Влияние парникового эффекта на климат Земли

Таким образом, можно предположить, что  такое явление как тепловой эффект существовало и в далёком прошлом, оказывая немалое влияние на климат Земли, а следовательно, и на жизнь  растений и животных.

Количественное  определение парникового  эффекта.

Количественно величина парникового эффекта  определяется как разница между средней приповерхностной температурой атмосферы планеты и её эффективной температурой . Парниковый эффект существенен для планет с плотными атмосферами, содержащими газы, поглощающие излучение в инфракрасной области спектра, и пропорционален плотности атмосферы. Следствием парникового эффекта является также сглаживание температурных контрастов как между полярными и экваториальными зонами планеты, так и между дневными и ночными температурами (см. таблицу 1, температуры даны в Кельвинах, - средняя максимальная температура (полдень на экваторе), - средняя минимальная температура) [8].

Таблица 1.

Влияние парникового эффекта  на климат Земли. Угроза потепления.

Исходя  из того, что «естественный» парниковый эффект — это устоявшийся, сбалансированный процесс, увеличение концентрации «парниковых» газов в атмосфере должно привести к усилению парникового эффекта, который в свою очередь приведет к глобальному потеплению климата. Количество CO₂ в атмосфере неуклонно растет вот уже более века из-за того, что в качестве источника энергии стали широко применяться различные виды ископаемого топлива (уголь и нефть). Кроме того, как результат человеческой деятельности в атмосферу попадают и другие парниковые газы, например, метан, закись азота и целый ряд хлоросодержащих веществ. Несмотря на то, что они производятся в меньших объёмах, некоторые из этих газов куда более опасны с точки зрения глобального потепления, чем углекислый газ.

Деятельность  человека приводит к повышению концентрации парниковых газов в атмосфере. Увеличение концентрации парниковых газов приведет к разогреву нижних слоев атмосферы  и поверхности земли. Любое изменение  в способности Земли отражать и поглощать тепло, в том числе  вызванное увеличением содержания в атмосфере тепличных газов  и аэрозолей, приведет к изменению  температуры атмосферы и мировых  океанов и нарушит устойчивые типы циркуляции и погоды.

Тем не менее, ведутся ожесточенные споры  вокруг того, какое конкретно количество этих газов вызовет потепление климата  и в какой степени, а также  как скоро это произойдет. Даже когда изменение климата действительно  происходит, в этом трудно быть стопроцентно уверенным. Мировые средние температуры  могут сильно колебаться в пределах нескольких лет и десятилетий — причем по естественным причинам. Проблема в том, что считать средней температурой, и на основании каких критериев судить, действительно ли она изменилась в ту или другую сторону[1,6].

В конце  восьмидесятых — начале девяностых годов XX века несколько лет подряд среднегодовая глобальная температура  была выше обычной. Это вызвало опасения в том, что вызванное человеческой деятельностью глобальное потепление уже началось. Среди ученых существует консенсус, что за последние сто лет среднегодовая глобальная температура поднялась на 0,3 — 0,6 градусов Цельсия. Существует научный конценсус, что жизнедеятельность человека является основным фактором который влияет на текущее повышение температуры на земле.

Возможно, однако, что существующий скепсис  в вопросе глобального потепления порожден корпорациями, которым не выгодно сокращать или адаптировать свое производство. Многие компании содержали "своих" ученых, которые должны были опровергать влияние человека на климат.

Угроза  потепления климата остаётся актуальной. Публикаций о глобальном потеплении и глобальном похолодании множество. Не стоит ими апеллировать, а лучше  положиться на факты. Синоптики в  России  ведут регулярные наблюдения за погодой  в России с 1850 года. За годы наблюдений  «тройка» тепловых лидеров выглядит так: 1998 г. (+14,6)градуса, 2001 г. (+14,5) градуса, 2002 г. (+14,6) градуса. Причём, как считают учёные, темпы потепления ускоряются.

Если  проанализировать данные потепления в  мире за последние 100 лет, то самыми теплыми  были 1980, 1981, 1983, 1987 и 1988 гг. В настоящее  время в северном полушарии поверхностная  температура на 0,4 градуса выше, чем  в 1950-1980гг. К 2050 году ожидается повышение ещё на 2-3 градуса Цельсия.  Повышение температуры не в столь отдаленной перспективе может привести к таянию полярных льдов, наступлению пустынь. Необратимые изменения уже имеют место: по данным Метеорологического управления Великобритании, 1997 год стал самым теплым годом в истории человечества с тех пор, как в 1860 году начали вести метеомониторинг. Температура воздуха в этом году на 0,43 градуса превышала среднюю температуру на планете в течение нескольких лет.  

Такое потепление может отрицательно сказаться  не только на сельском хозяйстве, но и  на многих других отраслях экономики  – энергетике, строительстве, транспорте, а также на состоянии биосферы в целом. Более того, возможно повышение  уровня Мирового океана почти на 0,5-1,0 м., что может привести к затоплению густо заселённых береговых территорий[5].  Таким образом, проблема парникового эффекта имеет следующие последствия:

1. Если  температура на Земле будет  продолжать повышаться, это окажет  серьезнейшее воздействие на  мировой климат.

