Парниковый эффект – виды, причины, суть, последствия, схема

Парниковый эффект — определение, виды, причины и последствия яления

В негативном ключе уместно говорить лишь о процессе изменения (усиления) парникового эффекта, который за последние столетия превратился в серьёзную экологическую проблему. Вот, как устроен механизм образования парникового эффекта, вкратце: с момента первой промышленной революции, под воздействием человека начал стремительно меняться состав нижних слоёв атмосферы. Человек привнёс новые газы или повысил концентрацию уже содержащихся, — углекислого газа, водяного пара, озона и метана. Из-за этого изменился сам механизм парникового эффекта: атмосфера по-прежнему пропускает солнечную энергию, Земля по-прежнему нагревается, но образующееся тепло (из-за нового состава атмосферы) задерживается, не возвращаясь в космос. Как результат — средняя температура планеты начинает расти.

Наглядная демонстрация механизма работы парникового эффекта — «парники» или «теплицы», которые стоят у многих из нас на даче. Солнечные лучи проникают сквозь прозрачную крышу и стены, нагревают почву внутри, но тепло обратно не возвращается — физические барьеры парника его задерживают. Как результат — в теплицах температура всегда выше, чем снаружи. И никакого искусственного обогрева.

Такие газы, которые отражают или поглощают идущее от Земли излучение, называют «парниковыми». От их концентрации напрямую зависит оставшееся количество тепла в нижних слоях атмосферы. Первые серьёзные разговоры об опасности этого явления начались в 80-90-е годы прошлого столетия, примерно тогда, когда началась всемирная кампания по противостоянию глобальному потеплению, ведь усиление парникового эффекта — один из важнейших его причин.

Описание процесса

Механизм возникновения явления несложен. Но для его понимания важно знать, что в атмосфере содержатся газы двух типов:

  • двухатомные (азот, кислород, водород и прочие);
  • многоатомные.

Последние и называются парниковыми.

К ним относятся водяные пары, углекислый газ, метан, озон и некоторые другие.

Теперь кратко описать суть парникового эффекта можно следующей схемой:

  1. Земля, нагретая солнечная лучами, испускает в атмосферу тепловое излучение, которое частично поглощается присутствующими там молекулами газов. В итоге атмосфера, насыщенная парниковыми газами, играет роль теплоизолятора.
  2. Но поскольку помимо парниковых, в оболочке планеты присутствуют и двухатомные газы, прозрачные для инфракрасного излучения, частично оно проникает в космос.

Из-за неоднозначности процесса возникает необходимость в количественном определении парникового эффекта.

Учёные проводят такие расчёты путём вычисления разницы между средней приповерхностной температурой атмосферы и светимостью планеты — параметром, также называемым эффективной температурой и характеризующим мощность излучения.

Полученные данные складываются в статистику, благодаря чему можно отследить усиление эффекта или, наоборот, его ослабевание. Причём поскольку температуры атмосферы и светимости можно вычислить для различных небесных тел, аналогичные данные можно получить и для других планет. Так, если величина эффекта Земли составляет 39, то для Марса это значение равняется всего 8, зато для Венеры — целых 504 единицы. Такие существенные различия объясняются разницей в плотности и составе газовых оболочек этих планет.

Для некоторых других планет и спутников характерен антипарниковый эффект — явление, при котором атмосфера хорошо пропускает и ультрафиолет, и инфракрасное излучение. Такой процесс происходит на поверхности спутника Титан и карликовой планеты Плутон. Локально он может происходить и на Земле. Виной тому — извержения вулканов, сопровождающиеся выбросами в атмосферу пепла и сернистых газов — веществ, экранирующих солнечное излучение.

Одним из ярких примеров такой вулканической зимы стал 1816 год, когда извержение Тамбора годом ранее лишило Европу лета, весь сезон сопровождался морозами и выпадением снега.

Простой пример

Свойства атмосферы, приводящие к возникновению эффекта, легко проиллюстрировать на примере обычного стекла. Как известно, оно хорошо поглощает ультрафиолет и плохо пропускает инфракрасное излучение. И если накрыть стеклом какой-либо затемнённый сосуд и поставить его под солнечные лучи, температура внутри будет выше по сравнению с температурой снаружи.

Это объясняется тем, что поверхность стекла нагревается и сообщает тепло внутрь и в то же время препятствует оттоку горячего воздуха из сосуда и притоку холодного из окружающей среды.

Этот опыт, который легко может быть воспроизведён любым человеком, внёс свой вклад в исследование оптических свойств атмосферы. А сейчас по такому принципу сооружают теплицы для выращивания сельскохозяйственных структур.

Парниковые газы

Парниковый эффект обусловлен наличием в атмосфере не пропускающих инфракрасное излучение газов, но их свойства отличаются друг от друга, а, следовательно, они оказывают разное воздействие на тепловой баланс.

Самый большой вклад (от 36 до 72%) вносит водяной пар. Именно его присутствие в атмосфере обеспечивает потепление от изменений углекислого газа, занимающего второе место (вклад составляет от 9 до 26%). Этот компонент является весьма коварным, поскольку углерод трудно удаляется из атмосферы, а, значит, долго сохраняется в ней. На настоящий момент существуют лишь гипотетические пути извлечения углекислого газа из оболочки Земли, а перспективы их практической реализации спорны.

Что касается метана, то его вклад оценивается всего лишь в 4−9%. Такой сравнительно небольшой показатель обусловлен тем, что в среднем этот газ находится в атмосфере не более 10 лет, к тому же существуют эффективные механизмы его удаления оттуда (в основном окисление в тропосфере, незначительное окисление в стратосфере, а также поглощение метана почвой и его вступление в реакции с солёной водой морей). Однако повышенные выбросы этого газа очень опасны, поскольку его парниковый потенциал в десятки раз сильнее, чем аналогичный показатель для углекислоты.

Ещё большую активность имеют закись азота и фреоны (больше чем у углекислого газа в 298 и 8 тыс. раз соответственно). Однако их вклад составляет не более десятых процента. Зато 3−7% эффекта даёт озон. Не тот слой газа, который в стратосфере защищает планету от жёсткого солнечного излучения, а токсичный тропосферный озон от промышленных выбросов, вредящий живым организмам и растительности.

На климат он в основном воздействует косвенно: его присутствие подавляет способность поверхности суши поглощать избытки углекислого газа.

Что поможет спасти планету?

Ученые уверенны, что борьба с усилением парникового эффекта должна предполагать такие мероприятия:

  • уменьшение использования ископаемых источников энергии, таких как уголь, нефть и газ
  • более эффективное использование энергетических ресурсов
  • распространение энергосберегающих технологий
  • использование альтернативных источников энергетики, а именно возобновляемых
  • использование хладагентов и вспенивателей, которые содержат низкий (нулевой) потенциал глобального потепления
  • лесовосстановительные работы, направленные на природное поглощение углекислого газа из атмосферы
  • отказ от машин с бензиновым или дизельным мотором в пользу электрокаров.
Читайте также:
Гранит камень - описание, свойства, состав, текстура

В тоже время, даже полномасштабное внедрение перечисленных мероприятий вряд ли в полной мере компенсирует вред, который наносится природе вследствие антропогенного действия. По этой причине можно говорить только о минимизации последствий. Первая международная конференция, на которой обсуждалась данная угроза, состоялась в середине 70х годов в Торонто. Тогда, эксперты пришли к выводу, парниковый эффект на Земле находится по значимости на втором месте после ядерной угрозы . Не только настоящий мужчина обязан посадить дерево – это должен сделать каждый человек! Самым главным в решении этой проблемы является не закрывать на нее глаза. Может быть сегодня людям не заметен вред от парникового эффекта, однако наши дети и внуки его точно ощутят на себе. Необходимо уменьшать объемы сжигания угля и нефти, беречь природную растительность планеты. Все этой нужно для того, чтобы планеты Земля существовала и после нас.
Основные газы, обусловливающие парниковый эффект

Газ С(1880) С(1990) C(2030) Р(%) V Основные источники Т
Двуокись углерода 260-290 ppm 353 ppm 440-450 0,5 66 сжигание топлива,сведение лесов 2
Метан 1,2 ppm 1,72 ppm 2,5-2,6 ppm 0,9 15 рисовые поля,животноводство, свалки, производство горючего 7-10
Оксиды азота 290 ppb 310 ppb 340 ppb 0,25 3 азотные удобрения,сведение лесов, сжигание биомассы 140-190
Хлорфтор углерод 0,28 ppb 0,5 ppb 4 4 аэрозоли, холодильники 65-110

Антропогенные и естественные причины

Причиной парникового эффекта в общем виде является выделение в атмосферу газов.

