Парниковы эффект

Содержание.

1. Введение стр. 3 – 4

    2. Механизм парникового эффекта и его роль в биологических процессах стр.5–8

3.Отрицательные воздействия усиления парникового эффекта стр. 9 – 10 

4.Способы борьбы с парниковым эффектом стр.11 – 12

    5.Международные соглашения по проблемам глобального изменения климата стр. 13 – 16

6. Приложение стр. 17-18

7. Заключение стр. 19

8. Список литературы стр. 20

Введение

Ледники тают, моря выходят из берегов, затопляя города и фермы, а нестерпимый зной опустошает то, что осталось от суши. Эта жуткая картина станет реальностью, если глобальное потепление продолжится. Парниковый эффект. Без него была бы не возможно нынешняя жизнь на Земле, однако хозяйственная деятельность человека – вызов саморегуляции биосферы планеты[1].

Три глобальные экологические проблемы последней четверти XX века – перфорация озонового слоя Земли, кислотные осадки и усиление парникового эффекта. Они предоставляют реальную угрозу нормальному функционированию биосферы Земли[2].

На сегодняшний день главной экологической проблемой является проблема антропогенного изменения климата планеты, и в первую очередь – усиление парникового эффекта.

В последние годы парниковому эффекту уделяется самое пристальное внимание. О нем пишут в прессе и говорят по телевидению, иногда добавляя слова «глобальное потепление», но большинство людей до сих пор не знают, о чем идет речь. Без этого эффекта наша планета была бы совсем другой. Возможно, кое-где в защищенных местах и жили бы примитивные организмы, но людей точно бы не было. Теперь же сами люди превращают этот полезный эффект в потенциальную опасность для всей цивилизации.

Человечеству необходимо задуматься над этой проблемой, иначе у наших потомков не будет будущего. Сокращение выбросов парниковых газов в земную атмосферу идет слишком медленно. Если тенденция не изменится, средняя температура воздуха будет продолжать повышаться, что чревато катастрофическими последствиями. До сих пор результаты международных конференций и конвенций по проблемам изменения климата оптимизма не внушают.

Цель  моей работы состоит  в глубоком изучение материалов, посвященных изучению парникового эффекта, выявление положительных и отрицательных сторон этого эффекта и сборе воедино всех возможных сведений о парниковом эффект.

Перед собой я ставила следующие задачи:

1.Разобрать механизм парникового эффекта.

2.Изучить его роль  в биосферных процессах.

3.Изучить отрицательное действие парникового эффекта.

4.Найти возможные способы борьбы с парниковым эффектом.

5.Узнать, что же делается в наше время для решения проблемы «глобального потепления».

Неопределенность в вопросе глобального потепления порождает скепсис по поводу грозящей опасности. Проблема заключается в том, что когда гипотеза об антропогенных факторах глобального потепления подтвердится, уже поздно будет что-либо предпринимать.

МЕХАНИЗМ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

И ЕГО РОЛЬ В БИОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССАХ

Образное название «парниковый эффект» получило при­родное явление, суть которого заключается в том, что атмо­сфера задерживает идущее от земной поверхности тепловое излучение.  Чтобы понять природу парникового эффекта, нужны некоторые исходные сведения об атмосфере Земли и ее взаимодействии с излучением (как испускаемым Солнцем, так и самой земной поверхностью). Атмосфера – это воздушная среда переменной (уменьшающейся с высотой) плотности, состоящая из смеси газов и водяного пара (строго говоря, тоже газа, но малолетучего – легко конденсирующегося). В этой среде взвешены аэрозоли – дисперсные системы из разных по величине и происхождению твердых или жидких частиц. Именно аэрозоли в атмосфере придают небу голубой цвет днем – за счет рассеяния света на частицах с размерами, близкими к длине волны синей составляющей спектра.
    В нижних слоях атмосферы преобладают азот (78%) и кислород (21%). На остальные составляющие приходится всего 1%. Но именно этот единственный процент и определяет оптические свойства атмосферы, так как азот и кислород почти не взаимодействуют с излучением.
    Эффект «парника » известен всем, имевшим дело с этим незамысловатым огородным сооружением. В атмосфере он выглядит так. Часть излучения Солнца, не отразившаяся от облаков, проходит через атмосферу, исполняющую роль стекла или пленки, и нагревает земную поверхность. Нагретая поверхность, конечно, остывает, испуская тепловое излучение, но это уже другое излучение – инфракрасное. Средняя длина волны такого излучения значительно больше, чем в приходящем от Солнца, и потому почти прозрачная для видимого света атмосфера пропускает его значительно хуже

Энергия солнечной радиации всех длин волн, поступаю­щая на нашу планету в единицу времени на единицу площа­ди, нормальной к солнечным лучам, — солнечная постоян­ная — равна 1,4 кДж/см2. Хотя она относительно невелика (равна одной двухмиллиардной доле всей излучаемой Солн­цем энергии), именно эта энергия определяет ход всех био­сферных процессов на Земле.

