Vyanzo vikuu vya gesi chafu zinazoingia angani. Vyanzo vya uzalishaji wa gesi chafu

Moja ya gesi kuu za chafu ni dioksidi kaboni - dioksidi kaboni (CO2). Hadi hivi majuzi, jukumu lake lilisisitizwa kupita kiasi; hadi nusu ya jumla ya mchango wa athari ya chafu ilihusishwa nayo. Walakini, sasa tumefikia hitimisho kwamba makadirio haya yalikadiriwa kupita kiasi.

Imethibitishwa kuwa katika miongo ya hivi karibuni mkusanyiko wa kila mwaka wa CO 2 katika angahewa ni 0.4%. Tangu mwanzo wa karne ya 20. kiwango cha CO 2 katika anga kiliongezeka kwa 31%. Thamani hii ni muhimu ili kuongeza joto. Kulingana na hali ya matumaini zaidi, hali ya joto itaongezeka katika karne ijayo kwa 1.5-2 ° C, na hali ya kukata tamaa - karibu 6 ° C.

Kila mwaka, tani bilioni 6 za dioksidi kaboni huingia kwenye anga kutoka kwa vyanzo vya anthropogenic, ambayo tani bilioni 3 huingizwa na mimea katika mchakato wa photosynthesis, na tani bilioni 3 zilizobaki hukusanywa. Jumla ya kiasi cha mkusanyiko kutokana na makosa ya binadamu katika kipindi cha miaka 100 imefikia takriban tani bilioni 170. Data iliyotolewa inapaswa kuzingatiwa kwa kulinganisha na tani bilioni 190 za kaboni dioksidi zinazoingia angani kila mwaka kama matokeo ya michakato ya asili. Kulingana na makadirio ya idadi ya wanasayansi wa Kirusi, mchango wa shughuli za anthropogenic kwa ongezeko la joto duniani ni 10-15% tu, na wengine ni kutokana na mzunguko wa asili wa kimataifa. Kwa hivyo, juhudi za wanadamu za kupunguza uzalishaji wa gesi chafu haziwezekani kupunguza kasi ya ongezeko la joto linalokuja.

Kuongezeka kwa mkusanyiko wa CO 2 haimaanishi kifo kwa biosphere. Mamilioni ya miaka iliyopita, wakati wa Carboniferous, mkusanyiko wa CO 2 ulikuwa mara 10 zaidi kuliko sasa. Katika kipindi hicho, mimea ilikua porini, miti ilifikia ukubwa mkubwa. Lakini hali hazikuwa nzuri kwa idadi ya watu. Kiwango cha juu cha juu cha CO2 katika angahewa kwa wanadamu hakijaanzishwa.

Kuna dhana tofauti kuhusu sababu za mkusanyiko wa CO 2 katika anga. Kulingana na maoni ya kwanza, ya kawaida zaidi, kaboni dioksidi hujilimbikiza angani kama bidhaa ya mwako wa mafuta ya kikaboni. Nadharia ya pili inazingatia sababu kuu ya kuongezeka kwa maudhui ya CO 2 kuwa kutofanya kazi kwa jumuiya za microbial katika udongo wa Siberia na sehemu ya Amerika ya Kaskazini. Bila kujali uchaguzi wa hypothesis, mkusanyiko wa dioksidi kaboni hutokea kwa kiwango cha kuongezeka.

Gesi za chafu kama vile methane, oksidi za nitrojeni na mvuke wa maji zina athari kubwa kwa hali ya hewa.

Imekadiriwa hadi hivi karibuni jukumu la methane(SN 4). Inashiriki kikamilifu katika athari ya chafu. Aidha, kupanda hadi urefu wa kilomita 15-20, methane, chini ya ushawishi wa jua, hutengana katika hidrojeni na kaboni, ambayo, pamoja na oksijeni, huunda dioksidi kaboni. Hii huongeza zaidi athari ya chafu.

Kwa asili, CH 4 huundwa katika vinamasi wakati wa kuoza kwa vitu vya kikaboni; pia huitwa gesi ya kinamasi. Methane pia hutokea katika mikoko mingi katika maeneo ya tropiki. Kuongezeka kwa mkusanyiko wa CH 4 hutokea duniani kutokana na uharibifu wa biota. Kwa kuongeza, huingia kwenye anga kutokana na makosa ya tectonic kwenye ardhi na kwenye sakafu ya bahari.

Uzalishaji wa methane ya anthropogenic huhusishwa na uchunguzi na uchimbaji wa rasilimali za madini, na mwako wa mafuta ya madini katika mitambo ya nguvu ya joto na mafuta ya kikaboni katika injini za mwako za ndani za magari, na kutolewa kwake kwenye mashamba ya mifugo. Matumizi ya mbolea ya nitrojeni, kilimo cha mpunga, utupaji wa taka za manispaa, uvujaji na mwako usio kamili wa gesi asilia pia husababisha kuongezeka kwa uzalishaji wa methane na oksidi za nitrojeni, ambazo ni gesi chafu ya joto. Maudhui ya CH 4 katika anga, kulingana na data ya chombo, huongezeka kwa 1% kwa mwaka. Katika miaka 100 iliyopita ukuaji umekuwa 145%.

Oksidi za nitrojeni hujilimbikiza katika angahewa kwa mwaka ndani ya 0.2%, na jumla ya mkusanyiko katika kipindi cha maendeleo makubwa ya viwanda ilikuwa karibu 15%. Kuongezeka kwa maudhui ya oksidi za nitrojeni husababishwa na shughuli za kilimo na uharibifu mkubwa wa misitu.

Ongezeko la joto la haraka la hali ya hewa Duniani husababisha kuongeza kasi ya mzunguko wa maji katika maumbile, kuongezeka kwa uvukizi kutoka kwa nyuso za maji, ambayo inachangia mkusanyiko. mvuke wa maji katika anga na kuimarisha athari ya chafu. Kulingana na wanasayansi wengine, karibu 60% ya athari ya chafu husababishwa na mvuke wa maji. Zaidi yao kuna katika troposphere, nguvu ya athari ya chafu, na mkusanyiko wao, kwa upande wake, inategemea joto la uso na eneo la uso wa maji.

