V poslednom desaťročí slovné spojenie „skleníkový efekt“ prakticky neopustilo televízne obrazovky ani zo stránok novín. Vzdelávacie programy vo viacerých odboroch naraz zabezpečujú jeho dôkladné štúdium a takmer vždy je naznačený jeho negatívny význam pre klímu našej planéty. Tento fenomén je však v skutočnosti oveľa mnohostrannejší, ako sa laikom prezentuje.
Bez skleníkového efektu by bol život na našej planéte otázny
Môžete začať tým, že skleníkový efekt na našej planéte existuje počas celej jej histórie. Takýto jav je jednoducho nevyhnutný pre tie nebeské telesá, ktoré majú rovnako ako Zem stabilnú atmosféru. Bez nej by napríklad svetový oceán už dávno zamrzol a vyššie formy života by sa vôbec neobjavili. Vedci už dávno vedecky dokázali, že ak by v našej atmosfére nebol oxid uhličitý, ktorého prítomnosť je nevyhnutným faktorom v procese vzniku skleníkového efektu, potom by teplota na planéte kolísala v rozmedzí -20 0 C, tzv. o vzniku života by sa vôbec nehovorilo.
Príčiny a podstata skleníkového efektu
Pri odpovedi na otázku: „Čo je skleníkový efekt?“ V prvom rade treba poznamenať, že tento fyzikálny jav dostal svoje meno analogicky s procesmi, ktoré sa vyskytujú v záhradkárskom skleníku. V jeho vnútri je bez ohľadu na ročné obdobie vždy o pár stupňov teplejšie ako v okolitom priestore. Ide o to, že rastliny absorbujú viditeľné slnečné svetlo, ktoré úplne voľne prechádza sklom a polyetylénom a vo všeobecnosti takmer akoukoľvek prekážkou. Potom začnú vyžarovať energiu aj samotné rastliny, ale už v infračervenej oblasti, ktorej lúče už nedokážu voľne prekonať to isté sklo, takže nastáva skleníkový efekt. Príčiny tohto javu teda spočívajú práve v nerovnováhe medzi spektrom viditeľného slnečného svetla a tými žiareniami, ktoré vyžarujú vonkajšie prostredie rastliny a iné predmety.
Fyzikálny základ skleníkového efektu
Pokiaľ ide o našu planétu ako celok, skleníkový efekt tu vzniká v dôsledku prítomnosti stabilnej atmosféry. Na udržanie teplotnej rovnováhy musí Zem vydať toľko energie, koľko dostane od Slnka. Avšak prítomnosť v atmosfére oxid uhličitý a vody, ktoré pohlcujú infračervené lúče, čím pôsobia ako sklo v skleníku, spôsobujú tvorbu takzvaných skleníkových plynov, z ktorých sa časť vracia späť na Zem. Tieto plyny vytvárajú „efekt periny“ a zvyšujú teplotu v blízkosti povrchu planéty.
Skleníkový efekt na Venuši
Z vyššie uvedeného môžeme usúdiť, že skleníkový efekt je charakteristický nielen pre Zem, ale aj pre všetky planéty a ostatné nebeské telesá so stabilnou atmosférou. Štúdie vedcov totiž ukázali, že napríklad na povrchu Venuše je tento jav oveľa výraznejší, čo je spôsobené predovšetkým tým, že jej vzdušný obal tvorí takmer stopercentne oxid uhličitý.
Priemerná povrchová teplota Zeme (alebo inej planéty) stúpa v dôsledku prítomnosti atmosféry.
Záhradkári si to dobre uvedomujú. fyzikálny jav. Vo vnútri skleníka je vždy teplejšie ako vonku, čo pomáha pestovať rastliny, najmä v chladnom období. Podobný efekt môžete zažiť, keď ste v aute. Dôvodom je, že Slnko s povrchovou teplotou asi 5 000 °C vyžaruje prevažne viditeľné svetlo, časť elektromagnetického spektra, na ktoré sú naše oči citlivé. Keďže atmosféra je z veľkej časti priehľadná pre viditeľné svetlo, slnečné žiarenieľahko preniká na povrch Zeme. Sklo je tiež priepustné pre viditeľné svetlo, takže slnečné lúče prechádzajú vnútri skleníka a ich energia je absorbovaná rastlinami a všetkými predmetmi vo vnútri. Ďalej, podľa Stefan-Boltzmannovho zákona každý objekt vyžaruje energiu v určitej časti elektromagnetického spektra. Objekty s teplotou okolo 15°C – priemernou teplotou na povrchu Zeme – vyžarujú energiu v infračervenej oblasti. Objekty v skleníku teda vyžarujú infračervené žiarenie. Infračervené žiarenie však sklom len tak neprejde, a tak teplota vo vnútri skleníka stúpa.
