Парниковый эффект и тенденции в изменении глобального климата

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Казанский национальный исследовательский  технологический университет

Кафедра ИнЭк

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему на тему: «Парниковый эффект и тенденции в изменении глобального климата»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполнил:

Студент гр. 1211-32

доцент. Зайнуллин 

Айдар Маратович

 

 

Казань 2012 год.

 

Оглавление:

 

 

Введение …………………………………………………………………………

Парниковый эффект: причины и последствия ……………………………

Тенденции в изменении  глобального климата ……………………………..

Влияние аэрозолей на характеристики атмосферы ……………………….

Защита атмосферного воздуха городов ……………………………………..

Федеральное законодательство и охрана атмосферного воздуха ……….

Нормирование  качества атмосферного воздуха ……………………………

Организация контроля состояния и загрязнения природной  среды в городах ……………………………………………………………………………

Заключение ………………………………………………………………………

Список литературы ……………………………………………………………..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Основным источником энергии, поддерживающим жизнь на Земле, является солнечная радиация - электромагнитное излучение Солнца, проникающее в  земную атмосферу. Солнечная энергия  поддерживает также и все атмосферные  процессы, которые определяют смену  сезонов: весна-лето-осень-зима, а также изменения погодных условий.  
Около половины солнечной энергии приходится на видимую часть спектра, которую мы воспринимаем как солнечный свет.

Эта радиация достаточно свободно проходит через земную атмосферу  и 

поглощается поверхностью суши и океанов, нагревая их. Но ведь солнечная  радиация поступает на Землю ежедневно  в течение многих тысячелетий, почему же в таком случае Земля не перегревается  и не превращается в маленькое  Солнце?  

Дело в том, что и  земля, и водная поверхность, и атмосфера  в свою очередь тоже испускают  энергию, только уже в несколько  иной форме - как невидимое инфракрасное, или тепловое, излучение.  
В среднем же достаточно длительное время в космическое пространство уходит ровно столько энергии в виде инфракрасного излучения, сколько ее поступает в виде солнечного света. Таким образом, устанавливается тепловое равновесие нашей планеты. Весь вопрос в том, при какой температуре установится это равновесие. Если бы атмосферы не было, средняя температура Земли составляла бы -23 градуса. Защитное действие атмосферы, поглощающей часть инфракрасного излучения земной поверхности, приводит к тому, что в действительности эта температура составляет +15 градусов. Повышение температуры - суть следствие парникового эффекта в атмосфере, который усиливается с увеличением количества углекислого газа и водяного пара в атмосфере. Эти газы лучше всего поглощают инфракрасную радиацию.  

В последние десятилетия  в атмосфере все больше и больше увеличивается концентрация углекислого  газа. Это происходит оттого; что  с каждым годом увеличиваются  объемы сжигания ископаемого топлива  и древесины. Вследствие этого средняя  температура воздуха у поверхности  Земли повышается примерно на 0,5 градуса  за столетие. Если нынешние темпы сжигания топлива, а значит, и повышение  концентрации парниковых газов сохранятся и в дальнейшем, то, по некоторым  прогнозам, в следующем столетии ожидается еще большее потепление климата.  

Парниковый эффект и тенденции в изменении глобального  климата

 

Парниковый эффект: причины и последствия.

Под парниковым эффектом понимают возможное повышение глобальной температуры планеты, обусловленное постепенным накоплением парниковых газов в атмосфере и изменение теплового баланса.

Указанные газы, называемые парниковыми, действуют в атмосфере как стекло в парнике: они беспрепятственно пропускают к Земле солнечную радиацию, но задерживают тепловое (инфракрасное) излучение нагретой поверхности Земли обратно в Космос. В результате еще более повышается ее температура, изменяются погода и климат.

Основным парниковым газом  является диоксид углерода. Его вклад в парниковый эффект, по разным данным, составляет от 50 до 66 %. К другим парниковым газам относятся метан (около 18 %), оксиды азота (примерно 3-5 %), а также озон, фреоны (хлорфторуглероды) и другие газы (остальное).

Всего известно около 30 парниковых газов, их утепляющий эффект зависит не только от количества в атмосфере, но и от относительной активности действия на одну молекулу. Если по данному показателю С0₂ принять за единицу, то для метана он будет равен 25, для оксидов азота — 165, а для фреона — 11000.

Начиная с середины XIX века содержание СО₂ в атмосфере менялось следующим образом (число молекул СО₂ на миллион молекул воздуха): 1859 г. — 265 — 290; 1958 г. — 313; 1978 г. — 330; 1990 г. — 350, т. е. увеличилось на 12 — 15 %.