Этому факту могут способствовать следующие виды деятельности человека:

  • сжигание горючих полезных ископаемых;
  • использование автомобилей, выделяющих выхлопные газы;
  • развитие скотоводства;
  • вырубка лесов;
  • производство агрохимии, цемента и другой продукции, сопровождающееся вредными выбросами;
  • образование медленно разлагающегося мусора.

Конечно, это ведёт к накоплению газов в атмосфере и разрушению озонового слоя, а значит, является проблемой, требующей решения, поскольку, безусловно, вредит окружающей среде.

Тем не менее влияние такой деятельности на парниковый эффект не единственное.

Есть и другие источники поглощающих инфракрасное излучение газов, и они следующие:

  • испарения воды с поверхности водоёмов;
  • вулканы, выбросы которых содержат углекислый газ, а также дыхание анаэробных организмов и перегнивание органических остатков;
  • жизнедеятельность водяных насекомых и животных и химическая трансформация осадочных пород под воздействием высоких температур и давления, в результате которых в атмосферу выделяется метан.

Таким образом, эффект происходит не только по антропогенным, но и по естественным причинам. Сложно сказать, какие из них являются главными. Газовые компоненты атмосферы складывались в течение всего существования планеты, а это период, составляющий более 4,5 миллиарда лет. Возраст человечества на этом фоне, по разным данным варьирующийся от 2,4 до 2,8 миллиона лет, выглядит совсем небольшим.

В связи с этим многие учёные сомневаются в том, чтобы деятельность человека могла внести такой большой вклад в процессы, происходящие в атмосфере, не отрицая при этом, что развитие промышленности повлекло за собой определённые экологические проблемы.

Так, период с 1940 по 1975 год характеризовался повышенными выбросами парниковых газов, вызванными деятельностью человека, однако, по данным климатологов, на это время приходилось похолодание.

Влияние человеческой деятельности на ПЭ

Ослабевание и усиление парникового явления наблюдалось на протяжении всего периода существования планеты. Возникновению данного феномена способствуют некоторые природные явления. Однако проблемы ПЭ сейчас напрямую связаны с процессом индустриализации некоторых стран.

Деятельность человека привела к выбросу большого количества углекислого газа и водяного пара.

Человек желает жить в комфорте и перемещаться на личном транспорте. Это привело к тому, что глобальное потепление усиливается с каждым годом.

Плюсы и минусы

Основным последствием парникового эффекта является изменение климата, выражающееся в увеличении влажности в атмосфере и возрастании её приповерхностной температуры.

Если потепление климата при этом будет глобальным, вполне вероятны такие неприятные последствия:

  • таяние ледников и, как следствие, повышение уровня моря;
  • увеличение частоты возникновения экстремальных погодных явлений;
  • уменьшение разницы в температурах экватора и полюсов;
  • уменьшение количества дней в году, характеризующихся благоприятной погодой;
  • закисление океана растворённым углекислым газом;
  • внезапное высвобождение метана из отложений под морским дном и многолетней мерзлоты.

Такие климатические изменения неизбежно приведут к смещению ареалов обитания биологических видов и даже вымиранию самых малочисленных из них.

Не обойдётся при этом и без социальных последствий: повышение уровня моря грозит затоплением, упадками урожайности и вспышками голода в различных регионах. Также сильное повышение температуры окружающей среды вызывает развитие опасных заболеваний.

Но и снижение концентрации парниковых газов, и в частности углекислого газа, также приводит к изменению климата. По одной из гипотез именно это явилось причиной возникновения ледниковых периодов. Поэтому наличие в атмосфере парниковых газов имеет и положительную сторону.

Таким образом, сам по себе естественный парниковый эффект не несёт в себе ничего отрицательного для человечества. Если бы атмосфера не задерживала тепловое излучение, поверхность Земли имела бы температуру на уровне -18 градусов Цельсия. Благодаря эффекту эта температура составляет 15 градусов.

Читайте также:
Круговорот азота в природе описание, схема, этапы, влияние человека

Однако дальнейшее и неконтролируемое потепление (искусственный эффект) может иметь самые неприятные и даже катастрофические последствия, а значит, человек должен принимать все меры к тому, чтобы во время своей деятельности не допускать превышения разумного содержания газовых выбросов в атмосфере. Решением может быть переход на использование природного газа и альтернативных источников энергии солнца и ветра, а также восстановление лесов. Эти мероприятия провести непросто, но необходимо. Ведь бережное отношение человека к окружающей среде — основа нормальной жизни на планете.

Как минимизировать ПЭ?

Такие глобальные проблемы человечества, как эффект парника и повышение температуры атмосферы, невозможно решить силами одной страны. Только принятие всеми государствами мер, направленных на снижение выбросов предприятиями газов, позволяет предотвратить усиление данного неблагоприятного эффекта.

Меры должны быть направлены и на снижение уже имеющегося загрязнения. Наличие на территории всех стран больших лесных массивов может снизить риск возникновения катаклизмов. Действия всех стран должны быть направлены на внедрение и активное использование возобновляемых источников энергии.

Парниковый эффект: причины, последствия, влияние на климат и пути решения проблемы

Парниковый эффект. Рис.: militaryarms.ru

Одной из самых актуальных и обсуждаемых экологических проблем является парниковый эффект. Этому явлению посвящены сотни статей и научных трудов. По мнению ученых, он оказывает сильное влияние на климатическое равновесие планеты.

  • Что такое парниковый эффект в атмосфере Земли
  • Что такое парниковые газы?
    • Список парниковых газов
    • Источники образования парниковых газов
  • Причины парникового эффекта
  • Что способствует усилению парникового эффекта
  • Последствия парникового эффекта
  • Карта выбросов парниковых газов
  • Меры по предотвращению и сокращению парникового эффекта
  • Интересные факты о парниковом эффекте
  • Видео про парниковый эффект

Что такое парниковый эффект в атмосфере Земли

Земная атмосфера имеет свойство пропускать солнечные лучи, задерживая при этом тепловое излучение с поверхности. В результате происходит аккумуляция тепла. Накопление в атмосфере газов и других выбросов этот процесс усугубляет, запуская механизм парникового эффекта.

Эта глобальная проблема существует достаточно давно. Но с развитием технологий, увеличивающих выбросы в атмосферу, с ростом количества машин и общим ухудшением экологии она становится все более актуальной. Согласно статистике средняя температура планеты только за прошедшее столетие выросла на 0.74°. На первый взгляд это, кажется совсем немного. Но даже такое повышение уже привело к необратимым климатическим изменениям.

Кто открыл механизм формирования парникового эффекта? Впервые это определение было использовано в 1827 году Ж. Фурье . На эту тему им даже была написана объемная статья, в которой он рассматривал различные схемы формирования земного климата. Именно Фурье впервые выдвинул и подтвердил идею о том, что оптические свойства земной атмосферы аналогичны свойствам стекла.

Позднее шведский физик Аррениус при исследовании инфракрасных свойств водяного пара и углекислого газа выдвинул теорию, что их накопление в атмосфере может вызывать повышение температуры всей планеты. Впоследствии на основании этих исследований и возникло понятие парникового эффекта.

Что такое парниковые газы?

Парниковые газы – это собирательное название целого ряда газов, способных задерживать тепловое излучение планеты. В видимом диапазоне они остаются прозрачными, поглощая при этом инфракрасный спектр. У парниковых газов нет какой-то определенной формулы. Их процентное соотношение может постоянно изменяться. Итак, какие газы относят к парниковым?

Список парниковых газов

К основным парниковым газам относятся:

  1. Углекислый газ. Самый долго живущий в атмосфере, вследствие этого происходит его постоянное накопление.
  2. Метан. Благодаря ряду свойств обладает более сильной активностью. Согласно данным Википедии его уровень с 1750 года в атмосфере возрос более чем в 150 раз.
  3. Закись озота.
  4. Перфторуглероды – ПФУ (Perfluorocarbons – PFCs).
  5. Гидрофторуглероды (ГФУ).
  6. Гексафторид серы (SF6).