Planéta so stabilnou atmosférou, ako je Zem, zažíva takmer rovnaký účinok – v globálnom meradle. Na udržanie konštantnej teploty potrebuje samotná Zem vyžarovať toľko energie, koľko absorbuje z viditeľného svetla, ktoré k nám vyžaruje Slnko. Atmosféra slúži ako akési sklo v skleníku – nie je pre infračervené žiarenie taká priehľadná ako pre ňu slnečné svetlo. molekuly rôzne látky v atmosfére (z ktorých najdôležitejšie sú oxid uhličitý a voda) pohlcujú infračervené žiarenie, pôsobiace ako skleníkové plyny. Infračervené fotóny vyžarované zemským povrchom teda nie vždy smerujú priamo do vesmíru. Niektoré z nich sú absorbované molekulami skleníkových plynov v atmosfére. Keď tieto molekuly znovu vyžarujú energiu, ktorú absorbovali, môžu ju vyžarovať do vesmíru aj dovnútra, späť na povrch Zeme. Prítomnosť takýchto plynov v atmosfére vytvára efekt pokrytia Zeme prikrývkou. Nedokážu zastaviť únik tepla smerom von, no umožňujú, aby teplo zostalo pri povrchu dlhší čas, takže zemský povrch je oveľa teplejší, ako by bol pri absencii plynov. Bez atmosféry by priemerná povrchová teplota bola -20 °C, teda hlboko pod bodom mrazu vody.
Je dôležité pochopiť, že skleníkový efekt na Zemi vždy existoval. Bez skleníkového efektu spôsobeného prítomnosťou oxidu uhličitého v atmosfére by oceány už dávno zamrzli a nevznikli by vyššie formy života. V súčasnosti prebieha vedecká diskusia o skleníkovom efekte globálne otepľovanie : Narušujeme my ľudia príliš energetickú rovnováhu planéty spaľovaním fosílnych palív a iných? ekonomická aktivita pri pridávaní príliš veľa oxidu uhličitého do atmosféry? Dnes sa vedci zhodujú, že za zvýšenie prirodzeného skleníkového efektu o niekoľko stupňov sme zodpovední my.
skleníkový efekt sa odohráva nielen na Zemi. V skutočnosti najsilnejší skleníkový efekt, aký poznáme, je na susednej planéte Venuši. Atmosféra Venuše je takmer celá zložená z oxidu uhličitého a v dôsledku toho sa povrch planéty zahrieva na 475 ° C. Klimatológovia sa domnievajú, že takýto osud sa nám vyhol vďaka prítomnosti oceánov na Zemi. Oceány absorbujú atmosférický uhlík a ten sa v nich hromadí skaly, ako je vápenec – tým sa z atmosféry odstraňuje oxid uhličitý. Na Venuši nie sú žiadne oceány a všetok oxid uhličitý vypúšťaný do atmosféry sopkami zostáva tam. V dôsledku toho pozorujeme na Venuši neovládateľný skleníkový efekt.
Zem v dôsledku vplyvu ľudskej činnosti. Obzvlášť znepokojujúce je zvýšenie koncentrácie skleníkových plynov v , čo vedie k zahrievaniu zemského povrchu a spodnej atmosféry a možno je to jeden z hlavných dôvodov otepľovania klímy pozorovaného v posledných desaťročiach.
Najvýznamnejším prírodným skleníkovým plynom je vodná para H20. Pohlcuje a vyžaruje dlhovlnné infračervené žiarenie v rozsahu vlnových dĺžok 4,5 - 80 mikrónov. Vplyv vodnej pary na skleníkový efekt je rozhodujúci a vytvára ho najmä absorpčné pásmo 5 - 7,5 μm. Napriek tomu časť žiarenia zo zemského povrchu v spektrálnych oblastiach 3 - 5 µm a 8 - 12 µm, nazývaných priehľadné okná, uniká atmosférou do svetového priestoru. Skleníkový efekt vodnej pary zvyšujú absorpčné pásy oxidu uhličitého, ktorý sa do atmosféry dostáva v dôsledku sopečnej činnosti, prirodzeného kolobehu uhlíka v prírode, rozpadu organickej hmoty v pôde pri zahrievaní, ako aj ľudská aktivita, najmä v dôsledku spaľovania fosílnych palív (uhlie, ropa, plyn) a odlesňovania.
