Парниковый эффект как экологическая проблема

«Парниковый эфект» как экологоческая проблема

     В  последнее время и,  особенно  в последние  годы,  парниковый эффект  стал  крупной  научной  проблемой, от  решения  которой  существенно  зависит  возможность  перехода  цивилизации  на  путь устойчивого  развития. Как отклик на озабоченность  тенденциями глобального изменения климата, эта проблема  нашла  достаточно  широкое  освещение в научных публикациях, оценках экспертов ООН   и  программах  проведения  исследований.    

     Одной из основных причин парникового эффекта  - накопление углекислого газа в  атмосфере, возрастающего от разогревания Земли лучами Солнца. Содержание газов – СО₂, метана и др. газов – постоянно увеличивается. Углекислый газ в атмосфере действует , как стекло: он пропускает солнечную радиацию и не пропускает обратно в космос тепловое излучение Земли.  Поглощая и вновь отдавая эту энергию излучения, двуокись углерода делает атмосферу теплее, чем она была бы в противном случае. Но действует и процесс, направленный в другую сторону - это процесс фотосинтеза, в котором растения усваивают углекислый газ из воздуха и строят из неё биомассу. 

       Оценки учёных показывают, что  за год вся растительность  суши улавливает из атмосферы  20-30 млрд. т. углерода в форме его двуокиси. На одном квадратном метре быстрорастущего тропического леса за год извлекает из воздуха 1-2 кг углерода, тундры - раз в сто меньше, но нельзя забывать, что растительность суши - лишь сравнительно небольшая часть всей земной флоры. Большую часть площади всей нашей планеты занимают океаны, в которых плавают массы микроскопических водорослей. В условии атмосферной двуокиси углерода они играют не меньшую роль, чем гигантские по сравнению сними наземные растения, за год эти микроскопические водоросли потребляют около 40 млрд. т. углерода. 

     Однако  растительность Земли не способна справиться с всё увеличивающимся загрязнением атмосферы, что приводит к изменению  климата.По сравнению с доиндустриальной эпохой содержание двуокиси углерода в атмосфере увеличилось на 28%. Если не принять меры, чтобы сократить выбросы, то к середине ХХI века средняя глобальная температура приземной атмосферы повысится на 1,5 – 4,5 0С. 

     Это приведет к перераспределению осадков, увеличению числа засух, изменится  режим речного стока. Растает  верхний слой вечной мерзлоты, которая  занимает в России около 10 млн. км2.уровень Мирового океана может подняться к 2030 году на 20 см., что приведет к затоплению прибрежных территорий. 

     Анализ  динамики климатических данных показал, что в 80-х – начале 90-х гг. среднегодовые  температуры на северной половине Восточно-Европейской  равнины возросли из-за теплых зим, отмечена сопряженность ареалов  максимальной изменчивости климатических  характеристик с географическим распределением загрязнений атмосферы. 

     Есть мнения, что климат Земли изменяется, наоборот, в сторону похолодания. И, вообще, в последние годы метеорологи разных стран приходят к выводу, что во всеобъемлющей системе погоды на земном шаре что-то расстроилось. По их мнению, климат на земле начинает меняться не в лучшую сторону. Некоторые метеорологи считают, что приближается стихийная всеобщая катастрофа, которую будет трудно предотвратить. Чего опасаться нам: засухи, отсутствия урожая, голода или, наоборот, рассчитывать на постепенное улучшение погоды и возвращение к климатическим условиям первой половины 20-ого века, считающимся наилучшими в мировой истории. 

     Большинство ученых сходятся во мнении, что атмосфера, тем не менее, скорее не охлаждается, а нагревается.    Причиной тому – грандиозные изменения, произведенные  человеком. Сейчас, как утверждают метеорологи, человеческая деятельность становится все более важным фактором, влияющим на климатический баланс Земли. Причиной тому могут служить разные факторы, однако, многие ученые связывают это  с парниковым эффектом. 

     Проблеме  изменения климата была посвящена  Международная конференция в  городе Киото (Япония) в 1997 году, организованная ООН, в которой приняло участие 160 стран. Центральный вопрос конференции  – поиски путей замедления изменения  климата. 

