В настоящее время все более актуальным становится вопрос об изменении климата Земли в результате воздействия хозяйственной деятельности человека. Особую тревогу вызывает увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере, которое приводит к нагреванию поверхности Земли и нижней атмосферы и, возможно, является одной из основных причин наблюдаемого в последние десятилетия потепления климата.

Часть солнечной радиации, оставшаяся после отражения, поглощается земной поверхностью и переходит в тепло. Как известно, всякое тело, имеющее температуру, отличную от абсолютного нуля (—273°С), является источником излучения. Чем выше температура тела, тем больше энергии и тем более короткие длины волн оно излучает. Температура земной поверхности значительно ниже температуры на поверхности Солнца и колеблется от 190 до 350 К. В соответствии с этими температурами земная поверхность излучает длинноволновую радиацию в области спектра 4 — 120 мкм. Эта радиация называется собственным излучением земной поверхности. Атмосфера нагревается в результате сравнительно малого поглощения коротковолновой солнечной радиации и сильного поглощения собственного излучения земной поверхности. Кроме того, атмосфера получает тепло от земной поверхности путем теплопроводности и при конденсации водяного пара. Нагретая таким образом атмосфера излучает инфракрасную радиацию примерно в том же диапазоне длин волн, что и земная поверхность. Атмосферная радиация, направленная вниз, называется встречным излучением.

Атмосфера защищает Землю от чрезмерного нагревания и охлаждения: она играет роль «одеяла», удерживающего тепло. При отсутствии атмосферы температура земной поверхности была бы -23DC, при которой жизнь на Земле практически невозможна. Благодаря же атмосфере она равна +15°С.

Это свойство атмосферы называют парниковым эффектом по аналогии с теплицами и оранжереями, сохраняющими внутреннее тепло для растений. Таким образом, в дополнение к поглощенной солнечной радиации встречное излучение атмосферы — важный источник тепла для земной поверхности. С увеличением облачности встречное излучение возрастает, поскольку сами облака сильно излучают длинноволновую радиацию. Газы, создающие в атмосфере экран, задерживающий инфракрасные лучи, и способствующих в результате этого нагреванию поверхности Земли и нижних слоев атмосферы, называются парниковыми. Они присутствовали в атмосфере в незначительном количестве почти на всем протяжении истории Земли.

Наиболее Значимый природный парниковый газ — водяной пар Н20. Он поглощает и излучает длинноволновую инфракрасную радиацию в диапазоне длин волн 4,5 — 80 мкм. Влияние водяного пара на парниковый эффект является определяющим и создается преимущественно полосой поглощения 5 — 7,5 мкм. Тем не менее, часть излучения поверхности Земли в областях спектра 3 — 5 мкм и 8 — 12 мкм, называемых окнами прозрачности, уходит сквозь атмосферу в мировое пространство. Парниковый эффект водяного пара усиливается полосами поглощения углекислого газа, который попадает в атмосферу в результате вулканической деятельности, естественного круговорота углерода в природе, гниения органических веществ в почве при нагревании, а также человеческий деятельности, главным образом вследствие сжигания ископаемого топлива (угля, нефти, газа) и уничтожения лесов.

Помимо углекислого газа в атмосфере увеличивается содержание таких парниковых газов, как метан, закись азота и тропосферный озон. Метан поступает в атмосферу из болот и глубоких трещин в земной коре. Увеличению его концентрации способствуют развитие сельскохозяйственного производства (особенно расширение обильно орошаемых рисовых полей), увеличение поголовья скота, сжигание биомассы и добыча природного газа. Концентрацию закиси азота увеличивают использование азотных удобрений, выбросы самолетов, а также процессы окисления. Озон в тропосфере увеличивается в результате химических реакций под действием солнечных лучей между углеводородами и окислами азота, образовавшимися вследствие сжигания ископаемого топлива Концентрация этих газов возрастает быстрее, чем концентрация углекислого газа, и в будущем их относительный вклад в парниковый эффект атмосферы может увеличиться. Росту парникового эффекта атмосферы способствует также увеличение концентрации сильно поглощающего аэрозоля индустриального происхождения (сажа) с радиусом частиц 0,001 — 0,05 мкм. Увеличение в атмосфере Земли содержания парниковых газов и аэрозолей может значительно повысить глобальную температуру и вызвать другие климатические изменения, экологические и социальные последствия которых пока трудно предсказать.

Источник: geographyofrussia.com

Что это такое

Суть парникового эффекта схожа с принципом действия теплиц, который хорошо знаком всем огородникам и садоводам. Она заключается в том, что над планетой образуется некий парник, который, обладая прозрачностью, беспрепятственно пропускает через себя солнечные лучи. Они попадают на земную поверхность, прогревают её. Тепло в норме должно проходить через атмосферу, а её нижние слои за последние несколько десятков лет стали настолько плотными, что потеряли свою пропускную способность. Таким образом, теплообмен нарушается, что и приводит к запуску механизма парникового эффекта.