Озон защищает планету от солнечного ультрафиолета. Его недостаток способствует образованию озоновых дыр.

Список парниковых газов и их химические формулы. Рис. 1: climaterussia.ru

Кроме основных парниковых газов к усилению парникового эффекта в атмосфере приводит водяной пар. По сути, он и является основной причиной роста температуры и влажности.

Помимо вышеперечисленных, к парниковым газам относятся оксиды азота и фреоны. Вследствие активной деятельности человека их концентрация ежегодно возрастает, что значительно усугубляет негативное влияние на окружающую среду.

Источники образования парниковых газов

Источники образования парниковых газов. Рис.2: climaterussia.ru

Парниковые газы приводят к значительным климатическим изменениям, по своей природе источники их образования можно разделить на 2 большие группы:

  1. Техногенные. Являются самой главной причиной возникновения парникового эффекта. К ним относятся различные виды промышленности, использующие сжигание углеводородного топлива, разработка нефтяных месторождений, выбросы автомобильных моторов.
  2. Природные. Играют второстепенную роль. Большая часть природных парниковых газов попадает в атмосферу при извержении вулканов. Также в эту группу можно отнести испарения Мирового океана и крупные лесные пожары.

Причины парникового эффекта

Главной причиной развития парникового эффекта на Земле являются накапливающие в атмосфере газы. Превышение их концентрации приводит к изменению теплового баланса. Дополнительно в этот процесс может вовлекаться и озоновый слой. Под воздействием фреона и оксидов азота, которые также входят в список парниковых газов, он начинает стремительно разрушаться и истончаться. В результате резко возрастает уровень жесткого ультрафиолетового излучения. Таким образом парниковый эффект и разрушение озонового слоя являются цепочкой взаимосвязанных событий, оказывающих значительное влияние на биогеоценоз всей планеты.

Причины парникового эффекта на Земле. Фото: discours.energy

Читайте также:
Эры земли в хронологическом порядке - самая длинная геологическая эра

К основным причинам возникновения парникового эффекта можно отнести:

  1. Стремительный рост промышленности, использующей в качестве источников энергии нефть, газ и другие ископаемые углеводороды. На их долю приходится около половины всех газовых выбросов.
  2. Массовое уничтожение лесов. В процессе фотосинтеза деревья усваивают углекислый газ и вырабатывают кислород, леса — это «легкие планеты», их уничтожение чревато резким ростом количества углекислого газа в атмосфере.
  3. Развитие сельского хозяйства. В результате распада продуктов жизнедеятельности животных образуется большое количество метана, являющего одним из самых агрессивных парниковых газов.

Что способствует усилению парникового эффекта

Кроме деятельности человека усилению парникового эффекта могут способствовать и естественные причины. Например, крупные извержения вулканов или массовое горение лесов. Повышение температуры на поверхности Земли в результате истончения озонового слоя приводит к усиленному испарению влаги, что также усугубляет положение. Взаимосвязь парникового эффекта и озонового слоя доказана уже давно. Увеличение концентрации водяных паров в атмосфере является основополагающим фактором развития проблемы.

Последствия парникового эффекта

Последствия, как и причины возникновения парникового эффекта весьма разнообразны. Особенно сильно его влияние на климат. Если объяснять это простыми словами, выбросы парниковых газов способны привести к целому ряду значимых изменений:

  1. Снижение или увеличение количества осадков. В ряде климатических зон дожди станут большей редкостью, другие же наоборот будут страдать от постоянных штормов и затоплений.
  2. Повышение уровня мирового океана. Это будет одним из самых значимых последствий парникового эффекта. В результате таяния льдов Антарктиды и Гренландии затопленными окажутся значительные территории, что уничтожит все прибрежные населенные пункты. При этом стоит отметить, что в них проживает значительная часть населения, которая окажется без жилья и средств к существованию.
  3. Гибель целых экосистем. Если кратко, парниковый эффект вызовет значительные изменения климата. В результате многие биологические виды не смогут адаптироваться к быстро изменившимся условиям и просто погибнут. Их исчезновение из цепи питания приведет к возникновению «эффекта домино».

Также изменения климата повлияют и на здоровье людей. Из-за аномально высоких температур значительно возрастет количество сердечных, легочных и респираторных заболеваний. Поэтому пользы от парникового эффекта никакой, а вот вред очень значителен.

Карта выбросов парниковых газов

Для более полного представления масштабов и сущности парникового эффекта компанией Google в 2012 году была разработана карта выбросов парниковых газов, где показано в каких местах на Земле их больше всего. На ней при помощи цветового кодирования отображается уровень выбросов во всех индустриально развитых странах. Создание карты было приурочено к моменту окончания Киотского протокола .

Источник и разработчик сервиса: Google .com. Условия использования.

Справка: Что такое Киотский протокол и в чем его суть? Кратко — это международное соглашение, которое было заключено для снижения выбросов парниковых газов в атмосферу планеты, чтобы предотвратить или сократить эффект глобального потепления. Киотский протокол является дополнительным документом к Рамочной конвенции ООН об изменении климата 1992 года (РКИК ООН ). Почему «Киотский»? Данный протокол был принят в японском городе Киото 11 декабря 1997 года и вступил в силу 16 февраля 2005 года. Главная цель полученного между странами соглашения: стабилизировать уровень концентрации парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который не допускал бы опасного антропогенного воздействия на климатическую систему Земли. Сейчас насчитывается 192 участника Киотского протокола (191 государство и Европейский союз ). При этом США подписали, но не ратифицировали Протокол, Канада официально вышла из Киотского протокола 16 декабря 2012 года.

Меры по предотвращению и сокращению парникового эффекта

Изменения климата на Земле происходили уже неоднократно. Если кратко последствия их были катастрофическими. Примером может служить хорошо известный ледниковый период. Его влияние на живые организмы было очень значительным. Часть видов просто вымерла, так и не приспособившись к резкому похолоданию. Остатки льда с тех времен до сих пор сохранились в Антарктике и Гренландии .

Что нужно сделать чтобы снизить парниковый эффект и не допустить очередных катаклизмов? Как эффективно бороться с глобальной проблемой? На данных момент выявлены уже все факторы, способствующие накоплению газов в атмосфере. По мнению специалистов, исследующих физические основы возникновения парникового эффекта, есть несколько путей решения данной проблемы:

  1. Снизить эмиссию вредных веществ, образующихся в результате промышленной деятельности.
  2. Активно внедрять экологичные технологии, использующие альтернативные источники энергии. Это позволит отказаться или хотя бы свести к минимуму потребление топливных углеводородов.
  3. Прекратить активные вырубки лесов.
  4. Уменьшению выбросов в атмосферу парниковых газов также способствует ликвидация стихийных свалок, ведь именно они являются источником метана, фреона и оксидов азота.

Существуют различные пути решения проблемы парникового эффекта. Главное, чтобы борьба велась на международном уровне. Для исправления сложившейся ситуации необходимы усилия всего человечества. Выбросы газов – проблема глобальная, она касается всей планеты в целом, а не отдельных стран.

Интересные факты о парниковом эффекте

  • Российские синоптики подсчитали, что если газовые выбросы останутся на прежнем уровне, то к 2080 году климат Сибири значительно потеплеет. Зимние температуры в среднем вырастут на 9°, а летние на 5.7°. При этом повысится и уровень осадков, в среднем на 140 мм в год, а площадь вечной мерзлоты сократится на четверть.
  • В 2020 году томские ученые возобновят исследования арктического климата. Их внимание привлекла повышенная концентрация метана. Он и другие газы выделяются при таянии вечной мерзлоты. Для исследований будет привлечен специальный научный самолет. С его помощью ученые смогут сделать полноценный анализ воздушной среды.
  • Крупнейшая алмазодобывающая компания «Алроса» отчиталась о снижении интенсивности газовых выбросов за период с 2016 по 2018 год на 52%. Как известно, горнодобывающая промышленность занимает лидирующие позиции по количеству выбросов в атмосферу. Для поддержания положительной динамики весь транспорт компании переводится на более экологичные газовые двигатели.
Читайте также:
Вселенная: как зародилась, строение, из чего состоит, методы изучения

Видео про парниковый эффект

Редакция 29 ноября 2019 Уважаемые читатели! Делитесь своим мнением о проблеме парникового эффекта в комментариях.

