Drivhuseffekten er årsaken. Årsaker og kilder til drivhuseffekten

Atmosfæriske gasser (oksygen, nitrogen, argon) absorberer ikke termisk stråling fra jordoverflaten, men sprer den. Men som et resultat av forbrenning av fossilt brensel og andre produksjonsprosesser, akkumuleres karbondioksid, karbonmonoksid og ulike hydrokarboner (metan, etan, propan, etc.) i atmosfæren, som ikke forsvinner, men absorberer varmestråling som kommer. fra jordens overflate. Skjermen som oppstår på denne måten fører til fremkomsten av drivhuseffekten - global oppvarming.

I tillegg til drivhuseffekten forårsaker tilstedeværelsen av disse gassene dannelsen av den såkalte fotokjemisk smog. Samtidig, som et resultat av fotokjemiske reaksjoner, danner hydrokarboner svært giftige produkter - aldehyder og ketoner.

Global oppvarming er en av de viktigste konsekvensene av menneskeskapt forurensning av biosfæren. Det manifesterer seg i både klimaendringer og biota: produksjonsprosessen i økosystemer, forskyvninger i grensene for planteformasjoner, endringer i avlingsavlingene. Spesielt sterke endringer kan påvirke høye og mellomstore breddegrader. Ifølge prognoser er det her atmosfærisk temperatur vil øke mest merkbart. Naturen til disse regionene er spesielt utsatt for ulike påvirkninger og gjenoppretter seg ekstremt sakte.

Som et resultat av oppvarmingen vil taigasonen forskyves nordover med omtrent 100-200 km. Økningen i havnivået på grunn av oppvarming (smeltende is og isbreer) kan nå opptil 0,2 m, noe som vil føre til flom av munningene til store, spesielt sibirske elver.

På den vanlige konferansen for landene som deltar i konvensjonen om forebygging av klimaendringer, holdt i Roma i 1996, ble behovet for koordinert internasjonal handling for å løse dette problemet igjen bekreftet. I henhold til konvensjonen har industriland og land med overgangsøkonomier forpliktet seg til å stabilisere produksjonen av klimagasser. Land i EU har inkludert bestemmelser i sine nasjonale programmer for å redusere karbondioksidutslipp med 20 % innen 2005.

I 1997 ble Kyoto-avtalen (Japan) undertegnet, der utviklede land lovet å stabilisere klimagassutslippene på 1990-nivå innen 2000.

Men etter dette økte klimagassutslippene til og med. Dette ble tilrettelagt ved at USA trakk seg ut av Kyoto-avtalen i 2001. Dermed ble gjennomføringen av denne avtalen satt i fare, siden kvoten som kreves for ikrafttredelse av denne avtalen ble brutt.

I Russland, på grunn av en generell nedgang i produksjonen, var klimagassutslippene i 2000 80 % av 1990-nivået. Derfor ratifiserte Russland Kyoto-avtalen i 2004, og ga den juridisk status. Nå (2012) er denne avtalen i kraft, andre stater har sluttet seg til den (for eksempel Australia), men vedtakene i Kyoto-avtalen er fortsatt uoppfylt. Kampen for å implementere Kyoto-avtalen fortsetter imidlertid.

En av de mest kjente kjemperne mot global oppvarming er USAs tidligere visepresident A. Gore. Etter å ha tapt presidentvalget i 2000, viet han seg til kampen mot global oppvarming. "Redd verden før det er for sent!" – dette er hans slagord. Bevæpnet med et sett med lysbilder reiste han rundt i verden og forklarte de vitenskapelige og politiske aspektene ved global oppvarming og mulige alvorlige konsekvenser i nær fremtid hvis økningen i karbondioksidutslipp forårsaket av menneskelig aktivitet ikke dempes.

A. Gore skrev en velkjent bok «En ubeleilig sannhet. Global oppvarming, hvordan stoppe en planetarisk katastrofe." I den skriver han med overbevisning og rettferdighet: «Noen ganger ser det ut til at klimakrisen vår går sakte, men faktisk skjer den veldig raskt, og blir en virkelig planetarisk fare. Og for å beseire trusselen, må vi først erkjenne at den eksisterer. Hvorfor ser det ikke ut til at våre ledere hører slike høylytte advarsler om fare? De motsetter seg sannheten fordi i det øyeblikket de tilstår, vil de bli stilt overfor en moralsk plikt til å handle. Er det rett og slett mer praktisk å ignorere farevarselet? Kanskje, men en ubeleilig sannhet forsvinner ikke bare fordi den ikke blir lagt merke til.»