Okrem oxidu uhličitého sa v atmosfére zvyšuje aj obsah skleníkových plynov, akými sú metán, oxid dusný a troposférický ozón. Metán sa do atmosféry dostáva z močiarov a hlboké trhliny v zemská kôra. Zvyšovaniu jeho koncentrácie napomáha rozvoj poľnohospodárskej výroby (najmä rozširovanie hojne zavlažovaných ryžových polí), nárast počtu hospodárskych zvierat, spaľovanie biomasy a ťažba zemný plyn. Používaním sa zvyšuje koncentrácia oxidu dusného dusíkaté hnojivá emisie lietadiel a oxidačné procesy. V dôsledku toho sa ozón v troposfére zvyšuje chemické reakcie slnečné svetlo medzi uhľovodíkmi a oxidmi dusíka zo spaľovania fosílnych palív Tieto plyny sa zvyšujú rýchlejšie ako koncentrácie oxidu uhličitého a v budúcnosti môžu zvýšiť svoj relatívny príspevok k atmosférickému skleníkovému efektu. K rastu atmosféry prispieva aj zvýšenie koncentrácie vysoko absorbujúceho aerosólu priemyselného pôvodu (sadze) s polomerom častíc 0,001 - 0,05 mikrónu. Nárast skleníkových plynov a aerosólov by mohol výrazne zvýšiť globálne teploty a spôsobiť ďalšie klimatické zmeny, ktorých environmentálne a sociálne dôsledky je stále ťažké predvídať.
Skleníkový efekt je zvýšenie teploty na povrchu planéty v dôsledku tepelnej energie, ktorá sa objavuje v atmosfére v dôsledku zahrievania plynov. Hlavnými plynmi, ktoré vedú k skleníkovému efektu na Zemi, sú vodná para a oxid uhličitý.
Fenomén skleníkového efektu umožňuje udržiavať na povrchu Zeme teplotu, pri ktorej je možný vznik a rozvoj života. Ak by neexistoval skleníkový efekt, priemerná povrchová teplota glóbus bude oveľa nižšia ako teraz. So stúpajúcou koncentráciou skleníkových plynov sa však zvyšuje nepriepustnosť atmosféry pre infračervené lúče, čo vedie k zvýšeniu teploty Zeme.
V roku 2007 Medzivládny panel pre zmenu klímy (IPCC) – najuznávanejší medzinárodný orgán, ktorý združuje tisíce vedcov zo 130 krajín – predstavil svoju štvrtú hodnotiacu správu, ktorá obsahovala zovšeobecnené závery o minulých a súčasných klimatických zmenách, ich vplyve na prírodu a ľudí, ako aj možné opatrenia na boj proti takýmto zmenám.
Podľa zverejnených údajov sa od roku 1906 do roku 2005 priemerná teplota Zeme zvýšila o 0,74 stupňa. V nasledujúcich 20 rokoch bude rast teploty podľa odborníkov v priemere o 0,2 stupňa za desaťročie, a koniec XXI storočia môže teplota Zeme stúpnuť z 1,8 na 4,6 stupňa (takýto rozdiel v údajoch je výsledkom superponovania celého radu budúcich klimatických modelov, ktoré zohľadňujú rôzne scenáre vývoja svetovej ekonomiky a spoločnosti).
Podľa vedcov s 90-percentnou pravdepodobnosťou sú pozorované klimatické zmeny spojené s ľudskou činnosťou – spaľovaním uhlíkových fosílnych palív (t.j. ropa, plyn, uhlie atď.), priemyselnými procesmi, ako aj odlesňovaním – prirodzenými záchytmi uhlíka. oxid z atmosféry.
Možné dôsledky klimatických zmien:
1. Zmena frekvencie a intenzity zrážok.
Vo všeobecnosti bude klíma na planéte vlhkejšia. Množstvo zrážok sa ale po Zemi nerozšíri rovnomerne. V regiónoch, v ktorých už dnes spadne dostatok zrážok, bude ich spad intenzívnejší. A v regiónoch s nedostatočnou vlhkosťou budú suché obdobia častejšie.
2. Zvýšenie hladiny mora.
V priebehu dvadsiateho storočia stredná úroveň hladina mora stúpla o 0,1-0,2 m.Podľa vedcov bude v 21. storočí stúpanie hladiny mora až o 1 m. V tomto prípade budú najzraniteľnejšie pobrežné oblasti a malé ostrovy. Štáty ako Holandsko, Veľká Británia, ale aj malé ostrovné štáty Oceánia a Karibik budú ohrozené záplavami ako prvé. Okrem toho budú prílivy častejšie, erózia sa zvýši pobrežia.
