Парниковий ефект

Парниковий ефект

План

1 Механізм парникового ефекту

2 Парникові гази

3 Вплив діяльності людини на посилення парникового ефекту

4 Негативні наслідки парникового ефекту

МЕХАНІЗМ ПАРНИКОВОГО ЕФЕКТУ

Образну назву «парниковий ефект» одержало природне явище суть якого полягає в тому, що атмосфера затримує теплове випромінювання яке йде від земної поверхні (подібно до плівки над городнім парником).

Енергія, що надходить на нашу планету від Сонця, визначає хід усіх біологічних процесів на Землі. Із загальної кількості цієї енергії 20 % поглинається атмосферою, 34 % відбивається хмарами і земною поверхнею й повертається у космос 46 % енергії доходять до земної поверхні й нагрівають її Нагріта земля у свою чергу випромінює довгохвильову інфрачервону (теплову) радіацію, що частково гіде в космос, а частково залишається в атмосфері, затримуючись газами, що входять до її складу, і нагріваючи приземні шари повітря.

ПАРНИКОВІ ГАЗИ

Гази, що затримують теплове випромінювання і перешкоджають витіканню тепла в космічний простір, називаються парниковими газами.

Завдяки парниковому ефекту середньорічна температура біля поверхні Землі за останнє тисячоліття складає приблизно 15 °С. А без нього вона опустилася б до -18 °С, й існування життя на Землі стало б неможливим.

Основний парниковий газ — водяна пара, яка затримує до 60 % теплового випромінювання Землі. Вміст водяної пари в атмосфері визначається планетар­ним кругообігом води і при сильних широтних і висотних коливаннях загалом є практично постійним.

Інші 40 % теплового випромінювання Землі затримують інші парникові гази, у тому числі більше 20 % — вуглекислий газ.

Основні джерела вуглекислого газу в атмосфері — виверження вулканів і природні лісові пожежі. На зорі геобіохімічної еволюції Землі (тобто тоді, коли виникли перші біологічні сполуки) вуглекислий газ надходив у Світовий океан через підводні вулкани й виділявся в атмосферу.

Дотепер немає точних оцінок вмісту вуглекислого газу в атмосфері на ранніх етапах її розвитку. Американський геохімік Д. Маре вважає, що вміст вуглекисло­го газу в атмосфері в перший мільярд років її існування був у 1000 разів більшим, ніж сьогодні, — близько 39 %. Тоді температура повітря в приземному шарі сяга­ла майже 100 °С, а температура води в Світовому океані наближалася до точки ки­піння (надпарниковий ефект).

З появою фотосинтезуючих організмів почав діяти могутній механізм вилучен­ня з атмосфери й океану вуглекислого газу — адже він необхідний для фотосинте­зу. Зв'язаний живими організмами, вуглекислий газ почав відкладатися в осадо­вих породах, і парниковий ефект поступово зменшувався, поки не встановилася рівновага в біосфері, при якій вміст вуглекислого газу в атмосфері складає 0,03 %.

ВПЛИВ ДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

НА ПОСИЛЕННЯ ПАРНИКОВОГО ЕФЕКТУ

З початком епохи індустріалізації в атмосферу почав надходити вуглекислий газ, що утворюється в результаті спалювання викопного палива:

С + 02 -> С02 — реакція спалювання вугілля,

C3Hg + 502 -> ЗС02 + 4Н20 — реакція спалювання газу,

С25Н52 + 3802 -> 25С02 + 26Н20 — реакція згоряння мазуту. Викиди вуглекислого газу в атмосферу значно зросли в другій половині XX століття. Основною причиною цього стала колосальна залежність сучасної світо­вої економіки від викопних видів палива. Сьогодні", наприклад, викопне паливо забезпечує 75 % світового виробництва електричної енергії. За оцінками екс­пертів ООН, із початку XX ст. збільшення викидів вуглекислого газу складало від 0,5 % до 5 % щорічно. У результаті тільки за рахунок спалювання палива в атмосферу надійшло 400 млрд тонн вуглекислого газу. За розрахунками фахівців, зараз атмосфера містить на 25 % вуглекислого газу більше, ніж його було нако­пичено за останні 160 тисяч років. На думку деяких учених, відбулося порушен­ня біосферного вуглецевого кругообігу: "надходження вуглекислого газу в атмос­феру почало перевищувати його споживання живими організмами.