2. В  тропиках будет выпадать больше  осадков, так как дополнительное  тепло повысит содержание водяного  пара в воздухе.

3. В  засушливых районах дожди станут  еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется их покинуть.

4. Температура  морей также повысится, что  приведет к затоплению низинных  областей побережья и к увеличению  числа сильных штормов.

5. Повышение  температуры на Земле может  вызвать поднятие уровня моря, так как:

а) вода, нагреваясь становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря;

б) повышение  температуры может растопить  часть многолетних льдов, покрывающих  некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи. Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в  моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение  уровня моря. Ледяной покров Арктики  представляет собой огромный слой плавучего  льда. Подобно Антарктиде, Арктика  также окружена множеством айсбергов. Климатологи подсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится  на 70-80 м.

6. Сократятся  жилые земли.

7. Нарушится  водосолевой баланс океанов.

8. Изменятся  траектории движения циклонов  и антициклонов.

9. Если  температура на Земле повысится,  многие животные не смогут  адаптироваться к климатическим  изменениям. Многие растения погибнут  от недостатка влаги и животным придеться переселиться в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.

10. Изменение  температуры негативно сказывается  на здоровье людей. 

Меры  предупреждения парникового  эффекта. Киотский протокол.

Существуют  различные альтернативные решения учета изменений климата и их последствий.

1. Приспособление экономики к меняющимся климатическим условиям, широкое применение малоэнергоемких технологий, уменьшение выбросов  парниковых газов. Это означает, что кроме применения энергосберегающих технологий необходимо развивать направления энергетики, не связанные с сжиганием органического топлива: атомную, гидроэнергетику, использование солнечной и ветровой энергии, хотя последние, нетрадиционные источники вряд ли в ближайшее время смогут заменить большую энергетику.  До середины XXI века традиционные виды углеводородного топлива, скорее всего, сохранят своё доминирующее положение в топливно - энергетическом балансе. Кроме того, следует ожидать, что потребляемое органическое топливо станет более «углеродистым» в результате увеличения доли угля. Значит, поступление углекислого газа в атмосферу возрастет, а парниковый эффект усилится.
2. Выброс нейтральных аэрозольных частиц в верхние слои атмосферы (в виде «Щита» от солнечного излучения), однако этот выброс требует точных расчётов.

Международная научная общественность пришла  к выводу, что прежде всего надо уменьшить выбросы углекислого газа в атмосферу. Так, на Международной конференции в Торонто (Канада) было рассмотрено предложение о сокращении к 2050 году выбросов диоксида углерода в атмосферу на 20%. Принятие такого решения может поставить перед энергетикой ряд серьёзных проблем. В 1997 году был принят Киотский протокол, подписанный от имени Российской Федерации в г. Нью-Йорке. Его ключевыми элементами являются:

1. Количественные уровни обязательств по сокращению выбросов парниковых газов для всех промышленно развитых стран;
2. Перечень мер по сокращению выбросов парниковых  газов, которые должны выполняться странами, включенными в приложение протокола;
3. Порядок выполнения обязательств, условия, процедуры и правила учета, сокращения и выбросов парниковых газов, принципы совместного выполнения обязательств по сокращению выбросов парниковых газов на основе заключения специальных соглашений между сторонами  Протокола.

Таким образом, впервые в истории индустриально  развитых стран устанавливают обязательные к исполнению количественные показатели сокращения объёма  выбросов парниковых газов. В 2008-2012 гг. объём выбросов должен стать меньше на 5,2 %, чем в 1990 г. Для каждого государства установлены свои численные ограничения. Европейский Союз обязался сократить эмиссию на 8%, США – на 7, Япония, Канада, Венгрия и Польша – на 6%. Развивающимся странам разрешено повысить эмиссию парниковых газов: Исландии – на 10%, Австралии – на 8%, Норвегии – на 1%. Россия, Украина и Новая Зеландия к 2012 году должны сохранить уровень 19990 года. Распределение выбросов углекислого газа в результате хозяйственной деятельности человека в различных регионах показано на рис.2.

Согласно  Киотскому Протоколу был расширен список газов-загрязнителей до шести: в него вошли не только диоксид  углерода, метан и закись азота, но и газы – заменители фреона (гидрофлюроарбон, перфлюроарбон, гексахлорид  серы).

Вопросы обеспечения устойчивости экономики  при возможном изменении климата  рассматриваются всесторонне. Всемирная  метеорологическая организация  ЮНЕП – программа ООН по окружающей среде – учредила совет, в который  вошли представители более 40 государств. Этот совет должен способствовать продвижению  общеевропейского процесса в экологической сфере. Россия активно участвовала в подготовке второй общеевропейской конференции «окружающая среда для  Европы» (Люцерна). При этом особое внимание было уделено разработке Программы действий для стран Центральной и Восточной Европы, составлению доклада о состоянии окружающей среды  в европейском регионе, укреплении и развитию региональных механизмов сотрудничества [5].