Главным антропогенным источником поступления СО₂ в атмосферу является сжигание углеродсодержащего топлива (уголь, нефть, мазут, метан и др.). Ныне только от теплоэнергетики в атмосферу поступает около 1 т углерода на одного жителя планеты; по прогнозам, в первой половине XXI века суммарный выброс достигнет 10 млрд. т. Согласно Ю. В. Новикову (1998 г.), доля некоторых государств в глобальном выбросе СО₂ такова: США — 22 %, Россия и Китай — по 11 %, Германия и Япония — по 5 %, остальные страны — около 46 %.

Из-за проявления парникового  эффекта, как считают некоторые ученые, среднегодовая температура на Земле повысилась на 0,3-0,6 °С. В настоящее время увеличение концентрации СО₂ в атмосфере происходит примерно со скоростью 0,3-0,5 % относ.

В год, метана на 1 %, оксидов азота — на 0,2 %. По различным оценкам, удвоение содержания парниковых газов, которое может произойти во второй половине текущего века, вызовет повышение среднегодовой температуры планеты на 1-3,5 °С.

Следует отметить, что многие ученые не склонны придавать парниковым газам приоритет в глобальном потеплении. Они считают (А. М. Никаноров, Т. А. Хоружая, 2001 г.), что предстоящее потепление

(если оправдаются прогнозы) будет происходить в результате  комбинации естественных температурных  трендов (тенденций) и парникового  эффекта.

 

 Тенденции в изменении глобального климата.

За период с 1860 г. (началом  первых инструментальных замеров приземной  температуры воздуха) по 1998 г. прирост  температуры на Земле составил около 0,8 °С (В. Осипов, 2000 г.).

Одной из наиболее серьезных  опасностей, с которой может в  результате этого столкнуться человек, является повышение уровня Мирового океана в связи с таянием ледовых покровов в Гренландии и высокогорных ледников. За последние сто лет ушедшего века сток с ледников возрос на 200—250 км³, что составляет около 40 % увеличения водной массы океана в XX веке.

Глобальное потепление климата  и обусловленное им повышение уровня Мирового океана многими учеными рассматривается в перспективе как величайшая катастрофа не только для отдельных экосистем, но и биосферы в целом:

1. При повышении уровня океана на 1,5-2 м под затопление попадает около 5 млн км² земель, причем наиболее плодородных и густонаселенных. На них проживает около 1 млрд человек и собирается почти треть урожая многих сельскохозяйственных культур. Вынужденные переселения народов вглубь материков могут привести к социальными потрясениями и даже военным конфликтам.

2 . Потепление климата будет сопровождаться увеличением степени неустойчивости погоды, смещением границ природных зон, ростом числа штормов и ураганов, ускорением темпов вымирания животных и растений. Следствием этого, очевидно, явится резкое обострение продовольственной проблемы.

3. Другими исключительно важными последствиями потепления климата явится повышение температуры многолетнемерзлых пород и деградация криолитозоны, что особо актуально для нашей страны: 60 % ее территории относится к криолитозоне, а площадь вечномерзлых почв составляет около 2 млн км².

Среди последних многие тысячи км² занимают почвы, содержащие на небольшой глубине замерзшие кристаллогидраты метана. Повышение их температуры приведет к испарению больших количеств метана — одного из самых опасных парниковых газов. Возникнет замкнутый круг.

Наблюдения свидетельствуют  о том, что температура воздуха  за последние 30-35 лет на севере Европейской части России повысилась на 0,6-0,8 °С, севере Западной Сибири — до 1,6 °С, в Якутии — до 1,4 °С. По данным геокриологов, в условиях Западной Сибири повышение температуры мно- голетнемерзлых пород на глубине 10 м. к 2020 г. составит около 1 °С, а к 2050 г. — 1,5—2 °С. Это вызовет перемещение границы сплошной мерзлоты на север к 2020 г. на 50-80 км, а к 2050 г. — на 150-200 км.

Повышение температуры пород  криолитозоны и ее деградация приведут к интенсификации таких опасных процессов, как термокарст - опускание территории в результате вытаивания льдов, термоабразии - развитию оползней, сплывов, наледеобразованию и др.

4. Изменение климата несомненно окажет негативное влияние на здоровье людей из-за усиления теплового стресса в южных районах, и распространения многих видов заболеваний, так как повышение температуры создает более благоприятные условия для развития отдельных патогенных микроорганизмов.

Вышеизложенное дало основание  Международной конференции по проблемам изменения климата (Торонто, 1979 г.) заявить, что «Конечные последствия парникового эффекта могут сравниваться только с глобальной ядерной войной».

Согласно расчетам, уровень  океана будет подниматься в начале XXI века в 5-10 раз быстрее, чем в истекшем столетии. Максимальная величина подъема уровня океана ожидается около 60 см, а минимальная — 5 см.