     Прежде  чем ответить на вопрос, поставленный в заглавии доклада, необходимо рассмотреть, с чем может быть связано глобальное потепление. В настоящее время  общеизвестно положение, что на Земле  постоянно происходит как естественное, так и антропогенное изменения  климата. Естественное изменение климата  – это результат действия «глобальной  климатической системы», состоящей  из трех элементов: «оледенение –  океан – атмосфера». Эта система  работает как гигантская машина. Нарушение  в одной её части вызывает ответные изменения в других частях. Для  объяснения работы «глобальной климатической  системы» было выдвинуто много геологических, палеогеографических, астрономических  теорий, которые пытались объяснить  причины изменения климата на Земле. 

     Общий вывод, который можно сделать  после знакомства с этими теориями, заключается в том, что природа  имеет свои собственные законы развития, так называемые естественные климатические циклы (периоды потепления и похолодания). На них влияют: солнечная энергия, воздушные и морские течения, уровень космической пыли, вертикальные подвижки земной коры, внезапные спуски крупных частей антарктического ледникового покрова в океан, изменение оси и угла вращения Земли вокруг солнца, полный цикл которого завершается за 22 тыс. лет и др. Есть основание полагать, что в естественных условиях происходит увеличение концентрации СО₂ в атмосфере. Показано, что эта концентрация менялась на разных этапах истории Земли, но причины этого изменения полностью не раскрыты. Показано, что её повышение могло быть связано с извержением вулканических пород. Есть основание считать, что уменьшение углекислого газа в определенные периоды жизни Земли (Кайнозойская Эра) было главной причиной изменения климата в сторону похолодания и появление в высоких широтах ледниковых покровов. Нужно сказать, что ни одна из существующих теорий не может претендовать на полное объяснение причин изменений климата на Земле, ибо ни одна из них не нашла ещё своего экспериментального подтверждения. Естественные колебания температурного режима в современную эпоху сами по себе оказывают сравнительно небольшое влияние на природные условия и соответственно на хозяйственную деятельность человека. Они не могут вызвать резкого повышения температуры и тех катаклизмов, свидетелями которых мы являемся. «Если бы природа развивалась по своим собственным законам и не подвергалась влиянию человека, то можно было бы уверенно предсказать, что климат будущего сначала испытает несколько потеплений и похолоданий, (так называемый малый ледниковый период), а затем решительно сдвинется в сторону очередного оледенения» (М. Митчелл, 1977). Однако жизнь вносит свои коррективы в этот естественный процесс. Благодаря человеку и его деятельности, развитие природной среды может пойти совсем по другому сценарию. Здесь в действие вступают так называемые антропогенные факторы, обусловленные деятельностью человека, которые оказывают существенное влияние на климат. Ещё в 40-х годах XX столетия академик В.И. Вернадский предостерегал, что производственная деятельность человека может приобрести масштабы, сравнимые с геологическими преобразованиями:«Человек становится геологической силой способной изменить лик Земли». 

     До определенного этапа  развития человеческого общества, в частности индустрии, в природе существовало экологическое равновесие, т.е. деятельность человека не нарушала основных природных процессов. Оно продолжалось до конца XIX века. XX век вошел в историю как век небывалого технического прогресса, бурного развития науки, энергетики, сельского хозяйства. Одновременно с этим стало расти вредное воздействие индустриальной деятельности человека на окружающую среду. В результате происходят непредсказуемые изменения экосистем и всего облика планеты Земля. И над миром возникла угроза глобального нарушения природного равновесия. 

     Таким образом, Земля постоянно находится  под естественным и антропогенным  воздействиями. Действие их на Землю различно. Естественное воздействие обеспечивает смену климатических циклов, а антропогенное нарушает природное равновесие и естественные экосистемы, что и приводит к изменению климата. 