3. Hrozba pre ekosystémy a biodiverzitu.
Existujú prognózy vyhynutia až 30 – 40 % rastlinných a živočíšnych druhov, keďže ich biotop sa bude meniť rýchlejšie, ako sa dokážu týmto zmenám prispôsobiť.
Keď teplota stúpne o 1 stupeň, predpovedá sa zmena druhové zloženie lesov. Lesy sú prirodzeným úložiskom uhlíka (80 % všetkého uhlíka v suchozemskej vegetácii a asi 40 % uhlíka v pôde). Prechod z jedného typu lesa na druhý bude sprevádzať alokácia Vysoké číslo uhlíka.
4. Topiace sa ľadovce.
Súčasné zaľadnenie Zeme možno považovať za jeden z najcitlivejších ukazovateľov prebiehajúceho vývoja globálne zmeny. Satelitné údaje ukazujú, že od 60. rokov 20. storočia došlo k poklesu plochy snehovej pokrývky asi o 10 %. Od 50. rokov 20. storočia na severnej pologuli oblasť morský ľad klesol takmer o 10-15% a hrúbka sa znížila o 40%. Podľa predpovedí odborníkov z Arktického a antarktického výskumného ústavu (Petrohrad) sa o 30 rokov počas teplého obdobia roka spod ľadu úplne otvorí Severný ľadový oceán.
Podľa vedcov sa hrúbka himalájskeho ľadu topí rýchlosťou 10-15 m za rok. Pri súčasnom tempe týchto procesov do roku 2060 zmiznú dve tretiny ľadovcov a do roku 2100 sa všetky ľadovce úplne roztopia.
Zrýchlené topenie ľadovcov predstavuje celý rad bezprostredných hrozieb ľudský rozvoj. Pre husto osídlené horské a podhorské oblasti sú nebezpečné najmä lavíny, povodne alebo naopak pokles plného prietoku riek a v dôsledku toho aj znižovanie zásob. sladkej vody.
5. Poľnohospodárstvo.
Vplyv otepľovania na produktivitu poľnohospodárstvo nejednoznačne. V niektorých oblastiach mierneho pásma sa výnosy môžu zvýšiť s malým zvýšením teploty, ale klesnúť s veľkými zmenami teploty. V tropických a subtropických oblastiach sa predpokladá pokles celkových výnosov.
Najhoršie by to mohlo postihnúť najchudobnejšie krajiny, ktoré sú najmenej pripravené prispôsobiť sa klimatickým zmenám. Podľa IPCC by sa počet ľudí, ktorí čelia hrozbe hladu, mohol do roku 2080 zvýšiť o 600 miliónov ľudí, čím by sa zdvojnásobil. ďalšie čísloľudí, ktorí dnes žijú v chudobe v subsaharskej Afrike.
6. Spotreba vody a zásobovanie vodou.
Jedným z dôsledkov klimatických zmien môže byť nedostatok pitná voda. V suchých oblastiach ( stredná Ázia, Stredozemné more, Juhoafrická republika, Austrália a pod.) sa situácia v dôsledku zníženia zrážok ešte zhorší.
Topením ľadovcov sa výrazne zníži prietok najväčších vodných tokov Ázie - Brahmaputra, Ganga, Žltá rieka, Indus, Mekong, Salween a Jang-c'-ťiang. Nedostatok sladkej vody ovplyvní nielen ľudské zdravie a rozvoj poľnohospodárstva, ale zvýši aj riziko politických rozporov a konfliktov o prístup k vodným zdrojom.
7. Ľudské zdravie.
Klimatické zmeny podľa vedcov povedú k zvýšeným zdravotným rizikám pre ľudí, najmä pre chudobnejšie vrstvy obyvateľstva. Zníženie produkcie potravín teda nevyhnutne povedie k podvýžive a hladu. abnormálne vysoké teploty môže viesť k exacerbácii kardiovaskulárnych, respiračných a iných ochorení.
Zvýšenie teploty môže viesť k zmene geografického rozloženia rôzne druhy ktoré sú prenášačmi chorôb. Ako teplota stúpa, rozsahy teplomilných zvierat a hmyzu (napr. roztoče encefalitídy a malarické komáre) sa rozšíria ďalej na sever, pričom ľudia obývajúci tieto oblasti nebudú mať imunitu voči novým chorobám.