Парниковый эффект: суть явления, причины и последствия

Парниковый эффект: Unsplash

Что мы знаем о парниковом эффекте? Что это негативное явление, влекущее глобальное потепление и природные катаклизмы. Однако парниковый эффект существовал на Земле тысячи лет, а последствия возникли только сейчас. Почему? Поищем ответы, как возникает парниковый эффект и причем здесь глобальное потепление.

Что такое парниковый эффект и как он возникает

Что такое парниковый эффект? Это радиационные излучения атмосферы, которые нагревают поверхность Земли. Чтобы было понятнее, профессор Сергей Семенов предлагает взглянуть на парниковый эффект с точки зрения эффективной температуры Земли.

Что это значит? Без атмосферы температура Земли была бы –24 °С. При таких условиях жизнь на планете была бы невероятно скудна, а человек и вовсе не смог бы здесь выжить. Сейчас средняя годовая температура на планете составляет +15 °C. Разница в 39 °С — это и есть парниковый эффект. Такое повышение температуры поверхности Земли происходит по причине нагрева нижних слоев атмосферы скоплением парниковых газов.

То есть парниковый эффект нельзя назвать негативным явлением, поскольку он обеспечивает пригодные для жизни человека условия, но его стремительное усиление — повод для беспокойств. Чтобы понять почему, рассмотрим механизмы этого процесса.

Как возникает парниковый эффект? Поэтапно это выглядит так:

  • От Солнца поступает коротковолновое излучение. Его часть, а именно жесткие ультрафиолетовые лучи, задерживается атмосферой, остальное проникает в поверхность Земли.
  • Земля нагревается и излучает радиацию — инфракрасное излучение (длинные волны).
  • В отличие от коротких волн длинноволновая радиация не проходит сквозь атмосферу. Газы в земной атмосфере пропускают лишь незначительную ее часть, все остальное возвращается обратно и нагревает поверхность.

Атмосфера Земли: Unsplash

Где возникает парниковый эффект? Из-за радиации нижние слои атмосферы становятся достаточно плотными и, не пропуская тепловую энергию в космос, нагреваются.

В чем причины парникового эффекта? Лишь некоторые из газов, которые входят в состав атмосферы Земли, задерживают длинноволновое излучение, но их действие настолько интенсивно, что способно создать парниковый эффект. Ученые отмечают особое влияние таких парниковых газов:

  • Водяной пар — самый «продуктивный» из них.
  • Углекислый газ (СО₂) появляется в атмосфере естественным путем, но значительная его часть выделяется промышленными производствами.
  • Метан (CH₄) и закись азота (N₂O) образуются в результате сжигания отходов, добычи нефти и газа, сельского хозяйства.

Кроме промышленного роста, количество парниковых газов в атмосфере растет из-за выхлопов транспорта, вырубки лесов, поглощающих углекислый газ, лесных пожаров.

Парниковый эффект: Unsplash

Последствия парникового эффекта и пути решения

Какие последствия парникового эффекта? Из-за деятельности человека количество парниковых газов в атмосфере существенно возросло за последние десятилетия. Это провоцирует повышение средней температуры на Земле — глобальное потепление.

Согласно данным ООН, с начала индустриализации температура на Земле выросла на 1 °С. Такие климатические изменения могут показаться незначительными, но они провоцируют необратимые процессы на планете:

  • Повышается уровень океанических вод. С одной стороны, из-за потепления они быстрее испаряются, а с другой — тающие ледники постоянно пополняют их объемы. В будущем это может привести к затоплению части суши.
  • Некоторые территории уже сейчас становятся засушливыми и непригодными для жизни, расширяются пустыни. Из-за недостатка воды будут вымирать растения, а с ними и животные из-за нехватки пищи.
  • Глобальное потепление приводит к учащению природных катаклизмов.

В ООН прогнозируют, что к 2030–2050 гг. температура на Земле вырастет на 1,5 °С в сравнении с доиндустриальным периодом, а к 2100 году — на 3–4 °С.

Разрастание пустыни: Unsplash

Как решить проблему парникового эффекта? Самый логичный путь — сократить количество выбросов углекислого газа в атмосферу, однако осуществить это не так просто.

Как отмечает географ Николай Дронин, чтобы выбросы сократились до нужного уровня, человечеству пришлось бы остановить множество производств и в основном в сфере энергетики, а это равносильно убийству экономики. Специалисты ищут обходные пути:

  • откачивать CO₂ из атмосферы и захоронить в отработанных шахтах;
  • высадить плантации быстрорастущих деревьев, которые будут поглощать СО₂, а затем захоронить их;
  • снизить поступление солнечных лучей, распылив в стратосфере мелкие частицы серебра.

Технологически реализация любого способа крайне сложна и трудоемка, а принимать меры нужно уже сейчас. Поэтому правительства государств договорились, что максимально допустимый рост температуры не должен превышать 2 °С, соответственно, и выбросов СО2 должно стать меньше.

Так, в 2005 году вступил в силу Киотский протокол — международное соглашение, по которому страны-участницы могут торговать квотами на загрязнения. Проще говоря, у каждой страны есть лимит на выбросы. Государства с более мощными производствами могут выкупать неиспользованный лимит других стран, чтобы увеличить свой. Идея в том, чтобы контролировать общее количество выбросов в мире.

Как видим, не так страшен парниковый эффект, как влияние человека. Из-за индустриального развития, роста потребления и сокращения лесов человечество оказались на пороге неутешительных перемен, которые уже необратимы. Худшее, к чему может привести этот процесс, — полное исчезновение человеческой расы.

Уникальная подборка новостей от нашего шеф-редактора

Парниковый эффект — определение, виды, причины и последствия яления

Парниковый эффект — явление, связанное со скоплением газов в нижних слоях атмосферы, приводящим к нагреву поверхности земли. У большинства людей эта тема ассоциируется с чем-то негативным, но на самом деле без этого процесса поверхность планеты слишком быстро остывала бы и жизнь на Земле не была бы возможной для человечества.

Читайте также:
Фундаментальные и прикладные науки - определение понятий

Описание процесса

Механизм возникновения явления несложен. Но для его понимания важно знать, что в атмосфере содержатся газы двух типов:

  • двухатомные (азот, кислород, водород и прочие);
  • многоатомные.

Последние и называются парниковыми.

К ним относятся водяные пары, углекислый газ, метан, озон и некоторые другие.

Теперь кратко описать суть парникового эффекта можно следующей схемой:

  • Земля, нагретая солнечная лучами, испускает в атмосферу тепловое излучение, которое частично поглощается присутствующими там молекулами газов. В итоге атмосфера, насыщенная парниковыми газами, играет роль теплоизолятора.
  • Но поскольку помимо парниковых, в оболочке планеты присутствуют и двухатомные газы, прозрачные для инфракрасного излучения, частично оно проникает в космос.

    Из-за неоднозначности процесса возникает необходимость в количественном определении парникового эффекта.

    Учёные проводят такие расчёты путём вычисления разницы между средней приповерхностной температурой атмосферы и светимостью планеты — параметром, также называемым эффективной температурой и характеризующим мощность излучения.

    Полученные данные складываются в статистику, благодаря чему можно отследить усиление эффекта или, наоборот, его ослабевание. Причём поскольку температуры атмосферы и светимости можно вычислить для различных небесных тел, аналогичные данные можно получить и для других планет. Так, если величина эффекта Земли составляет 39, то для Марса это значение равняется всего 8, зато для Венеры — целых 504 единицы. Такие существенные различия объясняются разницей в плотности и составе газовых оболочек этих планет.

    Для некоторых других планет и спутников характерен антипарниковый эффект — явление, при котором атмосфера хорошо пропускает и ультрафиолет, и инфракрасное излучение. Такой процесс происходит на поверхности спутника Титан и карликовой планеты Плутон. Локально он может происходить и на Земле. Виной тому — извержения вулканов, сопровождающиеся выбросами в атмосферу пепла и сернистых газов — веществ, экранирующих солнечное излучение.