Охрана экологии

Определение парникового эффекта примерно такое: увеличение температуры в нижних атмосферных слоях по сравнению с эффективными показателями, характеризующими тепловое излучение Земли, которое наблюдается из космоса. Иными словами, на поверхности планеты гораздо теплее, нежели за пределами её атмосферы. А так как слои очень плотные, они не пропускают тепло, и оно, под воздействием пониженных космических температур, провоцируют образование конденсата. Упрощённая схема механизма представлена ниже.

Впервые изучением вопроса парникового эффекта занялся ещё в XIX веке Жозеф Фурье, который предположил, что земная атмосфера сильно меняется и по своим свойствам начинает напоминать стекло в парниках, то есть пропускает солнечные лучи, но препятствует обратному проникновению тепла. Из-за этого синтезируются так называемые парниковые газы, которые состоят из углерода, водяного пара, озона и метана.

Основой является пар, провоцирующий образование конденсата. Не менее важную роль в парниковом эффекте играет и углекислый газ, объём которого за последнее время увеличился до 20-26%. Доли озона и метана в атмосфере составляют по 3-7%, но они тоже принимают участие в процессах парникового эффекта.

Вырубка лесов

Причины

Планета Земля уже проходила парниковый эффект и глобальное потепление, и, вероятно, без таких явлений человечество и всё живое не смогло бы развиваться и нормально жить. Много веков назад процессы запустились из-за высокой активности многочисленных вулканов, продукты извержения которых попадали в атмосферу. Но по мере распространения растительности на планете уровень газов снизился, и ситуация стабилизировалась.

В современном мире парниковый эффект обусловливается следующими причинами:

  • Активное и бесконтрольное применение различных извлекаемых из недр Земли полезных ископаемых, обладающих горючими свойствами. Человечество стремится использовать все дары планеты, но делает это крайне необдуманно и грубо: в процессе сжигания и горения в окружающую среду ежедневно выбрасывается огромное количество различных загрязняющих атмосферу продуктов распада, а также углекислого газа.
  • Активная вырубка лесов на всей Земле, которая в последнее время приобрела просто огромные масштабы. Деревья вырубаются, в основном, с целью использования в качестве топлива, но иногда осуществляется расчистка территорий под строительство. Так или иначе, уменьшение количества зелёных растений изменяет состав воздуха. Листва поглощает углекислый газ и выделяет кислород. И чем меньше растительности на планете, тем выше концентрация веществ, уплотняющих атмосферу и усиливающих эффект парника.
  • Огромное количество транспорта, работающего на бензине. В процессе его эксплуатации вырабатываются и сразу попадают в воздух выхлопные газы. Они устремляются вверх, проникают в нижние атмосферные слои и делают их ещё более плотными, усиливая эффект парниковый.
  • Развитию парникового эффекта в атмосфере способствует стремительный рост численности населения. Каждый человек, вдыхая кислород, выдыхает углекислый газ, а он, как известно, является основной развития эффекта парника.
  • Лесные пожары, которые возникают всё чаще из-за погодных изменений и халатности людей, также усугубляют ситуацию с парниковым эффектом. Ежегодно сгорает огромное количество деревьев, и это значит, что выделяются невероятные объёмы углекислого газа, попадающего в воздух и атмосферу.
  • Многочисленные свалки, заполонившие поверхность Земли, в процессе гниения отходов выделяют метан и прочие вредные вещества, сильно загрязняющие нижние атмосферные слои.
  • Стремительные темпы развития промышленности. Различные перерабатывающие заводы и прочие промышленные компании выделяют огромное количество выхлопов и паров, попадающих практически сразу в атмосферу и провоцирующих эффект парника.
  • Внедрение во все сферы жизни химических и синтетических веществ. Они содержатся в удобрениях, таре, одежде, продуктах питания и прочих продуктах современного производства. Некоторые соединения не разлагаются и выделяют пары, устремляющиеся в атмосферу.