Podľa environmentalistov je nepravdepodobné, že by ľudstvo dokázalo zabrániť úplne predvídateľným klimatickým zmenám. Avšak v ľudská sila zmierniť klimatické zmeny, obmedziť rýchlosť zvyšovania teploty, aby sa predišlo nebezpečným a nezvratným následkom v budúcnosti. V prvom rade z dôvodu:
1. Obmedzenia a znižovanie spotreby fosílnych uhlíkových palív (uhlie, ropa, plyn);
2. Zlepšenie účinnosti spotreby energie;
3. Implementácia opatrení na úsporu energie;
4. Väčšie využívanie neuhlíkových a obnoviteľných zdrojov energie;
5. Vývoj nových ekologických a nízkouhlíkových technológií;
6. Prostredníctvom prevencie lesné požiare a opätovné zalesňovanie, keďže lesy sú prirodzenými zásobárňami oxidu uhličitého z atmosféry.
Skleníkový efekt prebieha nielen na Zemi. Silný skleníkový efekt je na susednej planéte Venuša. Atmosféra Venuše je takmer celá zložená z oxidu uhličitého a v dôsledku toho sa povrch planéty zahreje na 475 stupňov. Klimatológovia sa domnievajú, že Zem sa vyhla takémuto osudu kvôli prítomnosti oceánov na nej. Oceány absorbujú atmosférický uhlík a ten sa hromadí v horninách, ako je vápenec, čím sa z atmosféry odstraňuje oxid uhličitý. Na Venuši nie sú žiadne oceány a všetok oxid uhličitý vypúšťaný do atmosféry sopkami zostáva tam. V dôsledku toho sa na planéte pozoruje nekontrolovateľný skleníkový efekt.
Materiál bol pripravený na základe informácií RIA Novosti a otvorených zdrojov
Mechanizmus skleníkového efektu je nasledujúci. Slnečné lúče, ktoré dopadajú na Zem, sú absorbované povrchom pôdy, vegetáciou, vodnou hladinou atď. termálna energia späť do atmosféry, ale vo forme dlhovlnného žiarenia.
Atmosférické plyny (kyslík, dusík, argón) neabsorbujú tepelné žiarenie zemského povrchu, ale rozhádzať to. Avšak v dôsledku spaľovania fosílnych palív a iných výrobné procesy akumulovať v atmosfére: oxid uhličitý, oxid uhoľnatý, rôzne uhľovodíky (metán, etán, propán atď.), ktoré sa nerozptyľujú, ale absorbujú tepelné žiarenie prichádzajúce z povrchu Zeme. Takto vzniknutá clona vedie k vzniku skleníkového efektu – globálneho otepľovania.
Okrem skleníkového efektu spôsobuje prítomnosť týchto plynov vznik tzv fotochemický smog. Zároveň v dôsledku fotochemických reakcií uhľovodíky vytvárajú veľmi toxické produkty - aldehydy a ketóny.
Globálne otepľovanie je jedným z najvýznamnejších dôsledkov antropogénneho znečistenia biosféry. Prejavuje sa tak v zmene klímy, ako aj v biote: produkčný proces v ekosystémoch, posun hraníc rastlinných formácií a zmeny vo výnosoch plodín. Obzvlášť silné zmeny môžu ovplyvniť vysoké a stredné zemepisné šírky. Podľa predpovedí sa práve tu teplota atmosféry zvýši najvýraznejšie. Príroda týchto regiónov je obzvlášť citlivá na rôzne vplyvy a obnovuje sa veľmi pomaly.
V dôsledku otepľovania sa zóna tajgy posunie na sever asi o 100-200 km. Vzostup hladiny oceánu v dôsledku otepľovania (topenie ľadu a ľadovcov) môže byť až 0,2 m, čo povedie k rozvodneniu ústí veľkých, najmä sibírskych riek.
Na pravidelnej konferencii krajín-účastníkov Dohovoru o prevencii klimatických zmien, ktorá sa konala v Ríme v roku 1996, sa opäť potvrdila potreba koordinovaného medzinárodného postupu pri riešení tohto problému. V súlade s dohovorom priemyselné krajiny a krajiny s transformujúcou sa ekonomikou prevzali záväzky na stabilizáciu produkcie skleníkových plynov. Krajiny Európskej únie zahrnuli do svojich národných programov ustanovenia na zníženie emisií uhlíka o 20 % do roku 2005.