    Одним из ярких примеров такой вулканической зимы стал 1816 год, когда извержение Тамбора годом ранее лишило Европу лета, весь сезон сопровождался морозами и выпадением снега.

    Простой пример

    Свойства атмосферы, приводящие к возникновению эффекта, легко проиллюстрировать на примере обычного стекла. Как известно, оно хорошо поглощает ультрафиолет и плохо пропускает инфракрасное излучение. И если накрыть стеклом какой-либо затемнённый сосуд и поставить его под солнечные лучи, температура внутри будет выше по сравнению с температурой снаружи.

    Это объясняется тем, что поверхность стекла нагревается и сообщает тепло внутрь и в то же время препятствует оттоку горячего воздуха из сосуда и притоку холодного из окружающей среды.

    Этот опыт, который легко может быть воспроизведён любым человеком, внёс свой вклад в исследование оптических свойств атмосферы. А сейчас по такому принципу сооружают теплицы для выращивания сельскохозяйственных структур.

    Парниковые газы

    Парниковый эффект обусловлен наличием в атмосфере не пропускающих инфракрасное излучение газов, но их свойства отличаются друг от друга, а, следовательно, они оказывают разное воздействие на тепловой баланс.

    Самый большой вклад (от 36 до 72%) вносит водяной пар. Именно его присутствие в атмосфере обеспечивает потепление от изменений углекислого газа, занимающего второе место (вклад составляет от 9 до 26%). Этот компонент является весьма коварным, поскольку углерод трудно удаляется из атмосферы, а, значит, долго сохраняется в ней. На настоящий момент существуют лишь гипотетические пути извлечения углекислого газа из оболочки Земли, а перспективы их практической реализации спорны.

    Что касается метана, то его вклад оценивается всего лишь в 4−9%. Такой сравнительно небольшой показатель обусловлен тем, что в среднем этот газ находится в атмосфере не более 10 лет, к тому же существуют эффективные механизмы его удаления оттуда (в основном окисление в тропосфере, незначительное окисление в стратосфере, а также поглощение метана почвой и его вступление в реакции с солёной водой морей). Однако повышенные выбросы этого газа очень опасны, поскольку его парниковый потенциал в десятки раз сильнее, чем аналогичный показатель для углекислоты.

    Ещё большую активность имеют закись азота и фреоны (больше чем у углекислого газа в 298 и 8 тыс. раз соответственно). Однако их вклад составляет не более десятых процента. Зато 3−7% эффекта даёт озон. Не тот слой газа, который в стратосфере защищает планету от жёсткого солнечного излучения, а токсичный тропосферный озон от промышленных выбросов, вредящий живым организмам и растительности.

    На климат он в основном воздействует косвенно: его присутствие подавляет способность поверхности суши поглощать избытки углекислого газа.

    Антропогенные и естественные причины

    Причиной парникового эффекта в общем виде является выделение в атмосферу газов.

    Этому факту могут способствовать следующие виды деятельности человека:

    • сжигание горючих полезных ископаемых;
    • использование автомобилей, выделяющих выхлопные газы;
    • развитие скотоводства;
    • вырубка лесов;
    • производство агрохимии, цемента и другой продукции, сопровождающееся вредными выбросами;
    • образование медленно разлагающегося мусора.

    Конечно, это ведёт к накоплению газов в атмосфере и разрушению озонового слоя, а значит, является проблемой, требующей решения, поскольку, безусловно, вредит окружающей среде.

    Тем не менее влияние такой деятельности на парниковый эффект не единственное.

    Есть и другие источники поглощающих инфракрасное излучение газов, и они следующие:

    • испарения воды с поверхности водоёмов;
    • вулканы, выбросы которых содержат углекислый газ, а также дыхание анаэробных организмов и перегнивание органических остатков;
    • жизнедеятельность водяных насекомых и животных и химическая трансформация осадочных пород под воздействием высоких температур и давления, в результате которых в атмосферу выделяется метан.
    Читайте также:
    Естественные науки - список предметов и дисциплин, примеры

    Таким образом, эффект происходит не только по антропогенным, но и по естественным причинам. Сложно сказать, какие из них являются главными. Газовые компоненты атмосферы складывались в течение всего существования планеты, а это период, составляющий более 4,5 миллиарда лет. Возраст человечества на этом фоне, по разным данным варьирующийся от 2,4 до 2,8 миллиона лет, выглядит совсем небольшим.

    В связи с этим многие учёные сомневаются в том, чтобы деятельность человека могла внести такой большой вклад в процессы, происходящие в атмосфере, не отрицая при этом, что развитие промышленности повлекло за собой определённые экологические проблемы.

    Так, период с 1940 по 1975 год характеризовался повышенными выбросами парниковых газов, вызванными деятельностью человека, однако, по данным климатологов, на это время приходилось похолодание.

    Плюсы и минусы

    Основным последствием парникового эффекта является изменение климата, выражающееся в увеличении влажности в атмосфере и возрастании её приповерхностной температуры.

    Если потепление климата при этом будет глобальным, вполне вероятны такие неприятные последствия:

    • таяние ледников и, как следствие, повышение уровня моря;
    • увеличение частоты возникновения экстремальных погодных явлений;
    • уменьшение разницы в температурах экватора и полюсов;
    • уменьшение количества дней в году, характеризующихся благоприятной погодой;
    • закисление океана растворённым углекислым газом;
    • внезапное высвобождение метана из отложений под морским дном и многолетней мерзлоты.

    Такие климатические изменения неизбежно приведут к смещению ареалов обитания биологических видов и даже вымиранию самых малочисленных из них.

    Не обойдётся при этом и без социальных последствий: повышение уровня моря грозит затоплением, упадками урожайности и вспышками голода в различных регионах. Также сильное повышение температуры окружающей среды вызывает развитие опасных заболеваний.

    Но и снижение концентрации парниковых газов, и в частности углекислого газа, также приводит к изменению климата. По одной из гипотез именно это явилось причиной возникновения ледниковых периодов. Поэтому наличие в атмосфере парниковых газов имеет и положительную сторону.

    Таким образом, сам по себе естественный парниковый эффект не несёт в себе ничего отрицательного для человечества. Если бы атмосфера не задерживала тепловое излучение, поверхность Земли имела бы температуру на уровне -18 градусов Цельсия. Благодаря эффекту эта температура составляет 15 градусов.

    Однако дальнейшее и неконтролируемое потепление (искусственный эффект) может иметь самые неприятные и даже катастрофические последствия, а значит, человек должен принимать все меры к тому, чтобы во время своей деятельности не допускать превышения разумного содержания газовых выбросов в атмосфере. Решением может быть переход на использование природного газа и альтернативных источников энергии солнца и ветра, а также восстановление лесов. Эти мероприятия провести непросто, но необходимо. Ведь бережное отношение человека к окружающей среде — основа нормальной жизни на планете.

    Причины усиления парникового эффекта и возможные последствия, основные парниковые газы

    Явление парникового эффекта было открыто Жозефом Фурье еще в конце 19 века. В своих записках о температуре поверхности Земли и других планет, ученый предположил, что термические процессы, происходящие на Земле сходны процессам под стеклом. Нельзя сказать, что ученый был неправ, но у планет нет стеклянных оболочек. Зато есть атмосферы. Парниковые газы в атмосфере создают эффект теплицы или парника, отражая тепло, исходящее от поверхности Земли, обратно на планету. Так прогреваются океаны и почва, а за их счет и воздух.

    Сама планета тоже выделяет энергию за счет процессов, происходящих в ядре, но для Земли этого было бы достаточно для существования температуры в -18 градусов. При таком режиме жизнь на Земле возникнуть бы не смогла. Поэтому нельзя однозначно назвать парниковый эффект отрицательным явлением.

    Впервые парниковые газы образовались в результате непрерывного действия вулканов, выбрасывающих в атмосферу большие массы углекислого газа и водяного пара. Из-за этого температура Земли повысилась настолько, что вода в Мировом океане вскипела. В таких условиях зарождалась жизнь на Земле. Но сегодняшнее повышение допустимых концентраций парниковых газов ведет к неминуемой экологической катастрофе.