Из общего количества достигающей Земли энергии сол­нечной радиации атмосфера поглощает 20 %, а 34 % ее отра­жают облака атмосферы, находящиеся в ней аэрозоли, сама поверхность Земли и уходит в космос. Оставшаяся часть энер­гии солнечной радиации (46 %) доходит до земной поверх­ности и поглощается ею. В свою очередь, поверхность суши и воды излучает длинноволновую инфракрасную (тепловую) радиацию, которая частично уходит в космос, а частично ос­тается в атмосфере, задерживаясь входящими в ее состав га­зами и нагревая приземные слои воздуха (рис. 1).

Газы, задерживающие тепловое излучение и препятствую­щие оттоку тепла в космическое пространство, называются парниковыми газами. К парниковым газам относят метан СН4, (также компонент углеродного цикла), озон О3, фреоны (углеводороды, содержащие бром, фтор или хлор) и некоторые другие соединения. Но их вклад в парниковый эффект гораздо меньше. Парниковые газы иногда называют следовыми, поскольку обычно в воздухе их очень мало. Они как приправа к блюду: в небольшом количестве улучшают вкус, а в избытке непоправимо портят.

Благодаря парниковому эффекту среднегодовая темпера­тура у поверхности Земли в последнее тысячелетие состав­ляет примерно 15°С, без него она опустилась бы до -18 °С, и существование жизни на Земле стало бы невозможным.

Основной парниковый газ - водяной пар, задерживающий до 60 % теплового излучения Земли. Содержание водяного пара в атмосфере оп­ределяется планетарным круговоротом воды и (при сильных широтных и высотных ко­лебаниях) практически постоянно. Роль водяного пара в парниковом эффекте ещё не вполне изучена.

 Но известно, что роль водяного пара в нагреве атмосферы не ограничивается поглощением излучения. При его конденсации в мельчайшие капли, из которых образуются облака, выделяется огромное количество тепла (до 40% от общего его количества, поступающего на Землю), что играет значительную роль в тепловом балансе атмосферы.
    За водяным паром в списке парниковых газов следует углекислый газ (СО2), поглощающий в прозрачном воздухе 22% инфракрасного излучения Земли. Собственно участие СО2, в глобальном круговороте (цикле) углерода, лежащего в основе всего живого, и вовлекает биосферу в тепловой баланс. Именно о вкладе СО2, в этот баланс (точнее, о возможном изменении концентрации СО2, в атмосфере под влиянием деятельности человека и о последствиях этого изменения для теплового баланса Земли) и спорят уже много лет ученые.

Основные природные источники углеки­слого газа в атмосфере — извержения вулка­нов и естественные лесные пожары. На заре геобиохимической эволюции Земли углекис­лый газ поступал в Мировой океан через подводные вулканы, насыщал его и выделял­ся в атмосферу.

До сих пор нет точных оценок содержа­ния углекислого газа в атмосфере на ранних этапах ее развития. По результатам анализа базальтовых пород подводных хребтов в Ти­хом и Атлантическом океанах американский геохимик Д. Марэ сделал вывод, что содер­жание углекислого газа в атмосфере в пер­вый миллиард лет ее существования было в 1000 раз больше, чем в настоящее время, — около 39 %. Тогда температура воздуха в при­земном слое достигала почти 100°С, а тем­пература воды в Мировом океане приближа­лась к точке кипения (сверхпарниковый эффект).

Содержание СО2, в атмосфере определяет в основном океан. По данным академика РАН М.Е. Виноградова, 98% СО2, на планете сосредоточено в океане, который служит главным источником (на экваторе) и резервуаром-поглотителем атмосферного СО2. В 1960 – 1980-х годах СО2, в атмосфере стало больше на 10% (рост примерно 0,5% в год), что и вынудило искать связь между концентрацией СО2, и наблюдаемым потеплением. Какое из этих двух явлений – причина, а какое – следствие, ученым пока до конца не ясно. В последние годы содержание СО2, в атмосфере растет значительно медленнее (в 1980-1993 гг. в среднем 0,15% в год) и не исключено, что эти изменения вызваны вариациями его выделения из океана.