V roku 1997 bola podpísaná Kjótska (Japonská) dohoda, podľa ktorej sa rozvinuté krajiny zaviazali do roku 2000 stabilizovať emisie skleníkových plynov na úrovni roku 1990.
Emisie skleníkových plynov sa však odvtedy dokonca zvýšili. Uľahčilo to odstúpenie USA od Kjótskej dohody z roku 2001. Hrozilo tak prerušenie implementácie tejto dohody, pretože bola porušená kvóta potrebná na nadobudnutie platnosti tejto dohody.
V Rusku v dôsledku všeobecného poklesu produkcie dosiahli emisie skleníkových plynov v roku 2000 80 % úrovne z roku 1990. Preto v roku 2004 Rusko ratifikovalo Kjótsku dohodu, čím jej udelilo právny štatút. Teraz (2012) je táto dohoda v platnosti, ďalšie štáty (napríklad Austrália) sa k nej pripájajú, no rozhodnutia Kjótskej dohody zostávajú nenaplnené. Boj o implementáciu Kjótskej dohody však pokračuje.
Jedným z najznámejších bojovníkov proti globálnemu otepľovaniu je bývalý viceprezident Spojených štátov amerických. A. Gore. Po prehre v prezidentských voľbách v roku 2000 sa venuje boju proti globálnemu otepľovaniu. "Zachráňte svet, kým nebude neskoro!" je jeho slogan. Vyzbrojený súborom diapozitívov cestoval po svete a vysvetľoval vedu a politiku globálneho otepľovania, potenciál vážnych následkov v blízkej budúcnosti, ak nie je obmedzený nárastom emisií oxidu uhličitého spôsobených ľuďmi.
A. Gore napísal všeobecne známu knihu „Nepríjemná pravda. Globálne otepľovanie, ako zastaviť planetárnu katastrofu. V ňom sebavedomo a správne píše: „Niekedy sa zdá, že naša klimatická kríza postupuje pomaly, no v skutočnosti sa deje veľmi rýchlo a stáva sa skutočne planetárnym nebezpečenstvom. A aby sme hrozbu porazili, musíme najprv uznať fakt jej existencie. Prečo sa zdá, že naši vodcovia nepočujú také hlasné varovania pred nebezpečenstvom? Bránia sa pravde, pretože v momente uznania budú čeliť svojej morálnej povinnosti – konať. Je oveľa pohodlnejšie ignorovať varovanie pred nebezpečenstvom? Možno, ale nepohodlná pravda nezmizne len preto, že ju nevidno.
V roku 2006 mu za knihu udelili Americkú literárnu cenu. Na základe knihy bola vytvorená dokumentárny « Nepohodlná pravda" s A. Goreom v hlavnej úlohe. Film v roku 2007 dostal Oscara a bol zaradený do rubriky „To by mal vedieť každý“. V tom istom roku bol ocenený A. Gore (spolu s expertnou skupinou IPCC). nobelová cena svet za ich prácu v oblasti ochrany životného prostredia a výskumu klimatických zmien.
V súčasnosti A. Gore tiež aktívne pokračuje v boji proti globálnemu otepľovaniu, je nezávislým konzultantom pre Medzivládny panel pre zmenu klímy (IPCC), ktorý založila Svetová meteorologická organizácia (WMO) a Program OSN pre r. životné prostredie(UNEP).
Globálne otepľovanie a skleníkový efekt
Už v roku 1827 francúzsky fyzik J. Fourier navrhol, že zemská atmosféra plní funkciu skla v skleníku: vzduch prechádza slnečné teplo, ale bráni jej vyparovaniu späť do vesmíru. A mal pravdu. Tento efekt sa dosahuje vďaka niektorým atmosférickým plynom, ako sú vodná para a oxid uhličitý. Prepúšťajú viditeľné a „blízke“ infračervené svetlo vyžarované Slnkom, ale pohlcujú „ďaleké“ infračervené žiarenie, ktoré vzniká pri zahrievaní zemského povrchu slnečnými lúčmi a má nižšiu frekvenciu (obr. 12).
V roku 1909 švédsky chemik S. Arrhenius prvýkrát zdôraznil obrovskú úlohu oxidu uhličitého ako regulátora teploty pripovrchových vrstiev vzduchu. Oxid uhličitý voľne prepúšťa slnečné lúče na zemský povrch, no pohlcuje väčšinu tepelného žiarenia zeme. Ide o akúsi kolosálnu clonu, ktorá bráni ochladzovaniu našej planéty.