    Причины усиления парникового эффекта

    Причиной парникового эффекта является накопление в атмосфере парниковых газов из-за антропогенных факторов. Основными факторами являются:

    1. Вырубка лесов и увеличение севооборота.
    2. Сжигание нефти в виде бензина и керосина.
    3. Использование угля и газа для выплавки стали и производства электроэнергии.

    Практически любая человеческая деятельность сопровождается выбросами в атмосферу. Большая часть из них ведет к усилению парникового эффекта.

    Парниковые газы.

    К парниковым газам относят водяные пары, метан, углекислый газ, озон, оксиды азота и фреоны.

    В экологических моделях основной движущей силой процесса является углекислый газ. Однако в результате последних исследований была выдвинута идея об исследовании комплексного влияния газов. Углекислый газ влияет на парниковый эффект медленно и неотвратимо, но остальные газы способны влиять на атмосферу уже сейчас, к тому же менее изучены. Научное сообщество долгое время не обращало влияния на метан или фреоны, из-за чего не выработаны средства противодействия.

    Водяной пар

    Водяной пар самый большой по содержанию в атмосфере парниковый газ, ученые утверждают, что 72 процента парникового эффекта обеспечивается водяными парами.

    При этом имеется в виду не сам пар, а положительная обратная связь его и углекислого газа. Дело в том, что воздействие углекислого газа удваивается, в результате температура повышается, увеличивается испарение воды. Это приводит к образованию большего количества облаков и как следствие, к задержке проникновения солнечных лучей на планету. При этом, водяные пары имеют и наибольший положительный эффект, играя роль стабилизатора температур.

    В городе Инсалах, который находится в стране Алжир, перепад температур летом составляет 55 градусов. Эффект вызван малым количеством водяных паров над городом.

    Поэтому сам по себе водяной пар не опасен, хотя и превышает парниковый эффект CO2. При измерении радиационных потоков, доля пара составляет 75 Вт/м 2 , тогда как углекислый газ 32 Вт/м 2 . Но пар увеличивает чувствительность атмосферы к углекислому газу, а значит и к антропогенной деятельности.

    Читайте также:
    Наука - понятие и основы, виды и особенности классификации
    Углекислый газ

    Углекислый газ в разных местах атмосферы составляет от 9 до 26 процентов общего количества газов, образующих парниковый эффект. Это наиболее опасный из всех парниковых газов. Сам по себе СО2 не так опасен, но именно он является катализатором, ускоряющим катастрофу.

    В огромных количествах газ попадает в атмосферу исключительно из-за деятельности человека. В обмене углерода газ связывается растениями, которые затем поедаются животными, элемент идет вверх по пищевой цепочке, пока верхнее животное или человек не умирает, попадая в землю вместе с накопленным за всю жизнь количеством углерода. В земле в результате тысячелетних процессов углерод из костей превращается в совершенно новое образование: нефть и керосин.

    В настоящее время все огромные запасы, которые почва собирала в себя в течение миллионов лет, выбрасываются в атмосферу за несколько десятилетий. Это нарушает сложившийся баланс : углерод просто не успевает вернуться в цикл обмена и накапливается в атмосфере.

    Существует ошибочное мнение, что потепление, это естественный процесс, предназначенный для связывания углерода. Вода способна растворять углекислый газ, который потом выпадет в осадок в виде известняков. А количество воды увеличивается с потеплением климата, за счет таяния ледников и ледяных шапок. Но в учет не берется таяние вечной мерзлоты, в которой содержится много органического вещества — старые листья, корни растений, которые росли там 1000 лет назад. При глобальном потеплении вечная мерзлота начинает таять, а ее содержимое гниет, выделяя при этом диоксид углерода.

    Метан

    Метан долгое время был недооценен в вопросе влияния на парниковый эффект. Газ склонен распадаться на элементы в атмосфере за 10 лет, что для атмосферы считается мизерным сроком. Но при этом его влияние на парниковый эффект в 10 раз больше углекислого газа. И при этом до сих пор неясен механизм образования метана в атмосфере.

    Традиционно считается, что метан выделяется в результате процессов ферментации в желудках животных. Но тогда непонятно, почему с 1995 до 2006 года содержание метана в атмосфере держалось на одном уровне, а с 2006 и до сегодняшнего дня планомерно повышается каждый год на одно и то же число долей? Только после исследований ученого Дрю Шиндела стали идти обсуждения новых экологических моделей, с учетом пересмотра воздействия метана на атмосферу.

    Сам по себе газ составляет всего от 4 до 9 процентов. Выделяется метан в результате процессов ферментации в желудках животных. В особенности коров. Поэтому процесс роста населения земли, вызывающий рост потребления пищи, а, следовательно, рост кормовых животных косвенно влияет на развитие парникового эффекта. Вместе со стадами растут и могильники, так же выделяющие метан, к тому же свой вклад вносят и утечки газа в процессе разработки месторождений.

    Озон по школьной привычке все считают полезным. Но каждый газ полезен на своем месте. Есть два типа озона: содержащийся в озоновом слое и тропосферный озон. Первый защищает землю от ультрафиолетового излучения, тогда как последний угнетает растения, ухудшая их способность к фотосинтезу. В результате возрастает количество углекислого газа в атмосфере. Влияние газа оценивается в 25 процентов от влияния СО2, но при этом озон увеличивает действие самого углекислого газа в два раза. Многие ученые отмечают, что именно из-за повышенных концентраций озона в прошлом, земля потеряла способность к поглощению углекислоты. Тропосферный озон образуется в результате химической реакции оксидов азота, угарного газа и органических соединений. Катализаторами выступают кислород и солнечный свет.

    На практике сочетание этих веществ стало возможным из-за развития транспорта и выбросов продуктов горения угля в атмосферу. Распределение газа по земному шару крайне неравномерно, из-за условий образования. Наибольшее количество скапливается в жарких странах и жаркую погоду. Увеличение озона не критично, но снижение уровня озона даст возможность частично нивелировать воздействие углекислого газа.

    Согласно исследованиям, если опустить уровень озона до пределов нормы, можно сгладить воздействие углекислого газа на ближайшие 20 лет.

    Оксиды азота

    Оксид азота это пятый по значимости парниковый газ. Он в 298 раз активнее углекислого газа, вклад в глобальное потепление оценивается как 6 процентов общего воздействия парниковых газов. Оксиды азота образуются в результате производства удобрений, необходимых для повышения плодородности почвы.

    Человечество неспособно отказаться от такого вида удобрений, но они нарушают круговорот азота в природе. Единственные культуры, которые могут связать азот, находящийся в атмосфере, это бобовые и соя. Только они способны заключить атмосферный азот в своих корнях, для дальнейшей переработки.К сожалению, посадка этих культур в разы меньше использования азота для удобрений. Именно избытку этого газа человечество обязано кислотными дождями.

    Фреоны

    Фреоны, это группа газов с низкой температурой кипения. Они используются в холодильном оборудовании. Любая сплит-система, холодильник или морозильная камера невозможна без фреона. За последние годы содержание веществ в установках сократилось, но не исчезло полностью.

    Наметилась обратная тенденция: с повышением температуры в результате парникового эффекта, человечество все больше нуждается в фреоне, как основном элементе холодильных установок. Без сплит-систем не будет работать ни один офис, больница или торговый центр.

    Читайте также:
    Естественные науки - список предметов и дисциплин, примеры

    Фреоны оказывают действие в 1300-8500 раз большее, чем углекислый газ. При этом количество газов оценивается в сотые доли процента. В сравнении с прочими газами, количество фреонов настолько мало, что его воздействие трудно оценить.

    Последствия парникового эффекта

    Все последствия парникового эффекта, связаны с повышением температур. Что будет с Землей и человечеством, если температура поднимется на 5, 10, 15 градусов? Ученые давно составили примерный список проблем, которые придут с развитием парникового эффекта

    Влияние на климат земли

    Повышение температуры вызывает таяние вечной мерзлоты. Снег и лед, которые веками накапливались на полюсах, сейчас находятся в процессе разморозки. Это повлечет рост уровня воды в мировом океане. Низменные города, такие как Рим или Санкт-Петербург будут затоплены. Человеку придется постоянно бороться с повышением воды, начнется новое переселение народов. Наиболее плодородные земли Европы – Нидерланды будут затоплены, многие люди останутся без дома и пищи. Ученые прогнозируют увеличение уровня мирового океана на полметра раз в сто лет.