Mtaalam wa hali ya hewa wa Soviet na mtaalam wa hali ya hewa Mikhail Ivanovich Budyko, nyuma mnamo 1962, alikuwa wa kwanza kuchapisha maoni kwamba kuchomwa kwa kiasi kikubwa cha mafuta anuwai na ubinadamu, ambayo iliongezeka sana katika nusu ya pili ya karne ya 20, bila shaka itasababisha kuongezeka. katika maudhui ya kaboni dioksidi katika anga. Na, kama inavyojulikana, huchelewesha kutolewa kwa joto la jua na kina kutoka kwa uso wa Dunia hadi angani, ambayo husababisha athari tunayoona kwenye chafu za glasi. Kama matokeo ya athari hii ya chafu, joto la wastani la safu ya uso wa anga inapaswa kuongezeka polepole. Hitimisho la M. I. Budyko lilivutiwa na wataalam wa hali ya hewa wa Amerika. Walikagua mahesabu yake, walifanya uchunguzi mwingi wenyewe, na mwisho wa miaka ya sitini walifikia imani thabiti kwamba athari ya chafu katika anga ya Dunia ipo na inakua.

Gesi kuu za chafu, kulingana na makadirio ya athari zao kwenye usawa wa joto wa Dunia, ni mvuke wa maji, dioksidi kaboni, methane na ozoni, na oksidi ya nitrojeni.

Mchele. 3. Muundo wa uzalishaji wa gesi chafu na nchi

Mvuke wa maji ni gesi muhimu zaidi ya chafu ya asili na hutoa mchango mkubwa kwa athari ya chafu na maoni mazuri mazuri. Kuongezeka kwa joto la hewa husababisha kuongezeka kwa unyevu wa anga wakati wa kudumisha unyevu wa jamaa, ambayo husababisha ongezeko la athari ya chafu na hivyo huchangia ongezeko zaidi la joto la hewa. Ushawishi wa mvuke wa maji unaweza pia kujidhihirisha kupitia kuongezeka kwa mawingu na mabadiliko ya mvua. Shughuli za kiuchumi za binadamu huchangia chini ya 1% kwa utoaji wa mvuke wa maji.

Dioksidi kaboni (CO2) . Mbali na mvuke wa maji, dioksidi kaboni ina jukumu muhimu zaidi katika kuunda athari ya chafu. Mzunguko wa kaboni ya sayari ni mfumo mgumu; utendakazi wake kwa nyakati tofauti za tabia huamuliwa na michakato mbalimbali ambayo inalingana na viwango tofauti vya baiskeli ya CO2. Dioksidi kaboni, kama vile nitrojeni na mvuke wa maji, iliingia na inaendelea kuingia kwenye angahewa kutoka kwa tabaka za kina za sayari wakati wa uondoaji wa gesi wa vazi la juu na ukoko wa dunia. Vipengele hivi vya hewa ya angahewa ni miongoni mwa gesi zinazotolewa kwenye angahewa wakati wa milipuko ya volkeno, iliyotolewa kutoka kwenye nyufa za kina za ukoko wa dunia na kutoka kwenye chemchemi za maji moto.

Mchele. 4. Muundo wa utoaji wa hewa ukaa kwa eneo la sayari katika miaka ya 1990

Methane (CH4). Methane ni gesi ya chafu. Ikiwa kiwango cha athari ya dioksidi kaboni kwenye hali ya hewa inachukuliwa kwa kawaida kama moja, basi shughuli ya chafu ya methane itakuwa vitengo 23. Viwango vya methane katika angahewa vimeongezeka kwa kasi sana katika kipindi cha karne mbili zilizopita. Sasa wastani wa maudhui ya methane CH 4 katika anga ya kisasa inakadiriwa kama 1.8 ppm ( sehemu kwa milioni, sehemu kwa milioni). Mchango wake katika kuteketeza na kuhifadhi joto linalotolewa na Dunia inayopashwa na jua ni mkubwa zaidi kuliko ule wa CO 2. Kwa kuongezea, methane hufyonza mnururisho wa Dunia katika “dirisha” hizo za masafa ambayo ni wazi kwa gesi nyinginezo za chafu. Bila gesi chafuzi - CO 2, mvuke wa maji, methane na uchafu mwingine, wastani wa joto kwenye uso wa Dunia ungekuwa -23 ° C, lakini sasa ni karibu +15 ° C. Methane hupenya chini ya bahari kupitia nyufa za ukoko wa dunia na hutolewa kwa wingi wakati wa uchimbaji madini na misitu inapochomwa. Hivi karibuni, chanzo kipya, kisichotarajiwa kabisa cha methane kiligunduliwa - mimea ya juu, lakini taratibu za malezi na umuhimu wa mchakato huu kwa mimea wenyewe bado hazijafafanuliwa.

Oksidi ya Nitriki (N2O) ni gesi chafu ya tatu muhimu zaidi chini ya Itifaki ya Kyoto. Inatolewa katika uzalishaji na matumizi ya mbolea ya madini, katika tasnia ya kemikali, katika kilimo, nk. Inachukua takriban 6% ya ongezeko la joto duniani.

Ozoni ya Tropospheric, i Kama gesi ya chafu, ozoni ya tropospheric (trop. O 3) ina athari ya moja kwa moja kwa hali ya hewa kupitia kunyonya kwa mionzi ya mawimbi marefu kutoka kwa Dunia na mionzi ya mawimbi mafupi kutoka kwa Jua, na kupitia athari za kemikali zinazobadilisha viwango vya zingine. gesi chafu, kwa mfano, methane (trop. O 3 ni muhimu kwa ajili ya malezi ya oxidizer muhimu ya gesi chafu - radical - OH). Kuongezeka kwa mkusanyiko wa njia. Tangu katikati ya karne ya 18, O 3 imekuwa athari chanya ya tatu kwa ukubwa kwenye angahewa ya Dunia baada ya CO 2 na CH 4 . Kwa ujumla, maudhui ya trails. O 3 kwenye troposphere imedhamiriwa na michakato ya malezi na uharibifu wake wakati wa athari za kemikali zinazojumuisha watangulizi wa ozoni, ambao wana asili ya asili na ya anthropogenic, na pia michakato ya uhamishaji wa ozoni kutoka kwa stratosphere (ambapo yaliyomo ni ya juu zaidi) na kunyonya kwa ozoni kwenye uso wa dunia. Maisha ya njia. O 3 - hadi miezi kadhaa, ambayo ni chini sana kuliko gesi nyingine za chafu (CO 2, CH 4, N 2 O). Mkazo wa trails. O3 inatofautiana kwa kiasi kikubwa kwa muda, nafasi na urefu, na ufuatiliaji wake ni mgumu zaidi kuliko ufuatiliaji wa gesi chafu zilizochanganywa vizuri katika anga.

Wanasayansi wamefanya hitimisho wazi kwamba uzalishaji wa anga unaosababishwa na shughuli za binadamu husababisha ongezeko kubwa la mkusanyiko wa gesi chafu katika anga. Kulingana na mahesabu kwa kutumia mifano ya kompyuta, ilionyeshwa kwamba ikiwa kiwango cha sasa cha gesi chafu zinazoingia kwenye anga kinaendelea, basi katika miaka 30 tu joto kwa wastani duniani kote litaongezeka kwa takriban 1 °. Hili ni ongezeko kubwa lisilo la kawaida la joto kulingana na data ya hali ya hewa ya hali ya hewa. Ikumbukwe kwamba makadirio ya wataalam ni dhahiri kwa kiasi fulani underestimated. Joto linaweza kuongezeka kama matokeo ya michakato kadhaa ya asili. Ongezeko la joto zaidi kuliko ilivyotabiriwa linaweza kutokana na kutokuwa na uwezo wa bahari inayopata joto kunyonya makadirio ya kiasi cha dioksidi kaboni kutoka angahewa.

Matokeo ya muundo wa nambari pia yanaonyesha kuwa wastani wa halijoto ya kimataifa katika karne ijayo itaongezeka kwa kiwango cha 0.3°C kwa miaka 10. Matokeo yake, kufikia 2050 inaweza kuongezeka (ikilinganishwa na nyakati za kabla ya viwanda) kwa 2 ° C, na kwa 2100 - kwa 4 ° C. Ongezeko la joto duniani linapaswa kuambatana na kuongezeka kwa mvua (kwa asilimia kadhaa ifikapo 2030), pamoja na kupanda kwa viwango vya bahari (ifikapo 2030 kwa cm 20, na mwisho wa karne kwa cm 65).

Gesi za chafu ni gesi ambazo zina uwazi wa juu katika safu inayoonekana na ufyonzwaji wa juu katika safu ya mbali ya infrared. Uwepo wa gesi chafu katika anga ni sababu kuu ya kuundwa kwa athari ya chafu, ambayo, kwa upande wake, husababisha mabadiliko makubwa ya hali ya hewa kwenye sayari. Hivi majuzi, kwenye sayari yetu, athari ya chafu imeonekana sana, kwani kila mwaka hali ya hewa inabadilika kuelekea ongezeko la joto. Jambo la athari ya chafu kwenye sayari ni sawa na kanuni ya chafu ya kawaida ya bustani, ambayo mionzi ya jua hupitia ukuta wa uwazi na paa, na hivyo inapokanzwa udongo na kuongeza joto la hewa katika chafu. Shukrani kwa muundo wa chafu, joto la juu la hewa ndani yake huhifadhiwa. Kitu kimoja kinatokea duniani. Utoaji wa gesi chafu kwenye angahewa husababisha kuundwa kwa ganda fulani juu ya sayari, linalojumuisha vitu vinavyoweza kupitisha miale ya jua. Kwa hivyo, ganda hili lina uwezo wa kuhifadhi joto kwenye sayari, kama kwenye chafu.

Kwa mimea inayokua, athari za uhifadhi wa joto ni hali nzuri, lakini inaweza kusababisha madhara yasiyoweza kurekebishwa kwa sayari.

Gesi chafu zinazotolewa kwenye angahewa ya dunia ni pamoja na zifuatazo:

kaboni dioksidi;
mvuke wa maji;
methane;
ozoni;
freons;
gesi nyingine (hydrofluorocarbons, perfluorocarbons, sulfuri hexafluoride na wengine wengi. Kuna aina 30 hivi za gesi hizo, ambazo pia hushiriki katika malezi ya athari ya chafu).

Gesi zote za chafu zimegawanywa katika aina mbili kulingana na fomu ya malezi yao:

Gesi asilia;
Dutu za anthropogenic.

Aina ya kwanza inajieleza yenyewe. Uundaji wa gesi hizo hutokea kama matokeo ya michakato ya asili inayotokea duniani. Hizi ni pamoja na, kwa mfano, mvuke wa maji, wakati maji kutoka kwa mito na hifadhi hupuka chini ya ushawishi wa jua. Kwa kuwa taratibu hizi ni za asili, haiwezekani kushawishi mwendo wao. Kwa kuongezea, hazisababishi madhara yanayoonekana kwa ikolojia ya Dunia.

Dutu za anthropogenic, tofauti na gesi asilia, zinazalishwa wakati wa shughuli za binadamu. Katika kesi hiyo, uzalishaji wa gesi chafu husababisha uharibifu usioweza kurekebishwa kwa anga na, kwa sababu hiyo, ikolojia ya sayari. Kwa kuwa uundaji wa vitu vya anthropogenic ni matokeo ya shughuli za binadamu, katika kesi hii, kiasi cha uzalishaji wa gesi chafu kinaweza kudhibitiwa kwa kuchukua hatua fulani zinazolenga kuboresha ikolojia duniani.

Inafaa kumbuka kuwa kuna idadi kubwa ya vyanzo vya malezi ya gesi hatari za chafu. Walakini, kulingana na wataalam wanaodhibiti uzalishaji wao, kiwango kikubwa zaidi cha vitu vya anthropogenic hutolewa angani kama matokeo ya usindikaji na matumizi ya mafuta. Jamii hii inachukua takriban 82-88% ya uundaji wa gesi zote za chafu. Usindikaji wa mafuta unafanywa katika makampuni mengi ya biashara, kwa mzunguko wa uzalishaji ambao ni muhimu joto la aina fulani ya malighafi. Aina hii pia inajumuisha magari yanayoendeshwa na injini za mwako wa ndani ambazo hutoa gesi za moshi kwenye angahewa.

Nafasi ya pili katika kiwango cha malezi ya gesi hatari zinazotolewa angani ni ya michakato ya kuchoma majani, ambayo huundwa kama matokeo ya ukataji miti, haswa zile za kitropiki. Ukweli ni kwamba mchakato huu unahusishwa bila usawa na uundaji wa dioksidi kaboni kwa kiasi kikubwa. Kama matokeo ya shughuli hii, anga hujazwa tena na gesi chafu kwa 10-12%.

Asilimia chache iliyobaki ya vitu vya anthropogenic huundwa kama matokeo ya shughuli za biashara za viwandani zinazohusika katika utengenezaji wa chuma, saruji, polima na vifaa vingine. Viwanda kama hivyo vinachangia karibu 2% ya uchafuzi mwingine wote.

Kwa hivyo, mageuzi ya binadamu husababisha kuzorota kwa kiasi kikubwa kwa ikolojia kwenye sayari na madhara makubwa kwa mazingira. Hivi sasa, sheria na teknolojia zaidi na zaidi zinaonekana zinazolenga kuhifadhi mazingira na kupunguza uzalishaji wa gesi chafu. Hivyo, mwaka wa 1997, Japan ilipitisha Itifaki ya Kyoto, ambayo inalazimu nchi zote zilizotia saini kuleta utulivu au kupunguza utoaji wa gesi chafuzi. Masharti ya itifaki ni halali hadi 2020. Kwa mujibu wa waraka huu, nchi zote za EU lazima zipunguze kiasi cha gesi chafu zinazotolewa angani kwa angalau 8%, USA na 7%, Japan na 6%, Urusi na Ukraine - kuleta utulivu wa uzalishaji wa viwanda na kuzuia kuongezeka kwao. Kupunguza uzalishaji wa gesi chafu kutaboresha kwa kiasi kikubwa hali ya mazingira kwenye sayari na kuzuia ongezeko la joto duniani mapema.

Kwa hiyo, kuna hatua fulani, utekelezaji ambao utaruhusu hili kufanyika. Hatua hizi pia zimewekwa katika Itifaki ya Kyoto. Hizi ni pamoja na:

Kuboresha makampuni ya viwanda, pamoja na kuongeza ufanisi wao. Hatua hii ni moja kuu juu ya njia ya kupambana na ukuaji wa uzalishaji wa gesi chafu.
Kuweka kijani kwenye sayari. Nchi ambazo zimetia saini hati hiyo zinalazimika kuongeza kiasi cha misitu kwenye eneo lao, na pia kuchochea upandaji miti;
Kusisimua kwa utafiti wowote katika uwanja wa vyanzo vya nishati mbadala na teknolojia ya kunyonya dioksidi kaboni;
Kutoa faida na unafuu kwa walipa kodi wa viwandani ambao wanabadilisha kikamilifu teknolojia rafiki kwa mazingira, na pia kuchochea upandaji miti na kutekeleza hatua zingine zinazolenga kuboresha hali ya mazingira kwenye sayari;
Kupunguza uzalishaji wa gesi za kutolea nje ya gari, ambayo inajumuisha kuchochea uzalishaji wa magari ya umeme, pamoja na mpito kwa mafuta zaidi ya kirafiki.

Kwa kuongezea, hatua za ziada za kupunguza uzalishaji wa gesi chafu kwenye angahewa na kuboresha hali ya mazingira ni:

Kuondoa matumizi yasiyofaa ya umeme;
Kuongeza ufanisi wa maliasili;
Kuzuia kwa wakati moto wa misitu;
Kuanzisha matumizi ya vyanzo vya nishati mbadala au visivyo vya kaboni;
Kupunguza matumizi yasiyo ya busara ya rasilimali za maji;

Gesi ya chafu ni mchanganyiko wa gesi kadhaa za anga za uwazi ambazo hazipitishi mionzi ya joto ya Dunia. Kuongezeka kwa mkusanyiko wao husababisha mabadiliko ya hali ya hewa ya kimataifa na yasiyoweza kutenduliwa. Kuna aina kadhaa za gesi kuu za chafu. Mkusanyiko katika anga ya kila mmoja wao huathiri athari ya joto kwa njia yake mwenyewe.

Aina kuu

Kuna aina kadhaa za dutu za gesi ambazo ni kati ya gesi chafu muhimu zaidi:

mvuke wa maji;
kaboni dioksidi;
oksidi ya nitrojeni;
methane;
freons;
PFCs (perfluorocarbons);
HFCs (hydrofluorocarbons);
SF6 (hexafluoride ya sulfuri).

Takriban 30 zinazoongoza kwa athari ya chafu zimetambuliwa. Dutu huathiri michakato ya joto ya Dunia kulingana na wingi na nguvu ya ushawishi kwenye molekuli moja. Kulingana na hali ya matukio yao katika anga, gesi za chafu zinagawanywa katika asili na anthropogenic.

mvuke wa maji

Gesi ya chafu ya kawaida ni kiasi chake katika angahewa ya dunia kinazidi mkusanyiko wa dioksidi kaboni. Mvuke wa maji una asili ya asili: mambo ya nje hayawezi kuathiri ongezeko lake katika mazingira. Joto la Bahari ya Dunia na hewa hudhibiti idadi ya molekuli za uvukizi wa maji.

Tabia muhimu ya mali ya mvuke wa maji ni uhusiano wake mzuri wa inverse na dioksidi kaboni. Imeanzishwa kuwa athari ya chafu inayosababishwa na chafu ni takriban mara mbili kutokana na athari za molekuli za uvukizi wa maji.

Kwa hivyo, mvuke wa maji kama gesi chafu ni kichocheo chenye nguvu cha ongezeko la joto la anthropogenic. Ushawishi wake juu ya michakato ya chafu inapaswa kuzingatiwa tu kwa kushirikiana na mali ya uhusiano mzuri na dioksidi kaboni. Mvuke wa maji yenyewe hauongoi mabadiliko hayo ya kimataifa.

Dioksidi kaboni

Inachukua nafasi inayoongoza kati ya gesi chafu za asili ya anthropogenic. Imethibitishwa kuwa karibu 65% ya ongezeko la joto duniani inahusishwa na kuongezeka kwa uzalishaji wa dioksidi kaboni kwenye angahewa ya Dunia. Jambo kuu katika kuongeza mkusanyiko wa gesi ni, bila shaka, uzalishaji wa binadamu na shughuli za kiufundi.

Mwako wa mafuta huchukua nafasi ya kwanza (86% ya jumla ya uzalishaji wa kaboni dioksidi) kati ya vyanzo vya kaboni dioksidi iliyotolewa kwenye angahewa. Sababu nyingine ni pamoja na kuchomwa kwa wingi wa kibayolojia - hasa misitu - na uzalishaji wa viwandani.

Gesi ya chafu ya kaboni dioksidi ndiyo kichocheo bora zaidi cha ongezeko la joto duniani. Baada ya kuingia kwenye angahewa, kaboni dioksidi husafiri kwa muda mrefu kupitia tabaka zake zote. Wakati unaohitajika kuondoa 65% ya dioksidi kaboni kutoka kwa bahasha ya hewa inaitwa kipindi cha makazi cha ufanisi. Gesi za chafu katika anga kwa namna ya dioksidi kaboni huendelea kwa miaka 50-200. Ni muda mrefu wa uwepo wa dioksidi kaboni katika mazingira ambayo ina jukumu kubwa katika michakato ya athari ya chafu.

Methane

Inaingia kwenye anga kupitia njia za asili na za anthropogenic. Licha ya ukweli kwamba mkusanyiko wake ni wa chini sana kuliko ule wa dioksidi kaboni, methane hufanya kama gesi muhimu zaidi ya chafu. Molekuli 1 ya methane inakadiriwa kuwa na nguvu mara 25 katika athari ya chafu kuliko molekuli ya dioksidi kaboni.

Hivi sasa, angahewa ina takriban 20% ya methane (kati ya 100% ya gesi chafu). Methane huingia hewani kwa sababu ya uzalishaji wa viwandani. Utaratibu wa asili wa malezi ya gesi unachukuliwa kuwa ni kuoza kwa kiasi kikubwa kwa vitu vya kikaboni na mwako mwingi wa majani ya misitu.

Nitriki oksidi (I)

Oksidi ya nitrojeni inachukuliwa kuwa gesi ya tatu muhimu zaidi ya chafu. Hii ni dutu ambayo ina athari mbaya kwenye safu ya ozoni. Imeanzishwa kuwa karibu 6% ya athari ya chafu ni kutokana na oksidi ya nitriki monovalent. Kiwanja kina nguvu mara 250 kuliko dioksidi kaboni.

Monoksidi ya dioksidi hutokea kwa kawaida katika angahewa ya dunia. Ina uhusiano mzuri na safu ya ozoni: juu ya mkusanyiko wa oksidi, kiwango cha juu cha uharibifu. Kwa upande mmoja, kupunguza ozoni hupunguza athari ya chafu. Wakati huo huo, mionzi ya mionzi ni hatari zaidi kwa sayari. Jukumu la ozoni katika ongezeko la joto duniani linachunguzwa, na wataalam wamegawanyika juu ya suala hili.

PFCs na HFCs

Hydrocarbons na uingizwaji wa sehemu ya fluorine katika muundo wa molekuli ni gesi chafu za asili ya anthropogenic. Athari ya jumla ya vitu kama hivyo kwenye ongezeko la joto duniani ni karibu 6%.

PFC hutolewa angani kutokana na utengenezaji wa alumini, vifaa vya umeme na vimumunyisho mbalimbali. HFCs ni misombo ambayo hidrojeni hubadilishwa kwa sehemu na halojeni. Zinatumika katika uzalishaji na katika erosoli kuchukua nafasi ya vitu vinavyoharibu safu ya ozoni. Wana uwezo wa juu wa ongezeko la joto duniani, lakini ni salama zaidi kwa angahewa ya Dunia.

Sulfuri hexafluoride

Inatumika kama wakala wa kuhami joto katika tasnia ya nguvu ya umeme. Kiwanja huwa kinaendelea kwa muda mrefu katika tabaka za anga, ambayo husababisha kunyonya kwa muda mrefu na kwa kina kwa mionzi ya infrared. Hata kiasi kidogo kitakuwa na athari kubwa kwa hali ya hewa katika siku zijazo.

Athari ya chafu

Mchakato huo unaweza kuzingatiwa sio tu Duniani, bali pia kwenye Venus jirani. Angahewa yake kwa sasa inajumuisha kabisa kaboni dioksidi, ambayo imesababisha ongezeko la joto la uso hadi digrii 475. Wataalam wana hakika kwamba bahari ilisaidia Dunia kuepuka hatima sawa: kwa kunyonya dioksidi kaboni kwa sehemu, wanasaidia kuiondoa kutoka kwa hewa inayozunguka.

Utoaji wa gesi chafuzi kwenye angahewa huzuia miale ya joto, na kusababisha halijoto ya Dunia kupanda. Ongezeko la joto duniani limejaa madhara makubwa kwa namna ya ongezeko la eneo la Bahari ya Dunia, ongezeko la majanga ya asili na mvua. Uwepo wa spishi katika maeneo ya pwani na visiwa unazidi kutishiwa.

Mnamo 1997, UN ilipitisha Itifaki ya Kyoto, ambayo iliundwa ili kudhibiti kiwango cha uzalishaji katika eneo la kila jimbo. Wanamazingira wana hakika kwamba haitawezekana tena kutatua kabisa tatizo la ongezeko la joto duniani, lakini bado inawezekana kupunguza kwa kiasi kikubwa taratibu zinazoendelea.

Mbinu za kikomo

Uzalishaji wa gesi chafu unaweza kupunguzwa kwa kufuata sheria kadhaa:

kuondokana na matumizi yasiyofaa ya umeme;
kuongeza ufanisi wa maliasili;
kuongeza idadi ya misitu, kuzuia moto wa misitu kwa wakati unaofaa;
tumia teknolojia rafiki wa mazingira katika uzalishaji;
kuanzisha matumizi ya vyanzo vya nishati mbadala au visivyo vya kaboni.

Gesi za chafu nchini Urusi hutolewa kwa sababu ya uzalishaji mkubwa wa nguvu, madini na maendeleo ya viwanda.

Kazi kuu ya sayansi ni uvumbuzi na utekelezaji wa mafuta rafiki wa mazingira, maendeleo ya mbinu mpya ya usindikaji wa vifaa vya taka. Marekebisho ya taratibu ya viwango vya uzalishaji, udhibiti mkali wa nyanja ya kiufundi na mtazamo makini wa kila mtu kuelekea mazingira unaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa Ongezeko la joto duniani haliwezi kuepukika tena, lakini mchakato huo bado unaweza kudhibitiwa.

Gesi za chafu

Gesi za chafu ni gesi zinazoaminika kusababisha athari ya chafu duniani.

Gesi kuu za chafu, kulingana na makadirio ya athari zao kwenye usawa wa joto wa Dunia, ni mvuke wa maji, dioksidi kaboni, methane, ozoni, halokaboni na oksidi ya nitrojeni.

mvuke wa maji

Mvuke wa maji ni gesi kuu ya asili ya chafu, inayohusika na zaidi ya 60% ya athari. Athari ya moja kwa moja ya anthropogenic kwenye chanzo hiki ni ndogo. Wakati huo huo, ongezeko la joto la Dunia linalosababishwa na mambo mengine huongeza uvukizi na mkusanyiko wa jumla wa mvuke wa maji katika angahewa karibu na unyevu wa jamaa, ambayo huongeza athari ya chafu. Kwa hiyo, baadhi ya maoni mazuri hutokea.

Methane

Mlipuko mkubwa wa methane uliokusanywa chini ya bahari miaka milioni 55 iliyopita uliifanya Dunia kuwa na joto kwa nyuzi joto 7.

Kitu kimoja kinaweza kutokea sasa - dhana hii ilithibitishwa na watafiti kutoka NASA. Kwa kutumia uigaji wa kompyuta wa hali ya hewa ya kale, walijaribu kuelewa vyema jukumu la methane katika mabadiliko ya hali ya hewa. Siku hizi, tafiti nyingi juu ya athari ya chafu huzingatia jukumu la dioksidi kaboni katika athari hii, ingawa uwezo wa methane wa kuhifadhi joto katika angahewa unazidi uwezo wa kaboni dioksidi kwa mara 20.

Aina mbalimbali za vifaa vya kaya vinavyotumia gesi vinachangia ongezeko la maudhui ya methane katika angahewa.

Katika kipindi cha miaka 200 iliyopita, methane katika angahewa imeongezeka zaidi ya mara mbili kutokana na kuoza kwa mabaki ya viumbe hai kwenye vinamasi na nyanda za chini zenye unyevunyevu, na vilevile uvujaji wa vitu vinavyotengenezwa na binadamu kama vile mabomba ya gesi, migodi ya makaa ya mawe, kuongezeka kwa umwagiliaji na kutotoa gesi kutoka mifugo. Lakini kuna chanzo kingine cha methane - kuoza kwa vitu vya kikaboni kwenye mchanga wa bahari, vilivyohifadhiwa vilivyohifadhiwa chini ya bahari.

Kwa kawaida, joto la chini na shinikizo la juu huweka methane chini ya bahari katika hali ya utulivu, lakini hii haikuwa hivyo kila wakati. Wakati wa kipindi cha ongezeko la joto duniani, kama vile Paleocene Thermal Maximum ya marehemu, ambayo ilitokea miaka milioni 55 iliyopita na ilidumu kwa miaka elfu 100, harakati za sahani za lithospheric, hasa katika bara la Hindi, zilisababisha kushuka kwa shinikizo kwenye sakafu ya bahari na inaweza. kusababisha kutolewa kubwa kwa methane. Kadiri anga na bahari zilivyoanza kupata joto, uzalishaji wa methane unaweza kuongezeka. Wanasayansi wengine wanaamini kwamba ongezeko la joto la sasa linaweza kusababisha hali kama hiyo - ikiwa bahari ita joto sana.

Wakati methane inapoingia kwenye angahewa, humenyuka pamoja na oksijeni na molekuli za hidrojeni ili kuunda kaboni dioksidi na mvuke wa maji, ambayo kila moja inaweza kusababisha athari ya chafu. Kulingana na utabiri wa hapo awali, methane yote iliyotolewa itabadilika kuwa kaboni dioksidi na maji katika takriban miaka 10. Ikiwa hii ni kweli, basi kuongeza viwango vya kaboni dioksidi itakuwa sababu kuu ya ongezeko la joto la sayari. Walakini, majaribio ya kudhibitisha hoja kwa marejeleo ya siku za nyuma hayakufaulu - hakuna athari za kuongezeka kwa mkusanyiko wa dioksidi kaboni miaka milioni 55 iliyopita zilipatikana.

Mifano zilizotumiwa katika utafiti mpya zilionyesha kuwa wakati kiwango cha methane katika anga kinaongezeka kwa kasi, maudhui ya oksijeni na hidrojeni inayoitikia na methane ndani yake hupungua (mpaka majibu yanaacha), na methane iliyobaki inabakia hewa kwa mamia ya miaka, yenyewe kuwa sababu ya ongezeko la joto duniani. Na mamia ya miaka hii yanatosha kupasha joto angahewa, kuyeyusha barafu kwenye bahari na kubadilisha mfumo mzima wa hali ya hewa.

Vyanzo vikuu vya anthropogenic ya methane ni uchachushaji wa mmeng'enyo wa chakula katika mifugo, ukuzaji wa mpunga, na uchomaji wa majani (pamoja na ukataji miti). Uchunguzi wa hivi karibuni umeonyesha kuwa ongezeko la kasi la viwango vya methane angahewa lilitokea katika milenia ya kwanza AD (labda ni matokeo ya upanuzi wa uzalishaji wa kilimo na mifugo na uchomaji misitu). Kati ya 1000 na 1700, viwango vya methane vilipungua kwa 40%, lakini vilianza kuongezeka tena katika karne za hivi karibuni (labda kama matokeo ya upanuzi wa ardhi ya kilimo na malisho na uchomaji wa misitu, matumizi ya kuni kwa ajili ya joto, kuongezeka kwa idadi ya mifugo, maji taka. , na kilimo cha mpunga) . Mchango fulani katika usambazaji wa methane unatokana na uvujaji wakati wa uundaji wa amana za makaa ya mawe na gesi asilia, pamoja na utoaji wa methane kama sehemu ya gesi ya kibayolojia inayozalishwa katika maeneo ya kutupa taka.

Dioksidi kaboni

Vyanzo vya kaboni dioksidi katika angahewa ya Dunia ni utoaji wa volkeno, shughuli muhimu za viumbe, na shughuli za binadamu. Vyanzo vya anthropogenic ni pamoja na mwako wa nishati ya mafuta, uchomaji wa majani (pamoja na ukataji miti), na michakato ya viwandani (kwa mfano, uzalishaji wa saruji). Watumiaji wakuu wa kaboni dioksidi ni mimea. Kwa kawaida, biocenosis inachukua takriban kiasi sawa cha dioksidi kaboni kama inavyozalisha (pamoja na kuoza kwa majani).

Ushawishi wa dioksidi kaboni juu ya ukubwa wa athari ya chafu.

Mengi bado yanahitaji kujifunza kuhusu mzunguko wa kaboni na jukumu la bahari ya dunia kama hifadhi kubwa ya dioksidi kaboni. Kama ilivyoelezwa hapo juu, kila mwaka ubinadamu huongeza tani bilioni 7 za kaboni katika mfumo wa CO 2 kwa tani zilizopo bilioni 750. Lakini ni karibu nusu tu ya uzalishaji wetu - tani bilioni 3 - zinabaki angani. Hii inaweza kuelezewa na ukweli kwamba CO 2 nyingi hutumiwa na mimea ya ardhini na baharini, iliyozikwa kwenye mchanga wa baharini, kufyonzwa na maji ya bahari, au kufyonzwa vinginevyo. Kati ya sehemu hii kubwa ya CO 2 (karibu tani bilioni 4), bahari inachukua takriban tani bilioni mbili za kaboni dioksidi ya anga kila mwaka.

Yote hii huongeza idadi ya maswali ambayo hayajajibiwa: Je, ni jinsi gani maji ya bahari yanaingiliana na hewa ya anga, kunyonya CO 2? Je, bahari inaweza kufyonza kaboni kiasi gani zaidi, na ni kiwango gani cha ongezeko la joto duniani kinaweza kuathiri uwezo wao? Je, ni uwezo gani wa bahari wa kunyonya na kuhifadhi joto lililonaswa na mabadiliko ya hali ya hewa?

Jukumu la mawingu na chembe zilizosimamishwa katika mikondo ya hewa inayoitwa aerosols si rahisi kuzingatia wakati wa kujenga mfano wa hali ya hewa. Mawingu huweka kivuli uso wa dunia, na kusababisha baridi, lakini kulingana na urefu wao, msongamano na hali nyingine, wanaweza pia kunasa joto linaloonyeshwa kutoka kwenye uso wa dunia, na kuongeza nguvu ya athari ya chafu. Athari ya erosoli pia inavutia. Baadhi yao hurekebisha mvuke wa maji, na kuifanya iwe matone madogo ambayo huunda mawingu. Mawingu haya ni mazito sana na huficha uso wa Dunia kwa wiki. Hiyo ni, wao huzuia mwanga wa jua hadi kuanguka kwa mvua.

Athari ya pamoja inaweza kuwa kubwa sana: mlipuko wa 1991 wa Mlima Pinatuba nchini Ufilipino ulitoa kiasi kikubwa cha salfati kwenye tabaka la anga, na kusababisha kushuka kwa joto duniani kote ambako kulidumu kwa miaka miwili.

Kwa hivyo, uchafuzi wetu wenyewe, unaosababishwa hasa na uchomaji wa makaa ya mawe na mafuta yaliyo na salfa, unaweza kumaliza kwa muda athari za ongezeko la joto duniani. Wataalamu wanakadiria kuwa erosoli zilipunguza kiwango cha ongezeko la joto kwa 20% katika karne ya 20. Kwa ujumla, halijoto imekuwa ikiongezeka tangu miaka ya 1940, lakini imeshuka tangu 1970. Athari ya erosoli inaweza kusaidia kueleza ubaridi usio wa kawaida katikati ya karne iliyopita.

Mnamo 2006, uzalishaji wa kaboni dioksidi angani ulifikia tani bilioni 24. Kundi linalofanya kazi sana la watafiti linapinga wazo kwamba shughuli za binadamu ni moja ya sababu za ongezeko la joto duniani. Kwa maoni yake, jambo kuu ni michakato ya asili ya mabadiliko ya hali ya hewa na kuongezeka kwa shughuli za jua. Lakini, kulingana na Klaus Hasselmann, mkuu wa Kituo cha Hali ya Hewa cha Ujerumani huko Hamburg, 5% tu inaweza kuelezewa na sababu za asili, na 95% iliyobaki ni sababu ya mwanadamu inayosababishwa na shughuli za binadamu.

Wanasayansi wengine pia hawaunganishi ongezeko la CO 2 na ongezeko la joto. Wakosoaji wanasema kwamba ikiwa kuongezeka kwa joto kutalaumiwa kwa kuongezeka kwa uzalishaji wa CO 2, joto lazima liwe limeongezeka wakati wa ukuaji wa uchumi wa baada ya vita, wakati nishati ya mafuta ilichomwa kwa kiasi kikubwa. Hata hivyo, Jerry Mallman, mkurugenzi wa Maabara ya Geophysical Fluid Dynamics, alikokotoa kwamba ongezeko la matumizi ya makaa ya mawe na mafuta liliongeza upesi kiwango cha salfa katika angahewa, na kusababisha kupoa. Baada ya 1970, athari ya joto ya mizunguko mirefu ya maisha ya CO 2 na methane ilikandamiza erosoli zinazooza kwa kasi, na kusababisha halijoto kupanda. Kwa hivyo, tunaweza kuhitimisha kuwa ushawishi wa dioksidi kaboni juu ya nguvu ya athari ya chafu ni kubwa na isiyoweza kuepukika.

Walakini, athari inayoongezeka ya chafu inaweza isiwe janga. Hakika, joto la juu linaweza kukaribishwa ambapo ni nadra sana. Tangu mwaka wa 1900, ongezeko kubwa la joto limeonekana kutoka latitudo 40 hadi 70 0 za kaskazini, kutia ndani Urusi, Ulaya, na sehemu ya kaskazini ya Marekani, ambako uzalishaji wa viwandani wa gesi chafuzi ulianza mapema zaidi. Ongezeko kubwa la joto hutokea usiku, hasa kutokana na kuongezeka kwa mawingu, ambayo hunasa joto linalotoka. Kama matokeo, msimu wa kupanda uliongezwa kwa wiki.

Aidha, athari ya chafu inaweza kuwa habari njema kwa baadhi ya wakulima. Viwango vya juu vya CO 2 vinaweza kuwa na athari chanya kwa mimea kwa sababu mimea hutumia kaboni dioksidi wakati wa usanisinuru, na kuigeuza kuwa tishu hai. Kwa hiyo, mimea mingi ina maana ya kunyonya zaidi CO 2 kutoka kwenye angahewa, kupunguza kasi ya ongezeko la joto duniani.

Jambo hili lilichunguzwa na wataalam wa Amerika. Waliamua kuunda mfano wa ulimwengu na kiwango cha CO 2 hewani mara mbili. Ili kufanya hivyo, walitumia msitu wa pine wenye umri wa miaka kumi na nne huko Kaskazini mwa California. Gesi ilisukumwa kupitia mabomba yaliyowekwa kati ya miti. Usanisinuru uliongezeka kwa 50-60%. Lakini athari hivi karibuni ikawa kinyume. Miti iliyokauka haikuweza kustahimili viwango hivyo vya kaboni dioksidi. Faida katika mchakato wa photosynthesis ilipotea. Huu ni mfano mwingine wa jinsi udanganyifu wa kibinadamu unavyosababisha matokeo yasiyotarajiwa.

Lakini mambo haya madogo mazuri ya athari ya chafu hawezi kulinganishwa na yale mabaya. Chukua, kwa mfano, uzoefu na msitu wa pine, ambapo kiasi cha CO 2 kiliongezeka mara mbili, na mwishoni mwa karne hii mkusanyiko wa CO 2 unatabiriwa mara nne. Mtu anaweza kufikiria jinsi matokeo yanaweza kuwa mabaya kwa mimea. Na hii, kwa upande wake, itaongeza kiasi cha CO 2, kwani mimea michache, mkusanyiko mkubwa wa CO 2.

Matokeo ya athari ya chafu

hali ya hewa ya gesi ya athari ya chafu

Kadiri hali ya joto inavyoongezeka, uvukizi wa maji kutoka kwa bahari, maziwa, mito, n.k. utaongezeka. Kwa kuwa hewa ya joto inaweza kushikilia zaidi mvuke wa maji, hii inajenga athari ya nguvu ya maoni: joto linapata, juu ya maudhui ya mvuke wa maji katika hewa, ambayo huongeza athari ya chafu.

Shughuli ya binadamu ina athari kidogo juu ya kiasi cha mvuke wa maji katika anga. Lakini tunatoa gesi zingine za chafu, ambayo hufanya athari ya chafu kuwa kali zaidi. Wanasayansi wanaamini kuwa kuongezeka kwa uzalishaji wa CO 2, haswa kutokana na uchomaji wa mafuta, kunaelezea angalau 60% ya ongezeko la joto Duniani tangu 1850. Mkusanyiko wa kaboni dioksidi katika angahewa unaongezeka kwa takriban 0.3% kwa mwaka, na sasa ni karibu 30% ya juu kuliko kabla ya mapinduzi ya viwanda. Ikiwa tunaelezea hili kwa maneno kamili, basi kila mwaka ubinadamu huongeza takriban tani bilioni 7. Licha ya ukweli kwamba hii ni sehemu ndogo kuhusiana na jumla ya kiasi cha dioksidi kaboni katika anga - tani bilioni 750, na hata ndogo ikilinganishwa na kiasi cha CO 2 kilichomo katika Bahari ya Dunia - takriban tani trilioni 35, inabakia sana. muhimu. Sababu: michakato ya asili iko katika usawa, kiasi kama hicho cha CO 2 huingia kwenye anga, ambayo huondolewa hapo. Na shughuli za binadamu huongeza tu CO 2.