По некоторым прогнозам (М. И. Будыко и др., 1978 г.), в 20-х гг. XXI века количество осадков на Кавказе и в Средней Азии возрастет на 75 и 100-150 мм, средняя температура января увеличится на 7—8 °С, а температуры июля останутся без изменений. Однако рост осадков и потепление примерно уравновесят друг друга, так что в этих областях, как, по-видимому, в других горных районах умеренных широт Евразии, первый этап предстоящего потепления — в ближайшие 50 лет — не будет сопровождаться нежелательными явлениями.

 

Напротив, в высоких широтах  будущие изменения климата проявятся  довольно резко. Островные ледниковые покровы на Земле Франца-Иосифа и  Новой Земле будут ежегодно получать 1000 и 1300 мм осадков. За год здесь будет  стаивать около 5-7 м льда, вследствие чего ледовые покровы исчезнут полностью  за несколько десятилетий. Сходная  судьба ожидает, по-видимому, и другие ледники Арктики. Скорость снижения поверхности Гренландского ледникового  щита будет меньше и составит 0,5- 0,7 м в год, тем не менее это вызовет прирост массы океана на 1000 км³ в год. Уже появились подтверждения этих прогнозов: в 2006 г. зафиксирована гигантская трещина в ледовом панцире Арктики.

Особенно значительными  будут изменения в Западной Антарктиде. Возможен внезапный катастрофический распад Западно - Антарктического ледникового щита, что связывают с неустойчивостью его строения. В Восточной Антарктиде в первой четверти XXI века баланс массы ледникового щита не испытает заметных изменений. Исключением будут северные шельфовые ледники Антарктиды доступные для вторжения теплого воздуха с моря. Их распад представляется неизбежным.

В целом, по приблизительным оценкам (В. М. Котляков, 1997 г.), скорость повышения уровня океана в 20-х гг. XXI века превысит 0,5 см в год.

Общественное производство людей неизбежно влияет на климат. Уже древние земледельцы, сводя лес и распахивая землю, изменяли температуру и влажность воздуха и влагосодержание грунта, а следовательно, испарение.

Современное полезащитное лесоразведение уменьшает скорость ветров и нисходящие движения воздуха, сокращает непроизводительное испарение, задерживает снег и этим повышает влажность нижних слоев атмосферы и почво-грунтов. При осушении болот уменьшается влажность, повышается температура. Водохранилища, наоборот, увеличивают количество воды в грунте  пара в тропосфере. Они аккумулируют тепло, уменьшают годовую и суточную амплитуду температуры. В этом же направлении действует искусственное орошение. Конечно, эти мероприятия не вносят существенных изменений в планетарные процессы тропосферы, они влияют на местный климат и микроклимат.

Тем не менее, климат густо населенных территорий за историческое время изменился. В частности, изменился речной сток.

Еще недавно самым дождливым  местом в мире считался один из районов  в штате Мегхаллая, на северо-западе Индии. Здесь в предгорьях Гималаев, на высоте 1313 метров над уровнем моря располагается небольшое селение Чирапунджи. Ежегодно над ним выпадало до 9150 мм осадков. В последнее время климат в Чирапунджи стремительно меняется. Обильные осадки теперь стали выпадать лишь в течение трех-четырех месяцев в году. Остальное время года дождей нет. Весь дождевой сток происходит в течение двух месяцев в конце периода муссонов, после чего влага в почве не сохраняется и наступает засуха.

Интенсивная вырубка лесов  в некоторых районах Земли  привела к эрозии, исчезновению плодородного слоя почвы, к превращению ранее зеленых массивов в пустыню. Отсутствие растительности в засушливых местах способствует подъему в атмосферу больших масс пыли, поглощающей значительную часть солнечной энергии.

Основная причина стремительно развивающегося опустынивания — чрезмерная вырубка лесов и расширение площади сельскохозяйственных посевов на горных склонах вместо естественной растительности.

Океаны и моря занимают 71 % земной поверхности. Они «обеспечивают» 90 % водяного пара, содержащегося в  атмосфере. К сожалению, водные пространства все больше загрязняются (главным образом углеводородами), поэтому загрязнение Мирового океана может в будущем серьезно повлиять на тепловой баланс Земли.

 

Известно, что тончайшая, молекулярная пленка нефти уменьшает  испарение на 60 %. В результате усиливается  нагрев водной поверхности. Массы воздуха, соприкасающиеся с загрязненными  зонами, станут более горячими, уменьшится их насыщенность водяными парами. Следовательно, над континентами будет выпадать меньше осадков. Перепад между высокой температурой загрязненной поверхности и более низкими температурами соседних чистых зон приведет к образованию в атмосфере воздушных течений, способствующих возникновению грозовых облаков, а в тропических морях — зарождению циклонов.