Глобальное потепление

Возможные последствия

Мало знать, что такое парниковый эффект, чтобы понять, насколько он опасен. И чтобы оценить глобальность и серьёзность проблемы, следует рассмотреть угрожающие планете и всему живому последствия. Они могут быть следующими:

  1. Загрязнение атмосферы и уплотнение его слоёв способствуют глобальному потеплению. Уже давно учёные, занимающиеся исследованием климатических условий, заметили повышение среднегодовых температур на несколько градусов. И такие изменения могут нарушить общий баланс, привести к жаре и засухе в некоторых южных регионах.
  2. Из-за парникового эффекта и вызванного им потепления происходит активное таяние ледников. Уровень воды в океанах стремительно растёт, прибрежные районы могут оказаться полностью затопленными спустя несколько десятков лет. А если учесть, что на этих территориях осуществляется выращивание различных культур, то огромный ущерб будет нанесён сельскому хозяйству, а это, в свою очередь, может спровоцировать острую нехватку продуктов питания.
  3. Из-за повышения уровня вод в мировых океанах затопленными могут оказаться многие прибрежные города, а в будущем даже целые страны. В итоге людям будет просто негде жить. Причём над некоторыми регионами уже нависла реальная угроза.
  4. Под воздействием вызванных парниковым эффектом высоких температур гораздо быстрее испаряется влага, и это оказывает самое непосредственное губительное воздействие на растительность Земли. Сокращение её объёмов усугубит проблемы и ухудшит состав воздуха. В итоге спустя века может настать момент, когда дышать на планете будет просто нечем.
  5. Жара – это угроза для здоровья многих людей, особенно страдающих сердечно-сосудистыми и эндокринными заболеваниями. Неспроста в летний период смертность на всей Земле заметно увеличивается.
  6. Из-за парникового эффекта и обусловленных им серьёзных климатических изменений может пострадать не только флора планеты, но и фауна, то есть животный мир. Некоторые его представители уже считаются вымирающими, в том числе и из-за усиления парникового эффекта.
  7. Человечество уже испытывает на себе мощь природных аномалий: сильнейших осадков, ураганов, наводнений, цунами, смерчей, землетрясений и прочих явлений, угрожающих жизни людей.

Лесной питомник

Как избежать серьёзных последствий

Проблема парникового эффекта на Земле очень актуальна, поэтому многие учёные активно разрабатывают и продумывают пути решения.

  1. Во-первых, следует полностью пересмотреть энергопотребление. От горючих природных ископаемых и твёрдых топливных материалов желательно отказаться, перейдя на природный газ или альтернативные и пока недостаточно проработанные природные источники, такие как солнце, вода, ветер.
  2. Во-вторых, парниковый эффект и его влияние на планету Земля ослабнут, если человечество будет вести политику сбережения и экономии энергии. Для этого можно, например, полноценно утеплять дома и использовать строительные и отделочные материалы, удерживающие тепло. Также на производственных и промышленных предприятиях следует установить оборудование, которое сократит расход энергии.
  3. В-третьих, одним из способов борьбы с парниковым эффектом может стать переоборудование транспортной системы. Отказываться от автомобилей необязательно, но можно приобретать работающие без оседающих в нижних слоях атмосферы выхлопных газов, например, на солнечных батареях или электроэнергии. Разработка альтернативных источников ведётся, но её результаты пока неизвестны.
  4. В-четвёртых, следует восстанавливать леса на Земле, остановить их вырубку, высаживать новые деревья. И если каждый житель планеты внесёт вклад, то это уже существенно отразится на общей ситуации. Кроме того, стоит пересмотреть выращивание различных культур, а именно отказаться от загрязняющих атмосферу и усиливающих эффект парника химических удобрений и опрыскиваний ядами.
  5. В-пятых, нужно оптимизировать систему переработки отходов, чтобы не загрязнять атмосферу и планету. На промышленных предприятиях должны устанавливаться очистные сооружения, минимизирующие выхлопы. Сами отходы должны полноценно утилизироваться или же перерабатываться и использоваться в качестве вторичного сырья. Кроме того, для сокращения количества свалок при производстве следует использовать полностью разлагающиеся и безвредные материалы.

Теперь сущность парникового эффекта и его влияния на атмосферу вам ясны, и вы знаете, почему планете угрожает опасность. Устранить такое явление очень сложно, но если всё человечество пересмотрит своё отношение к Земле и начнёт действовать, то серьёзных последствий удастся избежать.

Источник: vtorothodi.ru



Установлено, что усиленный парниковый эффект представляет собой нарушение климатического равновесия Земли, вызванное увеличением концентрации парниковых газов, что привело к росту глобальных средних температур поверхности. Описаны последствия, вызванные усиленным парниковым эффектом. В частности, установлено, что увеличение парниковых газов привело к такому явлению как глобальное потепление, в результате чего по всему миру наблюдаются климатические изменения, которые в некоторых районах уже имеют необратимый характер. Сделан вывод, что поскольку условия, в которых мы живём, идеальны для жизни, рост температуры может быть губительным для нас и для любых других живых существ на Земле.

Ключевые слова: парниковый эффект, парниковые газы, глобальное потепление, экологические последствия, экономические последствия.

Сегодня происходят масштабные пространственно-временные климатические изменения на Земле глобального и регионального характера — так называемый усиленный парниковый эффект. Помимо глобального потепления, увеличение различных парниковых газов влечёт другие последствия, включая подкисление океана, загрязнение смогом, истощение озонового слоя, а также изменение уровня роста растений и уровня их питания.