I 2006 ble han tildelt American Literary Award for boken. En dokumentarfilm ble laget basert på boken. En ubeleilig sannhet" med A. Gore i tittelrollen. Filmen vant en Oscar i 2007 og ble inkludert i kategorien "Alle burde vite dette". Samme år ble A. Gore (sammen med en gruppe IPCC-eksperter) tildelt Nobels fredspris for sitt arbeid med miljøvern og forskning på klimaendringer.

For tiden fortsetter A. Gore også aktivt kampen mot global oppvarming, og er frilanskonsulent for Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), opprettet av World Meteorological Organization (WMO) og FNs miljøprogram (UNEP).

Global oppvarming og drivhuseffekt

Tilbake i 1827 foreslo den franske fysikeren J. Fourier at jordens atmosfære utfører funksjonen til glass i et drivhus: luften lar solvarme passere gjennom, men lar den ikke fordampe tilbake til verdensrommet. Og han hadde rett. Denne effekten oppnås takket være visse atmosfæriske gasser, som vanndamp og karbondioksid. De overfører synlig og «nær» infrarødt lys som sendes ut av Solen, men absorberer «langt» infrarød stråling, som dannes når jordoverflaten varmes opp av solens stråler og har en lavere frekvens (fig. 12).

I 1909 la den svenske kjemikeren S. Arrhenius først vekt på den enorme rollen karbondioksid har som temperaturregulator for overflatelag av luft. Karbondioksid overfører solstrålene fritt til jordoverflaten, men absorberer mesteparten av jordens termiske stråling. Dette er en slags kolossal skjerm som hindrer avkjøling av planeten vår.

Temperaturen på jordoverflaten øker jevnt, og har økt i løpet av det 20. århundre. med 0,6 °C. I 1969 var det 13,99 °C, i 2000 - 14,43 °C. Dermed er gjennomsnittstemperaturen på jorden for tiden rundt 15 °C. Ved en gitt temperatur er planetens overflate og atmosfære i termisk likevekt. Oppvarmet av solens energi og infrarød stråling fra atmosfæren, returnerer jordens overflate en tilsvarende mengde energi til atmosfæren i gjennomsnitt. Dette er energien til fordampning, konveksjon, termisk ledningsevne og infrarød stråling.

Ris. 12. Skjematisk fremstilling av drivhuseffekten forårsaket av tilstedeværelsen av karbondioksid i atmosfæren

Nylig har menneskelig aktivitet introdusert en ubalanse i forholdet mellom absorbert og frigjort energi. Før menneskelig intervensjon i globale prosesser på planeten, var endringer som skjedde på overflaten og i atmosfæren assosiert med innholdet av gasser i naturen, som med vitenskapsmenns lette hånd ble kalt "drivhus". Disse gassene inkluderer karbondioksid, metan, lystgass og vanndamp (fig. 13). I dag er menneskeskapte klorfluorkarboner (KFK) tilsatt dem. Uten gass-"teppet" som omslutter jorden, ville temperaturen på overflaten være 30-40 grader lavere. Eksistensen av levende organismer i dette tilfellet ville være svært problematisk.

Drivhusgasser fanger midlertidig varmen i atmosfæren vår, og skaper det som kalles drivhuseffekten. Som et resultat av menneskelig antropogen aktivitet øker noen klimagasser sin andel i atmosfærens totale balanse. Dette gjelder først og fremst karbondioksid, hvor innholdet har økt jevnt fra tiår til tiår. Karbondioksid utgjør 50 % av drivhuseffekten, KFK står for 15-20 %, og metan står for 18 %.

Ris. 13. Andelen av menneskeskapte gasser i atmosfæren med drivhuseffekten av nitrogen er 6 %

I første halvdel av 1900-tallet. Karbondioksidinnholdet i atmosfæren ble estimert til 0,03 %. I 1956, som en del av det første internasjonale geofysiske året, utførte forskere spesielle studier. Det oppgitte tallet ble avklart og utgjorde 0,028 %. I 1985 ble det tatt målinger igjen, og det viste seg at mengden karbondioksid i atmosfæren hadde økt til 0,034 %. Dermed er økningen i karbondioksidinnholdet i atmosfæren et bevist faktum.