Teplota zemského povrchu sa neustále zvyšuje a počas XX storočia sa zvýšila. o 0,6 °C. V roku 1969 to bolo 13,99°C, v roku 2000 14,43°C. Priemerná teplota Zeme je teda v súčasnosti asi 15 °C. Pri danej teplote sú povrch planéty a atmosféra v tepelnej rovnováhe. Ohrievaný energiou Slnka a infračerveným žiarením atmosféry vracia povrch Zeme do atmosféry priemerne ekvivalentné množstvo energie. Ide o energiu vyparovania, konvekcie, vedenia tepla a infračerveného žiarenia.
Ryža. 12. Schematické znázornenie skleníkového efektu v dôsledku prítomnosti oxidu uhličitého v atmosfére
AT nedávne časyľudská činnosť prináša nerovnováhu v pomere absorbovanej a uvoľnenej energie. Pred zásahom človeka do globálnych procesov na planéte boli zmeny prebiehajúce na jej povrchu a v atmosfére spojené s obsahom plynov v prírode, ktoré ľahká ruka vedci boli nazývaní "skleníkové". Medzi tieto plyny patrí oxid uhličitý, metán, oxid dusnatý a vodná para (obr. 13). Teraz k nim pribudli antropogénne chlórfluórované uhľovodíky (CFC). Bez plynovej „deky“ zahaľujúcej Zem by bola teplota na jej povrchu o 30-40 stupňov nižšia. Existencia živých organizmov by v tomto prípade bola veľmi problematická.
Skleníkové plyny dočasne zachytávajú teplo v našej atmosfére a vytvárajú takzvaný skleníkový efekt. Niektoré skleníkové plyny v dôsledku ľudskej činnosti zvyšujú svoj podiel na celkovej rovnováhe atmosféry. Týka sa to predovšetkým oxidu uhličitého, ktorého obsah z desaťročia na desaťročie neustále narastá. Oxid uhličitý vytvára 50% skleníkového efektu, freóny tvoria 15-20% a metán tvorí 18%.
Ryža. 13. Podiel antropogénnych plynov v atmosfére so skleníkovým efektom dusíka 6 %
V prvej polovici XX storočia. obsah oxidu uhličitého v atmosfére bol odhadnutý na 0,03 %. V roku 1956, v rámci prvého medzinárodného geofyzikálneho roka, vedci vykonali špeciálne štúdie. Uvedená hodnota bola upravená a predstavovala 0,028 %. V roku 1985 sa opäť uskutočnili merania a ukázalo sa, že množstvo oxidu uhličitého v atmosfére sa zvýšilo na 0,034 %. Dokázaným faktom je teda nárast obsahu oxidu uhličitého v atmosfére.
Za posledných 200 rokov sa v dôsledku antropogénnej činnosti zvýšil obsah oxidu uhoľnatého v atmosfére o 25 %. Je to spôsobené na jednej strane intenzívnym spaľovaním fosílnych palív: plyn, ropa, bridlica, uhlie atď., a na druhej strane každoročným úbytkom lesných plôch, ktoré sú hlavnými zachytávačmi oxidu uhličitého. . Okrem toho rozvoj takých poľnohospodárskych sektorov, ako je pestovanie ryže a chov zvierat, ako aj rast mestských skládok, vedú k zvýšeniu emisií metánu, oxidov dusíka a niektorých ďalších plynov.
Metán je druhý najvýznamnejší skleníkový plyn. Jeho obsah v atmosfére sa každoročne zvyšuje o 1 %. Najvýznamnejšími dodávateľmi metánu sú skládky, dobytok a ryžové polia. Zásoby plynu na skládkach veľkých miest možno považovať za malé plynové polia. Čo sa týka ryžových polí, ako sa ukázalo, napriek veľký východ metán sa do atmosféry dostáva relatívne málo, pretože väčšina z neho je rozložená baktériami spojenými s koreňovým systémom ryže. Vplyv poľnohospodárskych ekosystémov ryže na uvoľňovanie metánu do atmosféry je teda vo všeobecnosti mierny.
Dnes už niet pochýb o tom, že trend využívania prevažne fosílnych palív nevyhnutne vedie ku globálnym katastrofickým klimatickým zmenám. Pri súčasnom tempe využívania uhlia a ropy v najbližších 50 rokoch sa predpokladá zvýšenie priemernej ročnej teploty na planéte v rozmedzí od 1,5 °C (v blízkosti rovníka) do 5 °C (vo vysokých zemepisných šírkach).