    Критическое изменения начнутся после 5 метров. Кажется, что изменения произойдут нескоро, но что такое несколько сотен лет для экосистемы Земли? К тому же, негативные последствия развиваются уже сейчас. Уменьшается количество пресной воды, что вынуждает человечество увеличивать число опресняющих установок для полива посевов. Это увеличивает расход электричества, а значит увеличится расход угля и парниковый эффект начинает развиваться во времени.

    Ледниковые шапки это природные погреба. В них заморожены микробы, которыми болели древние животные миллиарды лет назад. Что случится в результате таяния предугадать достаточно трудно. Никто не может предположить насколько современная медицина готова к этому вызову.

    Влияние на людей

    Человеку для комфортного существования требуется температура в районе 20-25 градусов. Летние колебания, доходящие до 50-52 градусов на солнце, могут негативно сказаться на здоровье. В результате повышенных температур у человека наблюдается учащенное сердцебиение, повышенное давление и обезвоживание. К тому же при температуре выше 25 градусов, работоспособность уменьшается в 2 раза, ухудшается координация движений, быстро теряются полезные соли и микроэлементы.

    Снижение парникового эффекта

    Снижение парниковых процессов возможно по нескольким направлениям. Различного рода посадки — увеличение количества деревьев уменьшает СО2 в атмосфере, задерживает осушение почвы и аккумулирует водяные пары из воздуха. В посадки входит и озеленение пустынь. Этот крайне дорогой процесс уменьшает количество озона в воздухе, при этом уменьшая последствия парникового эффекта.

    Для восстановления обмена азотом необходимо в несколько раз увеличить посев бобовых культур. Это позволит связать атмосферный азот в корнях растений, при этом уменьшив, долю азотных удобрений.

    Кроме того, необходимо ужесточить меры борьбы с лесными и степными пожарами. В результате этих процессов происходят огромные выбросы СО2 и сажи в атмосферу.

    Развитие вторичной переработки. Примером всему миру служит Швейцария, где переработка мусора возведена в абсолют. Вторичная переработка страны настолько развита и отлажена, что страна вынуждена закупать мусор у соседней Норвегии. Что это дает в плане парникового эффекта? Не нужно сжигать уголь для получения энергии на производство новых товаров. Следовательно уменьшается количество СО2 в атмосфере.

    Работа над энергопроизводством и энергопотреблением. Самыми экологически чистыми электростанциями являются гидроэлектростанции. Если их недостаточно, можно использовать атомные, но дело в том, что большая часть мировой энергетики держится на угле. Замена энергоносителя дело не одного десятилетия. Но это позволит в несколько раз уменьшить выбросы углекислого газа в атмосферу. К тому же, нужно увеличивать КПД уже существующих станций, развивать экологически чистые, неисчерпаемы источники электроэнергии: использовать солнечные батареи и коллекторы, ветряки и тепловые насосы. Ни одна возможность экономии не должна быть упущена.

    Везде, где это возможно, нужно заменять любое другое топливо на природный газ. В результате сжигания топлива выделяются продукты сгорания, куда входит и углекислый газ. Но количество выбросов от газа в несколько раз меньше выбросов от сжигания угля. Газ не выделяет сажу, не требует энергии на подогрев, как мазут, и не нуждается в специальных приспособлений для сжигания. В совокупности с грамотным утеплением домов это позволит сократить расходы тепла примерно на 30 процентов.

    Заключение

    Парниковый эффект это не отрицательное явление. Другой вопрос, что антропогенная деятельность человека выводит парниковый эффект на совершенно другой уровень. Если повальную вырубку лесов, небрежное обращение с почвами и постоянное сжигание огромного количества угля и нефти не прекратить, то уже через век процесс будет необратим.

    Организм просто не предназначен для столь высоких тепловых нагрузок. Уже сегодня есть места на земном шаре, в которых летняя температура превышает 50 градусов. В таких условиях жить и работать невозможно чисто физически.

    При этом процесс развивается:

    • Повышение температур ведет к повышению количества испарения, а значит, повышается количество водяного пара в атмосфере.
    • Уменьшение пресной воды вызывает дополнительную нужду в опреснительных установках и электричестве, для добычи которого и сжигается 80 процентов угля на планете.
    • Население планеты растет, а основной катализатор парникового эффекта углекислый газ, который является продуктом дыхания.

    Есть мнение, что развитие парникового эффекта не связано с человечеством. Температура на планете и раньше менялась, доходя до высоких температур. Задача человечества сделать все, чтобы парниковый эффект не повторился в истории Земли, даже если это невозможно – атмосфера Земли станет только чище от борьбы с парниковыми газами.

    Парниковый эффект: причины и последствия

    Парниковый эффект — это не катаклизм. Благодаря ему на земле живут все живые организмы, включая человека. Другое дело, что чрезмерность этого процесса, выход за допустимые пределы становится угрозой для всего живого на планете Земля. Поэтому и нужно понять, каким образом он может нести угрозу, и как ее избежать.

    Читайте также:
    Круговорот азота в природе описание, схема, этапы, влияние человека

    Благодаря парниковому эффекту планета Земля является комфортным местом для жизни. Газы в атмосфере, такие как углекислый газ, называют парниковыми газами. Они и задерживают тепло, которое выпускается земной поверхностью. Без них планета остывала бы существенно быстрее, из-за чего она была непригодна для жизни человека.

    Причины парникового эффекта

    Во многом причины парникового эффекта обусловлены как деятельностью человека, так и животных. Источником того же метана, который попадает в атмосферу, во многом является крупный и мелкий рогатый скот. Непосредственная деятельность человека привела к глобальному увеличению температуры на 0,5% за последние 150 лет.

    И тем не менее, процесс продолжается. Проблема парникового эффекта – больше газов, больше парниковый эффект. Проблему усугубляет тот факт, что существенного потепления и не требуется. Достаточно, чтобы глобальная температура на планете увеличилась на 3-5%, чтобы запустились разрушительные и деструктивные процессы. Их результатом может стать исчезновение человеческой цивилизации.

    Ниже основные причины увеличения парникового эффекта, которые зависят непосредственно от деятельности человека.

    Сжигание ископаемого топлива

    Ископаемые виды топлива, такие как уголь, нефть и природный газ, стали неотъемлемой частью нашей жизни. Они широко используются для производства электроэнергии и для транспортировки.

    Когда они сжигаются, углерод, хранящийся в них, высвобождается, что в сочетании с кислородом создает углекислый газ. С ростом населения количество транспортных средств также увеличилось, и это привело к увеличению загрязнения атмосферы. Когда работают автомобили, они выделяют углекислый газ, который в основном и несет ответственность за усиление парникового эффекта.

    Вырубка лесов

    Леса составляют большую зеленую зону на планете. Растения и деревья поглощают углекислый газ и выделяют кислород в процессе фотосинтеза, который необходим людям и животным для выживания.

    Крупномасштабное промышленное развитие привело к вырубке деревьев и лесов, что заставило людей искать альтернативные места для жизни. Когда дрова сжигаются, накопленный углерод превращается обратно в углекислый газ.

    Увеличение населения

    В течение последних нескольких десятилетий наблюдался огромный рост населения. Теперь это привело к увеличению спроса на продукты питания, одежду и жилье. Новые производственные центры появились в городах и поселках, которые выделяют в атмосферу вредные газы, что усиливает парниковый эффект.

    Кроме того, чем больше людей, тем больше использование ископаемого топлива, что, в свою очередь, усугубило проблему.

    Сельское хозяйство

    Окись азота является парниковым газом, который используется в удобрениях и способствует парниковому эффекту, что, в свою очередь, приводит к глобальному потеплению.

    Промышленные отходы и свалки

    Отрасли, которые занимаются производством цемента, удобрениями, добычей угля, добычей нефти, производят вредные парниковые газы. Кроме того, на свалках, заполненных мусором, образуются углекислый газ и метан, что в значительной степени способствует парниковому эффекту.