I løpet av de siste 200 årene, som et resultat av menneskeskapte aktiviteter, har innholdet av karbonmonoksid i atmosfæren økt med 25 %. Dette skyldes på den ene siden den intensive forbrenningen av fossilt brensel: gass, olje, skifer, kull osv., og på den andre siden den årlige nedgangen i skogarealer, som er de viktigste absorbatorene av karbondioksid. I tillegg fører utviklingen av landbrukssektorer som risdyrking og husdyrhold, samt veksten av bydeponiområder, til en økning i utslipp av metan, nitrogenoksid og noen andre gasser.

Den nest viktigste klimagassen er metan. Innholdet i atmosfæren øker årlig med 1 %. De viktigste leverandørene av metan er deponier, storfe og rismarker. Gassreserver i deponier i store byer kan betraktes som små gassfelt. Når det gjelder rismarker, viste det seg at til tross for den store produksjonen av metan, kommer relativt lite av det inn i atmosfæren, siden det meste brytes ned av bakterier knyttet til rotsystemet til ris. Dermed har økosystemer for rislandbruk en generelt moderat innvirkning på metanutslipp.

I dag er det ikke lenger noen tvil om at trenden mot bruk av overveiende fossilt brensel uunngåelig fører til globale katastrofale klimaendringer. Med dagens brukshastighet for kull og olje, er en økning i gjennomsnittlig årlig temperatur på planeten forutsagt i løpet av de neste 50 årene, fra 1,5 ° C (nær ekvator) til 5 ° C (i høye breddegrader).

Økende temperaturer som følge av drivhuseffekten truer enestående miljømessige, økonomiske og sosiale konsekvenser. Vannstanden i havene kan stige med 1-2 m på grunn av sjøvann og smeltende polaris. (På grunn av drivhuseffekten har nivået på verdenshavet på 1900-tallet allerede steget med 10-20 cm.) Det er fastslått at en havnivåstigning på 1 mm fører til at kystlinjen trekker seg tilbake med 1,5 m. .

Hvis havnivået stiger med omtrent 1 m (og dette er det verste scenarioet), så innen 2100 omtrent 1% av territoriet til Egypt, 6% av territoriet til Nederland, 17,5% av territoriet til Bangladesh og 80 % av Majuro Atoll, som er en del av Marshalløyene, vil være under vann - fiskeøyer. Dette vil være begynnelsen på en tragedie for 46 millioner mennesker. I følge de mest pessimistiske prognosene er havnivåstigningen i det 21. århundre. kan innebære at land som Holland, Pakistan og Israel forsvinner fra verdenskartet, oversvømmelser av det meste av Japan og noen andre øystater. St. Petersburg, New York og Washington kan gå under vann. Mens noen landområder står i fare for å synke til bunnen av havet, vil andre lide av alvorlig tørke. Azov- og Aralhavet og mange elver er truet av utryddelse. Området med ørkener vil øke.

En gruppe svenske klimatologer fant at fra 1978 til 1995 sank arealet med flytende is i Polhavet med omtrent 610 tusen km 2, dvs. med 5,7 %. Samtidig viste det seg at gjennom Framstredet, som skiller Svalbard (Svalbard) øygruppen fra Grønland, føres opptil 2600 km 3 flytende is ut i det åpne Atlanterhavet årlig med en gjennomsnittshastighet på ca. 15 cm/s ( som er omtrent 15-20 ganger mer enn strømmen av en elv som Kongo).

I juli 2002 ble det hørt et rop om hjelp fra den lille øystaten Tuvalu, som ligger på ni atoller i Sør-Stillehavet (26 km 2, 11,5 tusen innbyggere). Tuvalu synker sakte men sikkert under vann - det høyeste punktet i delstaten stiger bare 5 m over havet Tidlig i 2004 sirkulerte elektroniske medier en uttalelse om at de forventede høye flodbølgene knyttet til nymånen kan på tide å heve havnivået i. dette området med mer enn 3 m, på grunn av stigende havnivåer på grunn av global oppvarming. Hvis denne trenden fortsetter, vil den lille tilstanden bli utslettet fra jordens overflate. Regjeringen i Tuvalu iverksetter tiltak for å gjenbosette borgere til nabostaten Niue.