Nárast teploty v dôsledku skleníkového efektu ohrozuje bezprecedentné environmentálne, ekonomické a sociálne dôsledky. Hladina vody v oceánoch môže stúpnuť o 1-2 m v dôsledku morská voda a topenie polárny ľad. (V dôsledku skleníkového efektu sa hladina svetového oceánu v 20. storočí už zvýšila o 10-20 cm.) Zistilo sa, že zvýšenie hladiny mora o 1 mm vedie k ústupu pobrežia o 1,5 m.
Ak hladina mora stúpne asi o 1 m (a to je najhorší scenár), tak do roku 2100 bude asi 1 % územia Egypta, 6 % územia Holandska, 17,5 % územia Bangladéša a 80 % atol Majuro, ktorý je súčasťou Marshal, bude pod vodou – rybárske ostrovy. Toto bude začiatok tragédie pre 46 miliónov ľudí. Podľa najpesimistickejších predpovedí je nárast hladiny svetového oceánu v XXI storočí. môže znamenať zmiznutie z mapy sveta krajín ako Holandsko, Pakistan a Izrael, zaplavenie väčšiny Japonska a niektorých ďalších ostrovných štátov. Petrohrad, New York a Washington sa môžu dostať pod vodu. Zatiaľ čo niektorým častiam pevniny hrozí, že budú na dne mora, iné budú trpieť najväčším suchom. Zmiznutie ohrozuje Azovské a Aralské more a mnohé rieky. Rozloha púští sa zvýši.
Skupina švédskych klimatológov zistila, že v rokoch 1978 až 1995 oblasť plávajúceho ľadu v severných oblastiach Arktický oceán klesol o cca 610 tisíc km2, t.j. o 5,7 %. Zároveň sa ukázalo, že cez úžinu Fram, ktorá oddeľuje súostrovie Svalbard (Špicbergy) od Grónska, sa každoročne priemerná rýchlosť okolo 15 cm/s do otvoreného Atlantiku až do 2600 km 3 plávajúci ľad(čo je asi 15-20-násobok toku rieky ako Kongo).
V júli 2002 z malého ostrovný štát Tuvalu, ktorý sa nachádza na deviatich atoloch v južnej časti Tichý oceán(26 km 2, 11,5 tis. obyv.), bolo volanie o pomoc. Tuvalu sa pomaly, ale isto potápa - najvyšší bod v štáte sa týči len 5 m nad morom. elektronickými prostriedkami V médiách sa objavilo vyhlásenie, že očakávané vysoké prílivové vlny spojené s novým mesiacom by mohli zvýšiť hladinu morí v oblasti na nejaký čas o viac ako 3 m, a to v dôsledku stúpajúcich hladín oceánov v dôsledku globálneho otepľovania. Ak bude tento trend pokračovať, maličký štát bude zmytý z povrchu Zeme. Vláda Tuvalu prijíma opatrenia na presídlenie občanov do susedného štátu Niue.
Zvýšenie teploty spôsobí pokles pôdnej vlhkosti v mnohých oblastiach Zeme. Suchá a tajfúny sa stanú samozrejmosťou. Ľadová pokrývka Arktídy sa zníži o 15 %. V nadchádzajúcom storočí bude ľadová pokrývka riek a jazier na severnej pologuli o 2 týždne menšia ako v 20. storočí. V horách sa topí ľad Južná Amerika v Afrike, Číne a Tibete.
Globálne otepľovanie ovplyvní aj stav svetových lesov. Lesná vegetácia, ako je známe, môže existovať vo veľmi úzkych medziach teploty a vlhkosti. Väčšina z nich môže zomrieť, zložitý ekologický systém bude v štádiu zničenia, čo bude mať za následok katastrofálny pokles genetickej diverzity rastlín. V dôsledku globálneho otepľovania na Zemi v druhej polovici XXI. môže zmiznúť štvrtina až polovica druhov suchozemskej flóry a fauny. Aj za najpriaznivejších podmienok bude do polovice storočia bezprostredná hrozba vyhynutia visieť nad takmer 10 % druhov suchozemských živočíchov a rastlín.
Štúdie ukázali, že na to, aby sa predišlo globálnej katastrofe, je potrebné znížiť emisie uhlíka do atmosféry na 2 miliardy ton ročne (jedna tretina súčasného objemu). Vzhľadom na prirodzený rast populácie v rokoch 2030-2050. na obyvateľa by nemala byť väčšia ako 1/8 množstva uhlíka emitovaného v súčasnosti v priemere na obyvateľa Európy.