Поэтому изучение этой темы и своевременное получение надёжных исследований и оценок особенно сегодня имеет исключительно важное значение.

Парниковые газы — группа газов атмосферы, способных задерживать и поглощать инфракрасное (тепловое) излучение поверхности Земли, создавая в атмосфере парниковый эффект.

Вследствие деятельности человека химический состав атмосферы изменился за счёт накопления парниковых газов — прежде всего углекислого газа (СО2), метана (СН4) и оксида диазота (N2O, закиси азота). К основным парниковым газам (помимо главного парникового газа Земли — водяного пара (влажность воздуха тропосферы, H2O)) также относятся гидрофторуглеродные (ГФУ) и перфторуглеродные (ПФУ) соединения, гексафторид серы (SF6, элегаз) и трифторид азота (NF3).

Атмосферные концентрации парниковых газов определяются балансом между источниками (выбросы газа в результате деятельности человека и природными системами) и поглотителями (удаление газа из атмосферы путём конверсии в другое химическое соединение). Доля оставшегося количества газа в атмосфере по истечении определённого времени носит название «воздушная фракция» (airborne fraction — AF).

Определим этапы образования усиленного парникового эффекта:

Шаг 1: Солнечная радиация достигает атмосферы Земли — часть её отражается обратно в космос.

Шаг 2: Остальная энергия солнца поглощается землей и океанами, нагревая Землю.

Шаг 3: Тепло исходит от Земли в направлении космоса.

Шаг 4: Часть этого тепла задерживается парниковыми газами в атмосфере, сохраняя Землю достаточно тёплой, чтобы поддерживать жизнь.

Шаг 5: Деятельность человека — сжигание ископаемого топлива, сельское хозяйство, обезлесение и т. д. — увеличивает количество парниковых газов, выделяемых в атмосферу.

Шаг 6: В результате образуется дополнительное тепло, которое способствует повышению температуры Земли.

По данным Всемирной метеорологической организации, в течение 2016 года концентрация в атмосфере двуокиси углерода росла невиданными ранее темпами. По данным исследователей, в течение 2016 года темп роста содержания углекислоты в воздухе превышал на 50 процентов среднегодовые темпы за все предыдущие 10 лет. Главной причиной такого внезапного роста содержания «парникового газа» с 400 до 403,3 доли на миллион учёные объясняют несколькими факторами, прежде всего «сочетанием человеческой деятельности и сильным ураганом Эль-Ниньо» [4]. Нынешние показатели такие же высокие, как и несколько миллионов лет назад. Тогда уровень мирового океана на 20 метров превышал нынешний уровень, предостерегают представители организации.

В 2016 году также наблюдалось повышение концентрации и других «парниковых газов», в том числе и метана, хотя и не такими быстрыми темпами, как в случае с двуокисью углерода. Эти данные были обнародованы за неделю до проведения Климатической конференции ООН, которая прошла с 6 по 17 ноября 2017 года в немецком Бонне.

Чтобы не допустить опасного антропогенного воздействия на климатическую систему Земли ввиду продолжающихся выбросов парниковых газов в атмосферу, почти четверть века назад была принята Рамочная конвенция ООН об изменении климата (РКИК ООН).

Основной вклад в антропогенную эмиссию парниковых газов вносит диоксид углерода, доля которого в общей эмиссии газов с непосредственным парниковым эффектом, подпадающим под действие РКИК ООН, составляет более 75 %. Ещё 16 % составляет метан, около 6 % — закись азота и около 2 % — прочие парниковые газы.

Эмиссия парниковых газов и их возрастающая концентрация в атмосфере уже оказывают влияние на окружающую среду, здоровье человека и экономику. Эти изменения заметно проявляются по всему миру. Рассмотрим какие последствия имеет увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере, то есть чем грозит усиление парникового эффекта.

1. Глобальное потепление.

Большинство климатологов согласны с тем, что основной причиной нынешнего глобального потепления является усиление «парникового эффекта» ввиду человеческой деятельности [9, с. 4–5]. И в пятом оценочном докладе Межправительственная группа экспертов по изменению климата, группа из 1300 независимых научных экспертов из стран во всём мире под эгидой Организации Объединённых Наций, сделала вывод о том, что вероятность того, что в результате деятельности человека за последние 50 лет наша планета существенно нагрелась, составляет более 95 % [9, с. 5]. Увеличение концентрации парниковых газов приводит к уменьшению исходящего инфракрасного излучения, поэтому климат Земли должен каким-то образом измениться, чтобы восстановить баланс между входящим и исходящим излучением. Это «климатическое изменение» будет включать в себя «глобальное потепление» поверхности Земли, поскольку прогревание является самым простым способом избавиться от лишней энергии. Однако небольшое повышение температуры повлечёт за собой многие другие изменения, например, в облачном покрове и ветровых структурах.