Сьогодні у світі в результаті спалювання палива на теплових електростанці­ях, промислових підприємствах і в автомобільних двигунах в атмосферу щорічно викидається більше 5 млрд тонн вуглекислого газу. Ще 1—2 млрд тонн його йде в атмосферу за рахунок спалювання лісів, переважно тропічних. Ліси зникають із поверхні планети з катастрофічною швидкістю, за останні два століття їхня площа скоротилася вдвічі Вологі тропічні піси почали інтенсивно згоряти із середини XX ст. (у середньому вони зникають зі швидкістю І га на хвилину або 5 тис км на рік).

25 % промислових викидів вуглекислого газу за рахунок спалювання палива в атмосферу дають США і країни Євросоюзу. 11 % - Китай, 9 % - Росія.

До інших парникових газів, поява яких в атмосфері в значній кількості o6v мовлена господарською діяльністю людини, належать

метан СН4, що надходить із рисових полів (близько 110 млн тонн на рік), v результаті витоків природного газу при нафто- і вуглевидобутку (до 50 млн тонн у рік) Частка його впливу на посилення парникового ефекту складає 15 %.

фторхлорвуглеці (фреони), витік яких відбувається на промислових га інших об'єктах Частка їхнього впливу 12—24%,

нітроген оксиди, що потрапляють в атмосферу внаслідок спалювання палива в реактивних літакових і ракетних двигунах, застосування азотних добрив v сільському господарстві Частка їхнього впливу - 5—6%

За останні роки відзначається поступове зростання bmictv цих парникових газів в атмосфері

НЕГАТИВНІ НАСЛІДКИ ПАРНИКОВОГО ЕФЕКТУ

Припущення, що наслідками господарської діяльності людини можуть стати значні зміни клімату, вперше були висловлені наприкінці XIX - початку XX ст У 1922 році англійський герцог Шерлок висунув ідею, що ці зміни прямо пов'язані з умістом вуглекислого газу в атмосфері, а отже, із зростаючими масштабами використання викопного горючого палива

На Міжнародній конференції вчених із проблеми антропогенної зміни клімату, що пройшла в Торонто в 1988 рот, був зроблений висновок, що наслідки посилення парникового ефекту поступаються лише наслідкам світової ядерної війни Тоді при ООН була створена міжурядова група експертів із проблем зміни клімату, яка зайнялася всебічним вивченням проблем впливу людини на зміну клімату. Про результати їхньої роботи сказано в доповіді «Викиди в атмосферу, викликані людською діяльністю, призводять до істотного збільшення концентрації парникових газів. Це збільшує парниковий ефект, що призводить до додаткового нагрівання земної поверхні.

На думку ряду вчених, середня температура на планеті зросла в порівнянні з доіндустріальним періодом (кінець XIX ст.) приблизно на 0,6 °С За найбільш оптимістичними прогнозами, до 2025 р. підвищення температури складе 2,5 °С а до кінця XXI сторіччя — майже 6 °С.

Серед важливих проблем, пов'язаних з посиленням парникового ефекту й потеплінням, виділяється проблема підвищення рівня Світового океану за рахунок танення материкових і морських льодів і проблема теплового розширення води в океані. За минуле століття рівень Світового океану підвищився на 10—25 см, а до кінця XXI сторіччя може підвищитися вже на 1—2 м. Якщо ж відбудеться руйнування льодових щитів Антарктиди й Гренландії, то рівень океану підвищиться на 10 м, а це спричинить зникнення з карти світу десятків держав.

Поступове підвищення рівня Світового океану також змусить сотні мільйонів людей мігрувати з прибережних зон, дельт рік і островів. Вода затопить чимало приморських міст, серйозно постраждають місця нересту риб. Більше за інших постраждають Китай, Єгипет, Бангладеш, Нідерланди, Японія, США.

Потепління призведе також до вивільнення метану, що знаходиться в зоні вічної мерзлоти у вигляді гідрату метану. Гідрат метану — це тверда речовина, що складається з кристалів води й метану, поглиненого під тиском водою. За оцін­ками, у зоні вічної мерзлоти метану міститься в багато разів більше, ніж у всій живій матерії на Землі.

Підвищення середніх температур на земній кулі може викликати й істотні зміни в перебігу процесів біосфери:

— порушення кругообігів головних біологічних елементів;

— зміни характеру хмарності й пов'язані з цим кліматичні зміни;

— зміна розподілу опадів за регіонами;

— зміщення кліматичних зон і, зокрема, збільшення пустель;

— порушення біологічних ритмів розвитку рослин і внаслідок цього — три­валі періоди неврожаїв головних сільськогосподарських культур.

Таким чином, парниковий ефект — це складне явище, у якому тісно перепле­лися і взаємодіють природні процеси й результати людської діяльності.