     В 70-х годах XX-го столетия были опубликованы работы, в которых обосновывалась концепция изменения климата в сторону его потепления и в качестве главной причины этого процесса указывалось на накопление в атмосфере углекислого газа. Основным источником образование СО₂ является сжигание ископаемого топлива (каменный уголь, нефть), а также его производных (мазут, керосин, бензин, метан, природный газ). СО₂ поступает в атмосферу от промышленных предприятий (металлургические, химические, теплоэлектростанции и др.), бытовых объектов (котельная, жилые дома, сжигание мусора и т.д.), а также от транспорта (сухопутный, воздушный, водный). Общепризнанно, что повышенное содержание СО₂ создает, так называемый, парниковый эффект. Углекислый газ не препятствует поступлению солнечной радиации на Землю, но не пропускает длинноволновое излучение, которое идет от Земли, что приводит к повышению температуры нижнего слоя воздуха, а, следовательно, потеплению климата Земли. В настоящее время показано, что в атмосфере увеличилось содержание и других газов (закись азота, метан). Эти газовые примеси так же, как и СО₂ способны влиять на климат, и они могут быть также названы парниковыми. Дополнительным источником углекислого газа для атмосферы является уменьшение растительного покрова Земли – вырубка лесов, которые являются мощным поглотителем СО₂ из атмосферы. Кроме того, уничтожение растительности приводит к сильному нагреванию поверхности Земли, воздуха и повышению температуры. На уровень углекислого газа в атмосфере оказывает влияние температура океана, от которой зависит растворение СО₂ в воде, а также фотосинтез в океане. Чтобы остановить процесс глобального потепления на планете, необходимо к 2050 году снизить общий уровень выбросов СО₂ на 70%, по сравнению с уровнем 1990 года. Экономические расчеты показывают, что, если не принять срочных мер и не снизить темпа использования углеродного топлива, то концентрация СО₂ в атмосфере будет увеличиваться до 0,04 % в начале  ХХI столетия, а к 2030 г. составит 0,05-0,07%, т.е. удвоится, по сравнению с доиндустриальным периодом. Дальнейшие расчеты показали, что после 2030 г. концентрация углекислого газа будет расти и дальше, в течение одного-двух столетий и только достигнув значений в 5-10 раз больше ее доиндустриального уровня, начнет медленно снижаться. 

     Таким образом, в обозримом будущем  наша Земля будет и дальше находиться под влиянием повышенного содержания СО₂, испытывая глобальное потепление. Все это может привести к непредсказуемым изменениям климата на Земле, что может граничить с её катастрофой. Нарушения, которые причинил человек Земле, естественным путем будут исправляться тысячелетиями. 

     В связи с этим необходимо разработать  систему мероприятий, которые позволят сначала резко уменьшить, а затем  и прекратить поступление СО₂ в атмосферу. Эти мероприятия могут быть эффективными только в том случае, если они будут основаны на научных данных о состоянии внешней среды, на знании законов взаимодействия различных экологических факторов, на новых современных методах исследования, на научных подходах к устранению причин, порождающих экологическое неблагополучие. 

     Научные разработки, а также опыт ряда стран  показывают, что снижение СО₂ в атмосфере может быть достигнуто при: 

• уменьшении использования в промышленности природного топлива и замене его новыми видами энергии (ядерная, солнечная, энергия ветра, приливов и отливов, геотермальных источников);
• создании менее энергоемких процессов;
• создании безотходных производств и поточных линий с замкнутым циклом (сейчас показано, что при некоторых процессах отходы составляют 80-90% от исходного сырья).

     Все вышесказанное показывает, что глобальное потепление стало насущной международной  проблемой. Ею занимаются организации  и учреждения почти во всех странах  мира, а также такие международные  организации как ООН, ЮНЕСКО, ВОЗ, Всемирная Метеорологическая организация (ВМО), Всемирная служба погоды (ВСП), Международный Союз охраны природы  и природных ресурсов (МСОППР), Всемирная  Хартия природы и др. Большую роль играют международные общественные организации (Green Peace). Такой широкий общественный и международный резонанс позволил привлечь к этой проблеме внимание, как со стороны правительства разных стран, так и всего населения Земли.  Это позволяет надеется на успех в решении проблемы глобального потепления.   

     Так, в программе ООН рассматриваются  экологические проблемы на различных  территориях, проблемы здоровья и благосостояния человека, охрана наземных экосистем, Мирового океана, растительности, диких  животных, экологические вопросы  энергетики, а также экологическое  образование и информация, торговые, экономические и технологические  аспекты. В программе ВОЗ специальным  разделом включены исследования по охране окружающей среды и её влиянию  на здоровье человека. Большое внимание уделяется возможности повышения  уровня заболеваемости уже известными инфекциями (малярия и другие природно-очаговые инфекции), а также возможности  появления новых инфекций. Программа  ВМО предусматривает разработку методов долгосрочного прогнозирования  возможных изменений климата  и его влияния на человека, а  также влияние на климат различных  факторов. Практическое значение программы  состоит в том, что она поможет  народам использовать данные о климате  при планировании и регулировании  всех сторон человеческой деятельности. Программа МСОППР обобщает опыт всех стран в области охраны природы, определяет основные  экологические  проблемы современности и предлагает систему рациональных методов управления ресурсами биосферы. Программа ВСП  координирует деятельность всех  заинтересованных стран в области сбора и  обмена метеорологической информацией  и имеет три мировых центра – в Москве, Вашингтоне и Мельбурне.