С появлением фотосинтезирующих орга­низмов, химических процессов связывания углекислого газа стал действовать мощный механизм изъятия его из атмосферы и океа­на в осадочные породы, в связи с чем пар­никовый эффект стал постепенно умень­шаться, пока не установилось равновесие в биосфере, которое продолжалось до начала эпохи индустриализации и которому соот­ветствует минимальное содержание углеки­слого газа в атмосфере - 0,03 %.

Таким образом, в отсутствие антропоген­ных выбросов углеродный цикл наземной и водной биоты, гидросферы, литосферы и ат­мосферы находился в равновесии. Поступле­ние углекислого газа в атмосферу за счет вул­канической деятельности оценивается в 175 млн. тонн в год. Осаждение в виде карбо­натов связывает около 100 млн. тонн. Велик океанический резерв углерода - он в 80 раз превышает атмосферный. В биоте углерода концентрируется втрое больше, чем в атмо­сфере, причем с увеличением содержания углекислого газа возрастает продуктивность наземной растительности.

С наступлением индустриальной эпохи началось поступление в атмосферу техноген­ного диоксида углерода за счет сжигания ископаемых видов топлива:

С + 02 = С02;

(сжигание угля)

С3Н8 + 502 = ЗС02 + 4Н20;

(сжигание газа)

С25Н52 + 3802 = 25С02 + 2бН20.

(сжигание мазута)

Техногенные выбросы диоксида углерода в атмосферу значительно возросли во второй половине XX в. Основной причиной этого стала колоссальная зависимость миро­вой экономики от ископаемых видов топли­ва. Индустриализация, урбанизация и стре­мительные темпы роста населения планеты обусловили увеличение мирового спроса на электроэнергию, удовлетворяющегося глав­ным образом за счет сжигания горючих ис­копаемых.

В настоящее время ископаемые виды то­плива составляют примерно 90 % от всех пер­вичных энергоресурсов и обеспечивают 75 % мирового производства электрической энер­гии. По оценкам экспертов ООН, с начала XX в. увеличение выбросов диоксида углеро­да составляло от 0,5 до 5 % в год. В результа­те за последние сто лет в атмосферу поступи­ло 400 млрд. тонн углекислого газа только за счет сжигания топлива. Уничтожение для этих же целей огромных лесных массивов, а так­же лесные и степные пожары, вызванные че­ловеком, дополнительно увеличивают содер­жание углекислого газа в атмосфере - как не­посредственно, так и за счет уменьшения его поглощения в процессе фотосинтеза вследст­вие уничтожения растительности. Согласно расчетам специалистов, сейчас атмосфера со­держит на 25 % больше углекислого газа, чем его было накоплено за последние 1бО тыс. лет. По мнению некоторых ученых, произошло нарушение биосферного углеродного круго­ворота: поступление углекислого газа в атмо­сферу стало превышать его потребление жи­выми организмами.

В настоящее время в мире в результате сжигания топлива на тепловых электростан­циях, других промышленных предприятиях и в автомобильных двигателях в атмосферу ежегодно выбрасывается более 5 млрд. тонн диоксида углерода. Еще 1-2 млрд. тонн его поступает в атмосферу за счет сжигания ле­сов, главным образом тропических. Леса исчезают с поверхности планеты с катастро­фической скоростью, за два последних века их площадь сократилась вдвое. Влажные тро­пические леса начали интенсивно сгорать с середины XX в. (в среднем эти леса исчеза­ют со скоростью 1 га в минуту или 5 тыс. км2  в год).

За счет сжигания топлива 25 % техноген­ных выбросов диоксида углерода в атмосфе­ру дают США и страны Евросоюза, 11% — Китай, 9 % - Россия.

К другим парниковым газам, появление которых в атмосфере в значительном коли­честве обусловлено хозяйственной деятель­ностью человека, относятся:

метан СН4, поступающий с рисовых по­лей (около НО млн тонн в год), в результате утечек природного газа при его добыче и по­путного газа при нефтедобыче, на угольных шахтах (до 50 млн тонн в год), а также жиз­недеятельности растущего поголовья домаш­него скота; доля его влияния на усиление парникового эффекта составляет 15 %;