Økende temperaturer vil føre til lavere jordfuktighet i mange regioner på jorden. Tørke og tyfoner vil bli vanlig. Arktisk isdekke vil reduseres med 15 %. I det kommende århundret på den nordlige halvkule vil isdekket av elver og innsjøer vare 2 uker mindre enn på 1900-tallet. Is vil smelte i fjellene i Sør-Amerika, Afrika, Kina og Tibet.

Global oppvarming vil også påvirke tilstanden til planetens skoger. Skogvegetasjon kan som kjent eksistere innenfor svært trange grenser for temperatur og fuktighet. Det meste av det kan dø, det komplekse økologiske systemet vil være på ødeleggelsesstadiet, og dette vil medføre en katastrofal nedgang i det genetiske mangfoldet til planter. Som et resultat av global oppvarming på jorden, allerede i andre halvdel av det 21. århundre. Fra en fjerdedel til en halvpart av artene landflora og fauna kan forsvinne. Selv under de mest gunstige forhold, ved midten av århundret, vil nesten 10 % av landdyr- og plantearter være i umiddelbar fare for å dø ut.

Forskning har vist at for å unngå en global katastrofe, er det nødvendig å redusere karbonutslipp til atmosfæren til 2 milliarder tonn per år (en tredjedel av dagens volum). Tar hensyn til naturlig befolkningsvekst, innen 2030-2050. per innbygger bør ikke slippe ut mer enn 1/8 av mengden karbon per innbygger i gjennomsnitt i Europa.

De siste tiårene har vi i økende grad hørt om problemet med global oppvarming og drivhuseffekten. Politikere, forskere og journalister krangler om hva slags klimaendringer som venter oss i nær fremtid, hva de vil føre til, og hvor involvert folk selv er i dette. I dette innlegget skal vi prøve å forstå årsakene og konsekvensene av drivhuseffekten.

Hvorfor snakker de om drivhuseffekten?

På 1800-tallet begynte forskere å gjøre regelmessige observasjoner av vær og klima over hele planeten. Men faktisk, ved hjelp av ulike metoder, er det mulig å fastslå hvordan temperaturen på planeten endret seg i den fjernere fortiden. Og så, i andre halvdel av 1900-tallet, begynte forskere å motta alarmerende data - den globale temperaturen på planeten vår begynte å stige. Og jo nærmere moderne tid, jo sterkere er denne veksten.

Global temperaturstigning på grafen

Selvfølgelig har de klimatiske forholdene på planeten vår endret seg tidligere. Det har vært global oppvarming og global avkjøling, men dagens globale oppvarming har en rekke funksjoner. For det første indikerer tilgjengelige data at klimaet på planeten de siste 1-2 tusen årene ikke har gjennomgått drastiske endringer, med unntak av kortsiktige anomalier. Og for det andre er det mange grunner til å tro at den nåværende oppvarmingen ikke er naturlige klimaendringer, men endringer forårsaket av menneskelig aktivitet.

Det er mye uenighet om denne saken. Rett etter at folk begynte å snakke om det faktum at mennesker forårsaker global oppvarming, dukket det opp mange skeptikere. De begynte å tvile på at menneskelig aktivitet kunne påvirke slike globale prosesser som klimaet på hele planeten. Det er imidlertid gode grunner til å hevde at mennesker har skylden for global oppvarming. Hvordan forårsaket mennesker global oppvarming?

På 1800-tallet gikk verden inn i den industrielle tidsalder. Fremveksten av fabrikker og transport krevde mye drivstoff. Folk begynte å utvinne millioner av tonn kull, olje og gass og brenne dem i stadig økende mengder. Som et resultat begynte enorme mengder karbondioksid og andre gasser som forårsaker drivhuseffekten å komme inn i atmosfæren.

Og sammen med økningen i innholdet av disse gassene, begynte de globale temperaturene å stige. Men hvorfor fører økende karbondioksidkonsentrasjon til oppvarming? La oss prøve å finne ut av det.

