Същността на парниковия ефект
Електромагнитните вълни от Слънцето, които имат дължина в диапазона от 290 до 5000 nm, проникват в Земята. Различаваме три вида радиация:
1. Ултравиолетово лъчение (от 400 nm). Прониква само в малки количества, задържа се предимно в стратосферата от слой озон. При по-високи дози е животозастрашаващо (има вредно въздействие върху живите клетки, особено върху структурата на генетичния материал).
2. Видима светлина (от 400 - 800 nm). Той е източник на енергия за зелените растения.
3. Инфрачервена радиация (от 800 nm). Това е термичен компонент.
Инфрачервеното лъчение отчасти се отразява или разсейва от земната атмосфера, но отчасти прониква и пада върху земната повърхност, която загрява. След това нагрятата повърхност излъчва инфрачервено лъчение, което обаче има по-малко енергия от тази, която е проникнала от атмосферата. Следователно това излъчване се абсорбира по-добре от т.нар парникови газове и по този начин отопляват себе си и заедно с тях атмосферата. След това нагрятата атмосфера също излъчва с инфрачервени дължини на вълната. Част от тази радиация се връща на земната повърхност и я загрява .
Те понякога се наричат лъчисти активни газове. Те съществуват почти през цялата история на Земята. Естествените парникови газове включват главно водни пари, озон и въглероден диоксид. Без тяхното действие повърхностната температура на Земята би била с 33 ° C по-ниска от сегашната. Подходящата температура е едно от условията на живот и ако температурата на планетата е по-ниска с 33 ° C, на по-голямата част от повърхността на Земята температурата ще бъде няколко градуса под нулата (средно -19 ° C и нощните температури надвишава -50 ° C) от тези газове в атмосферата значително повлиява на произхода на живота. Парниковите газове например присъстват и на планети като Луната и Марс, но техният слой е много тънък и не може да улови толкова много радиация, че температурите да не падат до изключително ниски температури. Понастоящем човек увеличава концентрацията на тези газове и добавя към тях нови, които са много по-ефективни и обикновено имат по-голяма продължителност на живота. И така, кои газове са те?
N Въглероден диоксид. Настоящото годишно увеличение на въглерода в естествения му цикъл между атмосферата и „резервите“ на Земята (организми, почва, океани) е 0,5%. Ако това продължи по този начин, през 200-те години от началото на индустриалната ера към атмосферата ще се добави толкова въглерод, колкото има във цялата жива материя.
N метан. Един кг метан причинява 63 пъти повече затопляне от 1 кг въглероден диоксид. Образува се при анаеробно разлагане. Основните източници са оризовите полета, биохимичните процеси в червата на животните и изтичането на природен газ, който включва метан. Около 1% от метана се добавя към атмосферата всяка година и неговият живот е 10 години.
N Азотен оксид (N 2 O). Той е по-ефективен от метана. Една от нейните молекули е около 230 пъти по-ефективна от молекулата на въглеродния диоксид и има живот от 150 години. Нейните източници са реакции в почвата, подпомагани от торене, разлагане на органични отпадъци, изгаряне на биомаса, обезлесяване, обмен на газове с океана и отработени газове от автомобили, които съдържат и други азотни оксиди.
N фреони. В допълнение към парниковия ефект, те също допринасят за разрушаването на озоновия слой. Фреоните са 20 000 пъти по-ефективни при поглъщане на радиация от въглеродния диоксид и една молекула фреон е способна да унищожи до 100 000 молекули озон. Продължителността на живота на CFC е до 130 години.
N озон. Така нареченият "Фотохимичният смог", който възниква от действието на слънчевата светлина върху газообразни замърсители (т.е. други парникови газове) като продукт на този процес, действа като парников газ в долната атмосфера.
Последици от парниковия ефект
Има няколко оптимистични и песимистични прогнози за това какво може да се случи. Тези прогнози се различават поради невъзможността да се оцени как парниковите газове реагират на самото повишаване на тяхната концентрация (т.е. т. Нар. Обратна връзка) и на процесите, които могат да възникнат по време на относително дългото им съществуване. В допълнение, днешните емисии няма да бъдат очевидни от няколко десетилетия до векове.
По време на ледниковия период, когато районът на днешния Ню Йорк е бил покрит с километър лед и Ню Йорк е на приблизително същата географска ширина като нас, средната глобална температура е била само с 6 ° C по-ниска. Постепенното затопляне продължава бавно в продължение на няколко хилядолетия. В момента промените се извършват за много по-кратко време .
Теория на обратната връзка
Климатичната система има 5 компонента: атмосфера, хидросфера, криосфера, биосфера и геосфера. Следователно това е система от различни фактори, които взаимодействат помежду си. Увеличаването на концентрацията на парникови газове наруши баланса между тези компоненти. Теорията на обратната връзка следва точно от съществуването на тази система и работи на принципа на "действие и реакция".
Тази теория може да се разбере по два начина:
1. Увеличаването на парниковите газове ще задейства механизми, които могат да премахнат повишаването на температурата.
2. Положителната обратна връзка означава, че са създадени механизми за ускоряване на процеса. Този втори вариант е по-лош, но по-вероятно .
Земята има защитни механизми срещу свръхпроизводството на CO 2 - и това е нейната собствена разтворимост във вода. Повишеното съдържание на CO 2 в атмосферата увеличава разтварянето му във вода и води до по-нататъшните му реакции в морската среда.
Следователно една от оптимистичните теории предполага, че световният океан може да абсорбира колкото повече CO 2, толкова повече е в атмосферата. Разтворимостта му във вода обаче намалява с повишаване на температурата, което е една от последиците от парниковия ефект и по този начин от увеличаването на самата концентрация на CO 2. .
Друга теория, базирана на естествените процеси, е способността на горските насаждения да свързват CO 2 за нуждите на техния метаболизъм. Различни експерименти обаче показват, че дърветата могат да абсорбират и превръщат в растителни вещества само 10% от CO 2, произведен от човешка дейност. Което не е достатъчно за решаване на проблема с глобалното затопляне. Освен това способността на растенията да произвеждат органични вещества намалява с повишаване на температурата .
Няма значение кой от вариантите на развитието на Земята е правилен. Ако песимистичните сценарии се сбъднат, рискуваме да е късно да спрем започналото глобално затопляне. .
Прогнози за въздействието на парниковия ефект
Дори малка промяна в средните температури има огромни ефекти върху естеството на климата. Тогава всяко нарушение може значително да повлияе на разпределението на валежите, интензивността на бурите и сушите, посоката на преобладаващите ветрове и морските течения и появата на големи температурни колебания с екстремни стойности в двете посоки.
Тези прогнози са просто възможни климатични промени, причинени от увеличаване на концентрациите на парникови газове:
M Голямо охлаждане на стратосферата (почти сигурно).
M Глобално увеличение на средната повърхностна температура (много вероятно). Средното дълго затопляне на земната повърхност се оценява в диапазона от 1,5 до 4,5 ° C. Действителната скорост на затопляне ще се определя от скоростта на увеличаване на парниковите газове, реакциите на естествената обратна връзка на климатичната система и реакциите на бавно адаптиране на части от климатичната система (т.е. моретата и ледената покривка).
M Увеличение на средните глобални валежи (много вероятно).
M Ограничение на морския лед (много вероятно).
M Затопляне на полярните райони през зимата (много вероятно). Това ще доведе до топене на ледниците и СО 2-свързващата почва. Когато се разтопи, този въглероден диоксид ще излезе в атмосферата.
M Лятно континентално затопляне и суша (вероятно в дългосрочен план). Тази прогноза се отнася за вътрешните райони на умерения пояс. Разширяването на сухите райони ще окаже влияние върху производството на храни. Увеличението на сушата също ще се отрази в липсата или по-лошото заместване на подпочвените води.
M Повишаване на нивото на световния океан (вероятно). Повишаването на морското равнище обикновено се прогнозира в резултат на топлинното разширение на морската вода. Всяко покачване на нивата на водата застрашава живота на около 70% от населението на света, живеещо в крайбрежните райони.
M Изместване на климатичната зона (към полюсите).
M От друга страна, в някои региони парниковият ефект може да доведе до охлаждане, причинено от промени в морските течения. Например районът на Северния Атлантик, чиито брегове се затоплят от Гълфстрийм. Отслабването му би довело до значителен спад на температурите и дори до повторно развитие на континенталния ледник.
M Изменението на климата също ще доведе до промяна на условията за природните екосистеми, както и за социалния и икономическия сектор на обществото .
Последици за биосферата
F Затоплянето на земята оказва пряко влияние върху смъртността на хората. Значително затопляне ще увеличи смъртността от сърдечно-съдови и мозъчно-съдови заболявания и ще увеличи честотата на респираторни заболявания .
F Особено в тропиците, болести от паразитен характер (малария, трипанозома = сънна болест.) Започват да се разпространяват и е възможно те да започнат да проникват в области, където не са били преди. Поради по-топлия климат развитието ще се ускори и ще се увеличи появата на комари, мухи, кърлежи. по този начин, октопаразитите, предаващи различни заболявания.
F Затоплянето също ще повлияе на поведението на хората и животните. Животните и хората ще мигрират за по-добри условия на живот. Според Червения кръст през 1998 г. метеорологичните бедствия са прогонили повече бежанци, отколкото военни конфликти.
F Много видове животни и растения могат да станат застрашени или да изчезнат (напр. Бяла мечка - заплашена от изчезване до края на века). Към 2100 г. до една трета от естествените местообитания могат да изчезнат поради изменението на климата.
F Северните страни ще се възползват от изменението на климата в икономическата област, но страните от третия свят ще загубят. Изменението на климата ще увеличи броя на хората, страдащи от недохранване, с 80 милиона, от които 55 до 70 милиона са хора в Африка.
F Хората ще страдат от стрес и проблеми с психичното здраве. И общата напрегната ситуация може да ескалира и ще възникнат локални или дори глобални конфликти.
F Общото изменение на климата ще доведе до промени, които ще доведат до природни бедствия (напр. Наводнения, земетресения), така че човешкият живот ще бъде застрашен и в това отношение.
- Резултатите показват, че една от причините за разрушаването на озона също са парниковите газове.
- На среща на върха в Киото, Япония, през 1997 г. индустриализираните страни се съгласиха да намалят емисиите на CO2 и други газове средно с 5,2% между 2008 и 2012 г. САЩ трябва да намалят емисиите със седем процента, а държавите от европейската зона с цели осем процента. За съжаление резолюцията от Киото включва емисии от самолети, които представляват до 10% от парниковия ефект.
- Учените са установили, че ако съдържанието на CO 2 в атмосферата се увеличи с течение на времето, производството на морски фитопланктон също се увеличава.
- През 2050 г. се очаква концентрацията на CO 2 да бъде два пъти по-висока от настоящата.
- Очаква се ефектите от затоплянето да увеличат проявите на Ел Нина, който засяга екваториалните течения.