Используя сложные климатические модели, Межправительственная группа экспертов по изменению климата прогнозирует, что глобальная средняя температура поверхности поднимется с 1,4 ℃ до 5,8 ℃ к концу 2100 года [13].

Вредное воздействие глобального потепления на окружающую среду проявляется в таких негативных последствиях как опустынивание, увеличение таяния снега и льда, повышение уровня моря, сильные штормы и экстремальные природные явления [3]. 2017 год стал рекордным по количеству ураганов в Атлантике, что даёт представление о возможных природных катаклизмах в будущем, которые будут иметь ещё более масштабный характер.

В мировом океане уже начались неотвратимые процессы. Уровень воды повышается, океан закисляется. Рост уровня моря при глобальном потеплении произойдёт по причине двух разных процессов. Во-первых, более тёплая температура вызывает повышение уровня моря ввиду теплового расширения морской воды. Во-вторых, вода из тающих ледников и ледяных пластов Гренландии и Антарктиды также добавит воду в океан. Предполагается, что средний уровень моря в мире возрастёт на 0,09–0,88 м до 2100 года. Лёд, который покрывает 10 процентов поверхности Земли, исчезает невероятно быстрыми темпами [11]. Так, ожидается, что Северный Ледовитый океан станет практически свободным ото льда летом до середины XXI века [13, 5]. В Арктике менее чем за 40 лет исчезло более 2 млн км2 льда. Катастрофическое уменьшение ледового покрова в Арктике подтверждают данные NSIDC. В 2015 году летом под завершение сезона таяния, его площадь достигла своего второго самого низкого показателя, сократившись до 4,14 млн км2. Данные со спутников NASA’s GRACE показывают, что ледяные покровы как в Антарктике, так и в Гренландии теряют массу. С 2002 года Антарктида ежегодно теряет около 118 гигатонн льда, в то время как лёд арктической Гренландии теряет примерно 281 гигатонн ежегодно. В 2017 году наблюдалось ошеломляющее снижение антарктического морского льда [8]. В июле 2017 года от ледника в Антарктиде откололся гигантский айсберг площадью почти шесть тысяч квадратных километров и весом один триллион тонн. Учёные ожидают, что он будет плыть на север, распадётся на части и растает в тёплых водах [1]. Уменьшение массы антарктического льда представлено на рис. 1.

Парниковый эффект в атмосфере

Рис. 1. Динамика изменения массы антарктического льда (по данным NASA)

Увеличение уровня углекислого газа привело к тому, что кислотность мирового океана увеличилась на 30 %. Океан служит в качестве раковины для газа и поглощает около четверти выбросов углекислого газа, который затем продолжает реагировать с морской водой и образует углекислоту. Так как уровень углекислого газа в атмосфере повышается, подкисление океана увеличивается.

Многие биологические виды не могут адаптироваться к изменениям климата, в результате чего наблюдается сокращение биоразнообразия на Земле.

У многих людей, в том числе и высокопоставленных, складывается ложное представление о глобальном потеплении. Так, считается, что глобальное потепление буквально является «потеплением» — повышением температуры. К примеру, президент США Дональд Трамп ещё до того, как занять должность, резко высказывался по изменению климата, называя его «фейковым». Но глобальное потепление, прежде всего, характеризуется континентальностью, то есть резким изменением погоды, перепадами температур, растущей разницей между зимними и летними температурами в отдельных регионах, многочисленными стихийными бедствиями. Среди учёных бытует мнение, что глобальное потепление не обязательно означает увеличение количества одного типа бедствий, в частности ураганов. На самом деле это значит, что наиболее мощные и деструктивные катаклизмы будут учащаться, а главное, увеличится их разнообразие.

В начале 2016 года по результатам Всемирного саммита по изменению климата в Париже 194 страны-члены Рамочной конвенции ООН об изменении климата подписали Парижское соглашение — государства обязались «приглушить» темпы глобального потепления, начав регулирование выбросов в атмосферу СО2. 11 декабря 2017 года на парижском саммите «Одна Планета», посвящённом второй годовщине принятия Парижского климатического соглашения, президент Франции Эммануэль Макрон выразил жёсткое предостережение относительно климатических изменений на Земле. Французский лидер подчеркнул, что человечество «проигрывает борьбу» против глобального потепления [10].

2. Воздействие на человека

1) Экономическое воздействие: более половины населения Земли живёт в 100 километрах от моря. Большая часть этого населения находится в городских районах, которые служат морскими портами. Поддающееся измерению повышение уровня моря окажет серьёзное экономическое воздействие на низменные прибрежные районы и острова, например, увеличивая темпы эрозии пляжей вдоль береговых линий, поднимая уровень моря, вытесняя свежие подземные воды на значительное расстояние в пределах страны.