    Последствия парникового эффекта

    Увеличение средней температуры на Земле меняет условия жизни на планете. Это приводит к следующим последствиям.

    Таяние ледниковых масс

    Из-за этого уменьшается процент солнечного излучения, отражаемого или возвращаемого земной поверхностью в атмосферу. Кроме того, отмечается глобальное повышение уровня моря и выброс больших метановых столбов.

    Затопление островов и прибрежных городов

    В пятом оценочном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК, 2014 г.), в период 1901-2010 гг. указывалось, что средний мировой уровень моря поднялся на 19 см. Предполагается, что к 2100 году уровень моря будет на 15–90 см выше, чем сейчас, под угрозой окажутся 92 миллиона человек.

    Усиление ураганов

    Ураганы будут более многочисленными и разрушительными. Усиление парникового эффекта не вызывает этих экстремальных климатических явлений, но увеличивает их интенсивность. Ураганы связаны с температурой моря – они образуются только над водами с температурой не менее 26,51ºC.

    Миграция видов

    Многие виды животных будут вынуждены мигрировать, чтобы пережить изменения в основных климатических зонах, вызванных постепенным повышением температуры. Людям также придется переехать: согласно данным Всемирного банка, к 2050 году число людей, вынужденных покинуть свои дома из-за сильных засух или сильных наводнений, может достичь 140 миллионов человек.

    Опустынивание плодородных районов

    Глобальное потепление оказывает глубокое воздействие на процессы деградации почв и способствует опустыниванию земель в наиболее засушливых районов на планете. Опустынивание уничтожает весь биологический потенциал пострадавших районов, превращая их в бесплодную и непродуктивную землю. Как было признано ООН по случаю Всемирного дня борьбы с опустыниванием в 2018 году, 30% земель деградировали и потеряли свою реальную ценность.

    Воздействие на сельское хозяйство и животноводство

    Глобальное потепление уже изменило продолжительность вегетационного периода на большей части планеты. Аналогичным образом, изменения температуры и времени года влияют на распространение насекомых, инвазивных сорняков и болезней, которые могут повлиять на урожай.

    То же самое происходит со скотом: климатические изменения напрямую влияют на важные виды по-разному – размножение, обмен веществ, болезни и т.п.

    Пути решения парникового эффекта

    Сокращение выбросов так называемых парниковых газов, таких как CO2 или CH4 (метан), – не единственное решение для ограничения парникового эффекта. Международные организации дают следующие рекомендации:

    1. Применять преимущественно возобновляемую энергию;
    2. Использовать общественный транспорт и другие экологически чистые средства, такие как электромобили или велосипеды;
    3. Повышать экологическую самосознательность среди граждан и различных администраций;
    4. Внедрять обязательную утилизацию и массовое использование вторсырья;
    5. Уменьшать потребление мяса, заменяя его органическими продуктами.

    Несмотря на то, что основной причиной развития парникового эффекта на земле являются разные виды жизнедеятельности, не только человека, именно он может непосредственно повлиять на проблему. Это то, что отличает его от остальных видов. А значит, безопасное будущее планеты в его руках.

    Читайте также:
    Наука - понятие и основы, виды и особенности классификации

    Что такое парниковый эффект? Рассмотрим актуальную для Земли тему

    Мы часто слышим о парниковом эффекте, когда имеют в виду явления, связанные с планетой в целом. Однако ощутить такой эффект можно и на примерах не столь масштабных. Например, в парнике — в том месте, благодаря которому и появилось название процесса.

    Что такое парник?

    Парник — это особый вид теплицы, температура в котором поддерживается естественным образом. Но, несмотря на то что у парника нет специальных батарей или других обогревателей, внутри него всегда намного теплее, чем снаружи на улице.

    Попробуйте положить внутри прозрачной банки смоченную водой землю, закройте её крышкой и поставьте на солнце. Через некоторое время на стенках банки будут образовываться капельки воды (конденсат), да и в самой банке станет жарче.

    Причина такого парникового эффекта состоит в излучении Солнцем части электромагнитного спектра — того света, который мы все видим. Излучение легко проходит сквозь атмосферные слои и достигает поверхности нашей планеты. Стекло банки или парника прозрачное, следовательно, лучи солнца преодолевают стекло и отдают энергию всему, что находится внутри: растениям, почве и другим объектам.

    Но если находящиеся внутри парника объекты поглощают энергию, почему под стеклом становится жарко?

    В чём суть парникового эффекта?

    Закон Стефана-Больцмана разъясняет, что у любого объекта существует излучение энергии в какой-либо части электромагнитного спектра. Средняя температура около поверхности нашей планеты достигает пятнадцати градусов Цельсия. Объекты с подобной температурой в данных условиях излучают энергию в инфракрасном диапазоне. Следовательно, и огурцы в парнике, и почва в банке выделяют инфракрасное излучение. Но, в отличие от солнечных лучей, такое излучение не может с лёгкостью преодолевать стеклянный барьер, и температура в парниковом «помещении» начинает возрастать.

    Но как же получается, что парниковый эффект действует и в планетарных масштабах? Ведь Земля — это не стеклянная банка?!

    Почему температура поверхности Земли повышается?

    Как бы странно это ни звучало, но в смысле парникового эффекта наша планета не сильно отличается от той же стеклянной банки. Для поддержания ровной температуры Земле приходится излучать и поглощать энергию излучаемого Солнцем света в равных количествах. При этом устойчивая атмосфера выполняет функцию стеклянных стенок банки: пропускает солнечный свет и удерживает инфракрасное излучение.

    Однако не всё инфракрасное излучение стремится отправиться в космос. Вещества, содержащиеся в атмосфере, например вода и углекислый газ, поглощают его, при этом запуская действия, схожие с эффектом парниковых газов. После поглощения энергии молекулы веществ также начинают отдавать свою энергию, но при этом они способны излучать её как в космос, так и обратно к поверхности планеты.

    Наличие подобных газов в атмосфере подобно колоссальному шлейфу, накрывающему весь земной шар. Газы удерживают тепло около поверхности планеты, тем самым делая её горячее, чем она была бы без них. По расчётам специалистов, если бы Земля осталась без атмосферы, то поверхность планеты упала бы, в среднем, до минус двадцати градусов по Цельсию.

    Многие учебники и пособия для учащихся 10-11 классов подробно рассматривают данную актуальную для экологии нашей Земли тему. Например, УМК Н.М. Черновой. Экология (10-11) раскрывает вопросы общей и социальной экологии. Помимо теоретического материала в учебнике есть различные задания, темы для обсуждений и интересные факты. Кроме того, пособие снабжено прекрасными иллюстрациями, понятными схемами и наличием электронной формы.

    Чем опасен парниковый эффект?

    Разобравшись в сути описанных явлений, мы понимаем, что парниковый эффект всегда присутствовал на нашей планете. Более того, чтобы Земле быть такой, какая она есть сейчас, подобные процессы необходимы. Но почему же тогда ученые бьют тревогу?!

    Опасения специалистов вызывает вовсе не парниковый эффект, а опасность глобального потепления. Человеческая деятельность неминуемо отражается на окружающей природе. И если десять брошенных пластиковых бутылок ухудшают экологию в небольшом радиусе, то небезопасная утилизация отходов фабрик и заводов наносит вред экологии целой планеты. Увеличение количества не только вредных и опасных веществ, но и углекислого газа в атмосфере изменяет привычное соотношение циркуляции энергии. Учёные полагают, что именно пагубная деятельность человека стала причиной изменения естественного парникового эффекта. Таким образом, именно человек «сделал» поверхность планеты на несколько градусов горячее.

    Однако парниковый эффект существует не только на нашем земном шаре, например, есть он и на планете Венера. Причём на Венере парниковый эффект намного сильнее, чем наш «родной». Из-за того, что атмосфера второй планеты от Солнца практически полностью состоит из СО2, температура планетарной поверхности достигает 475 °С. Специалисты полагают, что поверхность и нашей планеты могла бы достичь такой отметки, однако такого не произошло благодаря океанам. Водоёмы поглощают СО2 из атмосферы, который, в свою очередь, аккумулируется в горных породах. Венера же не имеет столь крупных водных объектов, поэтому весь углекислый газ, выделяемый вулканами, остаётся в атмосфере.

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: