Парниковый эффект. Изменение климата на планете

Основная доля солнечной энергии передается к поверхности Земли в оптическом диапазоне, а отражается от земной поверхности - в инфракрасном (ИК). Доля отраженной энергии поглощается атмосферой и зависит от количества газов, паров воды и пыли в ее составе. Чем больше их концентрация, тем меньше теплоты уходит в космическое пространство, тем больше задерживается в биосфере за счет "парникового эффекта". Отраженное ИК - излучение поглощается газами, которые называют парниковыми.

Таблица 5.5 - Парниковые газы

Основной парниковый газ - диоксид углерода. Если человечество не примет меры по сокращению выбросов парниковых газов, то средняя температура повысится на 1,5- 4,5 градуса. За последние 100 лет концентрация углекислого газа увеличилась на 28 %, что связывают с увеличением средней температуры на Земле на 0,5 градуса.

Конвенция ООН по изменению климата в 1992 г. в Рио-де-Жанейро: страны - участники должны взять на себя обязательства по сокращению эмиссии парниковых газов, и прежде всего - углекислого газа. В соответствии с Киотским протоколом 1997 г. к 2012 году государства должны снизить выбросы до уровня 1990 г. В 2004 г. РФ подписала протокол, а США до сих пор не подписали.

В Испании выброс углекислого газа увеличился на 55 %. Над Китаем концентрация углекислого газа в 10 раз больше.

В Европе работает план "20", в соответствии с которым необходимо к 2020 г. по отношению к 1990 г.:

- снизить на 20 % выбросы углекислого газа;

- увеличить на 20 % производство энергии из альтернативных источников,

В 2004 г. на страницы газеты "Обсервер" попал секретный доклад ЦРУ: " Мы не знаем, насколько далеко зашло развитие глобального потепления. Возможно, необратимые последствия начнутся завтра, но мы не узнаем об этом еще в течение 5 лет"

Наряду с ростом концентрации углекислого газа важную роль играют изменения озоносферы, связанные с эволюцией геомагнитного поля.

Антропогенные аэрозоли (с размером частиц 10^-9- 10^{-5 м) двояко влияют на радиационный баланс Земли:}

1. непосредственно через поглощение и рассеивание энергии солнца;

2. косвенно, т.к. аэрозоли действуют как ядра конденсации, играющие важную роль в образовании и развитии облаков.

Катастрофический взрыв вулкана Тамбора в 1815 г. в Индонезии привел к заметному снижению температуры во всем мире в течение 3-х лет. Извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 г. сравним с глобальным парниковым эффектом за текущее столетие

Последствия парникового эффекта:

1. произойдет перераспределение осадков, увеличится число засух, пыльных бурь;

2. растает верхний слой вечной мерзлоты (около 60 % территории РФ), где расположены трубопроводы газа и нефти, что приведет к техногенным авариям. Кроме того, в недрах вечной мерзлоты находится гидратированный метан. При повышении температуры метан будет поступать в атмосферу, усиливая парниковый эффект. (Считают, что метан в 20 раз эффективнее углекислого газа в создании парникового эффекта);

3. поднимется уровень Мирового океана (до 20 см) и произойдет затопление территорий, расположенных ниже уровня Мирового океана, - районы Банглодеш, Восточное побережье США, исчезнут Венеция, Гаага, появятся экологические беженцы;

4. уже происходит таяние ледниковых шапок Земли, тают ледники Гренландии и Ледовитого океана - за 30 последних лет их площадь уменьшилась на 40 %;

5. считают, что повышение средней температуры на 1 градус приводит к уменьшению урожая пшеницы на 10 %;

6. значительная часть углекислого газа атмосферы поглощается мировым океаном. Исследования воды Средиземного моря, начатые сравнительно недавно говорят об изменении условий обитания гидробионтов, что приводит, например, к уменьшению толщины раковин, состоящих их карбоната кальция.

Для предотвращения увеличения антропогенных выбросов парниковых газов необходимо:

1.использование альтернативных источников энергии: солнечной. ветровой, атомной. При использование биотоплива ( метан, спирт, растительные масла) выделятся столько углекислого газа, сколько было поглощено в недалеком прошлом, при этом баланс углекислого газа в атмосфере сохраняется;

2. введение квот на выделенную углекислоту. Богатые государства будут покупать квоты на выбросы диоксида углерода у более бедных стран. Такие рыночные отношения помогут, например Бразилии получать средства на борьбу с уничтожением тропического леса;

3. посадка быстрорастущих деревьев;

4. использование диоксида углерода для синтеза метанола;

5. уменьшение количества автотранспорта в городах за счет использования общественного транспорта и велосипедов.

6. в США введен запрет на использование ламп накаливания, т. к. значительная часть потребляемой энергии идет на нагрев.