Ожидается, что воздействие усиления парникового эффекта на здоровье человека создаст дополнительный экономический стресс для систем здравоохранения и социальной поддержки. Ожидается увеличение ущерба для инфраструктуры (например, дорог и мостов), вызванного экстремальными погодными явлениями, оттаиванием вечной мерзлоты и ростом уровня моря, и т. д. По данным Всемирного банка, наводнения, землетрясения, цунами и другие природные катаклизмы ежегодно увеличивают количество бедного населения на 26 млн. человек [2]. При этом стихийные бедствия причиняют глобальной экономике ущерб в размере полтриллиона долларов. Последнее исследование банка, которое охватило 117 стран, показало, что «выходки» природы стоили человечеству 520 млрд долларов в год — это на 60 % больше, чем отмечалось в предыдущих подсчётах мировой организации.

Во Всемирном банке подсчитали, что по меньшей мере 100 млн человек могут оказаться за чертой бедности к 2030 году в результате глобального потепления. Глобальное потепление может привести к распространению болезней и вреда для урожая. Всемирный банк также отмечает, что бедное население уже страдает от его последствий, а именно от засух и наводнений, ведь именно бедные слои населения являются зависимыми от сельского хозяйства. В 2015 году 19 млн человек стали климатическими переселенцами. Если ситуация не изменится, к 2050 году таких климатических беженцев в мире будет насчитываться около 250 млн.

Если климатические изменения будут продолжаться, Индия, Пакистан и Бангладеш могут к концу XXI века стать непригодными для жизни человека из-за высокой жары и влажности. На сегодня лишь два процента населения Индии живут в местностях, где наблюдается опасная комбинация высоких температур и влажности. Однако опубликованное в журнале Science Advances исследования прогнозируют, что этот показатель вырастет до 70 процентов, если усилия, направленные на сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу, окажутся напрасными [5].

Эксперименты показали, что при более высоких концентрациях СО2 рост растений может ускоряться. Высокий уровень углекислого газа делает углерод более доступным для растений, которые используют его в качестве питания, но они также нуждаются и в других питательных веществах (таких как азот, фосфор и т. д.) для роста и выживания. Без увеличения этих питательных веществ качество питания многих растений уменьшится [2].

Эффект глобального потепления может повлиять на общую циркуляцию атмосферного воздуха и таким образом изменить глобальную картину осадков, а также изменить содержание влаги в почве на разных континентах. За последние 20 лет почти в 2 раза увеличилось количество гидрометеорологических явлений. Тенденции в изменении количества атмосферных осадков ведут к изменению на территории стока рек. И в данном случае доминирующей тенденцией является увеличение стока крупнейших рек бассейна Северного Ледовитого океана.

2) Воздействие на водные системы: потеря прибрежных водно-болотных угодий приведёт, безусловно, к уменьшению количества популяций рыб, особенно моллюсков. Увеличение солёности в эстуариях может уменьшить обилие пресноводных видов, но при этом популяция морских видов возможно увеличится. Однако полное воздействие на морские виды неизвестно.

3) Влияние на гидрологический цикл: глобальные осадки, вероятно, возрастут. Однако неизвестно, как изменится региональный характер осадков. В некоторых регионах может быть больше осадков, тогда как другие будут страдать от их недостатка. Более того, высокие температуры, вероятно, увеличивают испарение. Эти изменения, вероятно, создадут новые нагрузки на многие системы управления водными ресурсами.

Повышение температуры окружающей среды и изменения в связанных процессах напрямую связаны с увеличением выбросов антропогенных парниковых газов в атмосферу. Рост температуры на Земле в основном вызван выбросом углеродсодержащего соединения из потребления ископаемых видов топлива для выработки электроэнергии. Концентрации углекислого газа, метана и окиси азота растут в последние годы, поэтому их парниковые газы, главным образом хлорфторуглероды (ХФУ), были эмитированы в атмосферу в значительном количестве.

На конференции в Бонне, которая прошла с 6 по 17 ноября в 2017 году, учёные пришли к выводу, что каждые десять лет человечеству необходимо уменьшать количество выбросов СО2 в два раза. До 2050 года эмиссия углекислого газа при таких условиях должна достигнуть нулевого уровня [7]. Необходимо внедрять альтернативные источники энергии, в частности, повсеместно устанавливать солнечные батареи.

В заключение представляется необходимым также отметить, что человечество уже переступило черту и необратимые процессы уже запущены, поэтому мы уже сейчас вынуждены приспосабливаться к новым климатическим условиям.

Литература:

  1. Another giant iceberg has broken free from Antarctica: Mass of ice FOUR TIMES the size of Manhattan separates from the Pine Island Glacier. — 29.09.2017. — [Electronic resource]. Access point: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-4920970/Huge-iceberg-breaks-Antarctica-s-Pine-Island-Glacier.html#ixzz5157k1hkt
  2. Climat action. — [Electronic resource]. Access point: http://datatopics.worldbank.org/sdgatlas/SDG-13-climate-action.html
  3. COP 23 — UN Climate Change Conference in Bonn. — [Electronic resource]. Access point: https://www.cop23.de/en/
  4. COP23: UN Climate Change Conference 2017. — [Electronic resource]. Access point: http://www.un.org/sustainabledevelopment/cop23/
  5. Due to the heat of Asia will become uninhabitable. — 03.08.2017. — [Electronic resource]. Access point: http://micetimes.asia/due-to-the-heat-of-asia-will-become-uninhabitable/
  6. Effects of increased greenhouse gas emissions. — [Electronic resource]. Access point: https://whatsyourimpact.org/effects-increased-greenhouse-gas-emissions#footnote9_yhwssbq
  7. Global Ice Viewer
  8. If greenhouse gas emissions ended now. — July 7, 2017. http://earthsky.org/earth/if-greenhouse-gas-emissions-ended-right-now
  9. IPCC Fifth Assessment Report, 2014: Climate Change 2014. Synthesis Report. Summary for Policymakers. — 32 p.
  10. One Planet Summit. — [Electronic resource]. Access point: https://www.diplomatie.gouv.fr/en/french-foreign-policy/climate/one-planet-summit/
  11. Sentinels of Climate Change — [Electronic resource]. Access point: https://climate.nasa.gov/interactives/global-ice-viewer/#/3
  12. What Are The Chances Of Another Katrina? — [Electronic resource]. Access point: https://svs.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/details.cgi?aid=11870
  13. When will the Arctic be ice free? — October 5, 2016. — [Electronic resource]. Access point: http://sciencenordic.com/when-will-arctic-be-ice-free

Источник: moluch.ru

Что такое парниковый эффект?

Парниковый эффект – это рост среднегодовой температуры воздуха на планете, происходящий за счет смены оптических свойств атмосферы. Легче понять суть этого явления можно на примере обычного парника, который имеется на любом приусадебном участке.

Представьте себе, что атмосфера – это стеклянные стены и крыша теплицы. Как и стекло, она с легкостью пропускает сквозь себя солнечные лучи и задерживает излучение тепла от земли, не давая ему уходить в космос. В результате тепло остается над поверхностью и нагревает приземные слои атмосферы.

Почему возникает парниковый эффект?

Причина появления парникового эффекта заключается в разнице между излучениями, исходящими от Солнца и земной поверхности. Солнце с его температурой 5778 °С дает преимущественно видимый свет, весьма чувствительный для наших глаз. Поскольку воздух способен пропускать этот свет, солнечные лучи с легкостью проходят сквозь него и нагревают земную оболочку. Предметы и объекты у поверхности имеют среднюю температуру около +14…+15 °С, поэтому излучают энергию в инфракрасном диапазоне, не способную проходить через атмосферу в полном объеме.
Парниковый эффект в атмосфере
Впервые подобный эффект был смоделирован физиком Филиппом де Соссюром, который выставил на солнце накрытый стеклянной крышкой сосуд, а после измерил разницу температур внутри него и снаружи. Внутри воздух оказался теплее, будто сосуд получил извне солнечную энергию. В 1827 году физик Жозеф Фурье высказал предположение, что такой эффект может происходить и с атмосферой Земли, оказывая влияние на климат.

Именно он сделал вывод, что температура в «парнике» повышается за счет различной прозрачности стекла в инфракрасном и видимом диапазоне, а также благодаря предотвращению стеклом оттока теплого воздуха.

Как парниковый эффект влияет на климат планеты?

При неизменных потоках солнечной радиации климатические условия и среднегодовая температура на нашей планете зависят от ее теплового баланса, а также от химического состава и температуры воздуха. Чем выше уровень парниковых газов у поверхности (озона, метана, диоксида углерода, водяного пара), тем выше вероятность усиления парникового эффекта и, соответственно, глобального потепления. В свою очередь уменьшение концентрации газов ведет к снижению температуры и появлению ледяного покрова в полярных районах.
Парниковый эффект в атмосфере
Благодаря отражательной способности земной поверхности (альбедо) климат на нашей планете не раз переходил от стадии потепления к стадии похолодания, поэтому сам по себе парниковый эффект особой проблемы не представляет. Однако в последние годы в результате загрязнения атмосферы выхлопными газами, выбросами ТЭЦ и различных заводов на Земле наблюдается увеличение концентрации углекислого газа, что может привести к глобальному потеплению и негативным последствиям для всего человечества.

Какие последствия парникового эффекта?

Если за последние 500 тысяч лет концентрация диоксида углерода на планете никогда не превышала 300 промилле, то в 2004 году этот показатель составил 379 промилле. Чем грозит это нашей Земле? Прежде всего, ростом окружающей температуры и катаклизмами глобальных масштабов.

Таяние ледников может значительно повысить уровень мирового океана и вызвать тем самым затопление прибрежных районов. Считается, что через 50 лет после усиления парникового эффекта на географической карте может не остаться большинства островов, все морские курорты на материках исчезнут под толщей океанской воды.
Парниковый эффект в атмосфере
Потепление на полюсах способно изменить распределение осадков по всей территории земли: в одних районах их число увеличится, в других уменьшится и приведет к засухе и опустыниванию. Негативным последствием роста концентрации парниковых газов выступает также разрушение ими озонового слоя, что уменьшит защиту поверхности планеты от ультрафиолетовых лучей и приведет к разрушению ДНК и молекул в человеческом организме.

Расширение озоновых дыр к тому же чревато потерей многих микроорганизмов, в частности, морского фитопланктона, что может оказать существенное влияние на животных, которые им питаются.

Источник: www.vseznaika.org

Садоводы хорошо знакомы с этим физическим явлением. Внутри парника всегда теплее, чем снаружи, и это помогает выращивать растения, особенно в холодное время года. Вы можете почувствовать аналогичный эффект, когда находитесь в автомобиле. Причина его состоит в том, что Солнце с температурой поверхности около 5000°С излучает главным образом видимый свет — часть электромагнитного спектра, к которой чувствительны наши глаза. Поскольку атмосфера в значительной степени прозрачна для видимого света, солнечное излучение легко проникает к поверхности Земли. Стекло также прозрачно для видимого света, так что солнечные лучи проходят внутрь парника, и их энергия поглощается растениями и всеми объектами, находящимися внутри. Далее, согласно закону Стефана—Больцмана, каждый объект излучает энергию в какой-либо части электромагнитного спектра. Объекты с температурой около 15°С — средней температурой у поверхности Земли — излучают энергию в инфракрасном диапазоне. Таким образом, объекты в парнике испускают инфракрасное излучение. Однако инфракрасное излучение не может легко проходить сквозь стекло, поэтому температура внутри парника повышается.

Планета с устойчивой атмосферой, такая как Земля, испытывает практически такой же эффект — в глобальном масштабе. Чтобы поддерживать постоянную температуру, Земле необходимо самой излучать столько же энергии, сколько она поглощает из видимого света, излучаемого в нашу сторону Солнцем. Атмосфера служит как бы стеклом в парнике — она не столь прозрачна для инфракрасного излучения, как для солнечного света. Молекулы различных веществ в атмосфере (важнейшие из них — углекислый газ и вода) поглощают инфракрасное излучение, действуя как парниковые газы. Таким образом, инфракрасные фотоны, излучаемые земной поверхностью, не всегда уходят прямо в космос. Некоторые из них поглощаются молекулами парниковых газов в атмосфере. Когда эти молекулы вторично излучают энергию, которую они поглотили, они могут излучать ее как в сторону космоса, так и внутрь, обратно к поверхности Земли. Присутствие таких газов в атмосфере создает эффект укрывания Земли одеялом. Они не могут прекратить утечку тепла наружу, но позволяют сохранить тепло около поверхности более долгое время, поэтому поверхность Земли значительно теплее, чем была бы в отсутствие газов. Без атмосферы средняя температура поверхности составляла бы —20°С, что намного ниже точки замерзания воды.

Важно понимать, что парниковый эффект на Земле был всегда. Без парникового эффекта, обусловленного наличием углекислого газа в атмосфере, океаны давно бы замерзли, и высшие формы жизни не появились бы. В настоящее время научные дебаты о парниковом эффекте идут по вопросу глобального потепления: не слишком ли мы, люди, нарушаем энергетический баланс планеты в результате сжигания ископаемых видов топлива и прочей хозяйственной деятельности, добавляя при этом излишнее количество углекислого газа в атмосферу? Сегодня ученые сходятся во мнении, что мы ответственны за повышение естественного парникового эффекта на несколько градусов.

Парниковый эффект имеет место не только на Земле. В действительности самый сильный парниковый эффект, о котором мы знаем, — на соседней планете, Венере. Атмосфера Венеры почти целиком состоит из углекислого газа, и в результате поверхность планеты разогрета до 475°С. Климатологи полагают, что мы избежали такой участи благодаря наличию на Земле океанов. Океаны поглощают атмосферный углерод, и он накапливается в горных породах, таких как известняк — посредством этого углекислый газ удаляется из атмосферы. На Венере нет океанов, и весь углекислый газ, который выбрасывают в атмосферу вулканы, там и остается. В результате мы наблюдаем на Венере неуправляемый парниковый эффект.

Источник: elementy.ru