Hva er drivhuseffekten?

Folk har lenge lært å dyrke grønnsaker i drivhus, hvor de kan høste uten å vente på den varme årstiden. Hvorfor er det varmt i et drivhus om våren eller til og med om vinteren? Selvfølgelig kan drivhuset være spesielt oppvarmet, men det er ikke det eneste. Gjennom glasset eller filmen som dekker drivhuset, trenger solstrålene fritt inn og varmer opp jorden inne. Den oppvarmede jorden sender også ut stråling, og avgir varme sammen med denne strålingen, men denne strålingen er ikke synlig, men infrarød. Men for infrarød stråling er glass eller film ugjennomsiktig og blokkerer den. Dermed er det vanskeligere å gi varme til drivhuset enn å motta det, og som et resultat er temperaturen inne i drivhuset høyere enn i det åpne området.

Et lignende fenomen er observert over hele planeten vår som helhet. Jorden er dekket av en atmosfære som enkelt overfører solstråling til overflaten, men den sender ikke infrarød stråling tilbake til verdensrommet fra den oppvarmede jordoverflaten. Og hvor mye infrarød stråling som blokkeres av atmosfæren avhenger av innholdet av klimagasser i den. Jo flere klimagasser, og spesielt den viktigste – karbondioksid, jo mer hindrer atmosfæren planeten i å avkjøles og jo varmere blir klimaet.

Hva er konsekvensene av drivhuseffekten?

Poenget er selvsagt ikke selve drivhuseffekten, men hvor sterk den er. Det har alltid vært en viss mengde klimagasser i atmosfæren, og hvis de forsvant helt fra atmosfæren, ville vi vært i trøbbel. Tross alt, med null drivhuseffekt, ifølge forskernes beregninger, ville temperaturen på planeten synke med 20-30 °C. Jorden ville fryse og bli dekket av isbreer nesten til ekvator. Men å styrke drivhuseffekten vil ikke føre til noe godt.

En endring i den globale temperaturen på bare noen få grader vil føre (og, ifølge noen observasjoner, allerede føre) til alvorlige konsekvenser. Hva er disse konsekvensene?

1) Global smelting av isbreer og stigende havnivå. Ganske store reserver av is er konsentrert i isbreene på Grønland og Antarktis. Hvis denne isen smelter som følge av global oppvarming, vil havnivået stige. Hvis all isen smelter, vil havnivået stige med 65 meter. Er det mye eller lite? Ganske mye faktisk. En stigning i havnivået på 1 m er nok til at Venezia drukner, og 6 m til å drukne St. Petersburg. Når alle isbreer smelter, vil Svartehavet koble seg til Det kaspiske hav, og en betydelig del av Volga-regionen og Vest-Sibir vil drukne. Territorier der det bor mer enn en milliard mennesker i dag vil forsvinne under vann, og USA og Kina vil miste 2/3 av sitt moderne industrielle potensial.

Kart over flom av Europa på grunn av smeltende isbreer

2) Været vil bli verre. Det er et generelt mønster - jo høyere temperatur, jo mer energi brukes på bevegelse av luftmasser, og jo mer uforutsigbart blir været. Vinden vil bli sterkere, antallet og omfanget av ulike naturkatastrofer, som tordenvær, tornadoer og tyfoner, vil øke betydelig, og temperatursvingningene vil bli mer ekstreme.

3) Skade på biosfæren. Dyr og planter lider allerede av menneskelig aktivitet, men plutselige klimaendringer kan gi et enda kraftigere slag for biosfæren. Globale klimaendringer har ført til masseutryddelser tidligere, og endringer forårsaket av drivhuseffekten er neppe et unntak. Det er vanskelig for levende organismer å tilpasse seg plutselige klimaendringer slik at de kan utvikle seg og føle seg normale under nye forhold, det tar vanligvis hundretusener eller til og med millioner av år. Men endringer i biosfæren vil helt sikkert påvirke menneskeheten selv. For eksempel har forskere de siste årene allerede slått alarm om masseutryddelse av bier, og hovedårsaken til denne utryddelsen er nettopp global oppvarming. Det er slått fast at den økte temperaturen inne i bikuben om vinteren ikke lar biene gå i full dvale. De forbrenner raskt fettreserver og blir veldig svake til våren. Hvis oppvarmingen fortsetter, kan bier i mange områder av jorden forsvinne helt, noe som vil få de mest katastrofale konsekvensene for landbruket.

