čije se zrake više ne mogu slobodno prevladati istom staklo, tako da se učinak staklenika događa. Razlozi za ovaj fenomen stoga leže u neravnoteži između spektra vidljivog sunčevog svjetla i zračenja koje se daju vanjskim postrojenjima i drugim predmetima.

Fizičko osnova učinka staklenika

Što se tiče našeg planeta u cjelini, efekt staklenika ovdje nastaje zbog prisutnosti stabilne atmosfere. Da biste održali ravnotežu temperature, Zemlja mora dati što više energije kao što prima od sunca. Međutim, prisutnost u atmosferi ugljičnog dioksida i vode, koja apsorbira infracrvene zrake, izvođenje, tako, uloga stakla u stakleniku uzrokuje stvaranje takozvanih stakleničkih plinova, dio kojih se vraća natrag na tlo. Ovi plinovi stvaraju "učinak pokrivača", povećavajući temperaturu na površini planeta.

Efekt staklenika na Veneru

Od gore navedenog, može se zaključiti da je učinak staklenika karakterističan ne samo za Zemlju, već i za sve planete i druge nebeske tijela s održivom atmosferom. I doista, studije koje su proveli znanstvenici pokazali su da, na primjer, na površini Venere, ovaj fenomen ima mnogo izraženiji karakter, koji je dospio, prije svega, s činjenicom da se njezin zrak omotač ima gotovo sto posto ugljični dioksid.

Zemlja kao posljedica utjecaja čovjekove gospodarske aktivnosti. Posebna briga je povećanje koncentracije stakleničkih plinova u, što dovodi do zagrijavanja površine zemlje i donje atmosfere i, možda je jedan od glavnih razloga za zagrijavanje klime tijekom proteklih desetljeća.

Najznačajniji prirodni staklenički plin je vodena pare H20. Ona apsorbira i emitira dugotrajno infracrveno zračenje u rasponu valnih duljina od 4,5 do 80 mikrona. Učinak vodene pare na efekt staklenika je određivanje i stvara se pretežno apsorpcijska traka 5 - 7,5 uM. Međutim, dio zračenja Zemljine površine u područjima spektra 3 - 5 uM i 8 - 12 uM, nazvana prozori prozora, ostavljajući atmosferu u svjetski prostor. Učinak staklenika vodene pare se pojačava apsorpcijskim trakama ugljičnog dioksida, koji spada u atmosferu kao rezultat vulkanske aktivnosti, prirodnog ciklusa ugljika u prirodi, truli organske tvari u tlu kada se zagrijavaju, kao i ljudska aktivnost, Uglavnom zbog spaljivanja fosilnih goriva (ugljen, nafta, plin) i uništenja šuma.

Osim ugljičnog dioksida u atmosferi, sadržaj stakleničkih plinova kao što je metana, dušici i troposferski ozon se povećava. Metan ulazi u atmosferu močvara i duboke pukotine u Zemljinoj kori. Povećanje koncentracije promovira razvoj poljoprivredne proizvodnje (posebno širenje obilnih navodnjavanih polja riže), povećanje stoke stoke, spaljivanje biomase i proizvodnje prirodnog plina. Koncentracija nitrice Zaki povećava uporabu dušikovih gnojiva, emisija zrakoplova, kao i oksidacijske procese. Ozon u troposferi se povećava kao rezultat kemijskih reakcija pod djelovanjem sunčeve svjetlosti između ugljikovodika i dušikovih oksida, formiranih zbog spaljivanja fosilnih goriva, koncentracija ovih plinova povećava se brže od koncentracije ugljičnog dioksida, au budućnosti njihov relativni doprinos U efekt staklenika u atmosferi može se povećati. Rast atmosfere također doprinosi povećanju koncentracije jako apsorbirajućeg aerosola industrijskog podrijetla (čađe) s radijusom čestica 0,001 - 0,05 uM. Povećanje stakleničkih plinova i aerosola može značajno povećati globalnu temperaturu i uzrokovati druge klimatske promjene, čiji su ekološke i društvene posljedice još uvijek teško predvidjeti.