Worst case scenario

Konsekvensene beskrevet ovenfor er allerede nok til å bli bekymret og begynne å iverksette tiltak for å stoppe global oppvarming. Imidlertid kan den ukontrollerte veksten av drivhuseffekten utløse et virkelig morderisk scenario som vil føre til garantert ødeleggelse av alt liv på planeten vår. Hvordan kan dette skje?

Tidligere, på vår planet, varierte innholdet av klimagasser i atmosfæren og den globale temperaturen innenfor ganske vide grenser. Men over langsiktige tidsperioder kompenserte prosessene som førte til økt drivhuseffekt og svekkelse for hverandre. For eksempel, hvis CO₂-innholdet i atmosfæren økte betydelig, begynte planter og andre levende organismer å absorbere og behandle det mer aktivt. For lenge siden ble enorme mengder karbondioksid fanget av levende organismer fra atmosfæren til kull, olje og kritt. Men disse prosessene tok millioner av år. I dag, når mennesker bruker disse naturressursene, returnerer de karbondioksid til atmosfæren mye raskere, og biosfæren har ikke tid til å behandle det. Dessuten, på grunn av sin dumhet og grådighet, ved å forurense verdenshavene og hogge ned skog, ødelegger mennesket planter som absorberer karbondioksid og produserer oksygen. Ifølge noen forskere kan dette føre til utvikling av en irreversibel drivhuseffekt.

I dag er styrkingen av drivhuseffekten påvirket av veksten av karbondioksid, men det finnes andre gasser som kan gjøre denne drivhuseffekten enda sterkere, mye sterkere. Disse gassene inkluderer metan og vanndamp. Når det gjelder metan, kommer noe av det inn i atmosfæren under naturgassproduksjon, og husdyrhold bidrar også. Men hovedfaren er de enorme reservene av metan, som i dag er på bunnen av havene i form av hydrater. Når temperaturen stiger, kan hydrater begynne å brytes ned, en enorm mengde metan kommer inn i atmosfæren, og drivhuseffekten vil øke kraftig. Veksten av drivhuseffekten vil bli irreversibel. Jo sterkere drivhuseffekten er, jo mer metan og vanndamp vil komme inn i atmosfæren, og jo flere av dem kommer inn i atmosfæren, jo sterkere vil drivhuseffekten bli.

Hva alt dette til syvende og sist kan føre til, viser eksemplet med Venus. Denne planeten er veldig nær jorden i størrelse og masse, og før romfartøyet fløy til denne planeten, håpet mange at forholdene på den ville være nær de på jorden. Alt viste seg imidlertid å være helt annerledes. På overflaten av Venus er det forferdelig varme - 460 ° C. Ved denne temperaturen smelter sink, tinn og bly. Og hovedårsaken til slike ekstreme forhold på Venus er ikke at den er nærmere Solen, men drivhuseffekten. Det er drivhuseffekten som øker temperaturen på overflaten av denne planeten med nesten 500 grader!

Venus og jorden

I følge moderne ideer skjedde en "drivhuseksplosjon" på Venus for flere hundre millioner år siden. På et tidspunkt ble drivhuseffekten irreversibel, alt vannet kokte og fordampet, og overflatetemperaturen nådde så høye verdier (1200-1500 ° C) at steinene smeltet! Gradvis gikk det fordampede vannet i oppløsning til oksygen og hydrogen og fordampet ut i verdensrommet, og Venus ble avkjølt, men selv i dag er denne planeten et av de mest ugunstige stedene for liv i solsystemet. Katastrofen som skjedde med Venus er ikke bare en hypotese fra forskere, bekreftes av den unge alderen på Venus overflate, så vel som det unormalt høye forholdet mellom deuterium og hydrogen i den venusiske atmosfæren; hundrevis av ganger høyere enn på jorden.

Hva er sluttresultatet? Det ser ut til at menneskeheten ikke har noe annet valg enn å bekjempe drivhuseffekten. Og for dette må vi endre vår rovdyrholdige holdning til naturen, slutte å ukontrollert brenne fossilt brensel og hogge skog.