Глобальні екологічні проблеми – Деградація атмосфери.

2. Розвиток „парникового ефекту”

ü природній механізм „парникового ефекту”

ü причини глобального потепління

ü наслідки глобального потепління

ü шляхи вирішення проблеми глобального потепління

 

Останнім часом діяльність людини чинить безпрецедентний за масштабами та інтенсивності вплив на навколишнє середовище і глобальні системи життєзабезпечення. Доказ тому - одна з багатьох екологічних проблем - глобальне потепління клімату - парниковий ефект. Скоро атмосфера стане непроникною для тепла, і наслідки можуть бути дуже глобальними - неминуче підвищення рівня світового океану в результаті танення материкових та гірськихльодовиків, морських льодів, теплового розширення вод океану. Таке потепління клімату викличе серйозні зміни екологічних умов у тундрі, в зонах «вічної мерзлоти»: збільшиться сезонне протаіваніе грунтів, що створить загрозу дорогах, будов і комунікацій, активізується процеси термокарста і заболочування, погіршиться стан лісових масивів на вічній мерзлоті.
Побоюються, що безконтрольна діяльність людини може остаточно знищити життя на нашій планеті.

Одночасно із забрудненням атмосфери зростає й виділення техногенного тепла від спалювання палива та використання електричної енергії, а це є дуже важливим фактором змін глобальної температури. Серед усіх забруднювачів атмосфери найважливішу роль у зміні клімату відіграє вуглекислий газ. Він поглинає довгохвильову радіацію і е одним з факторів, що створюють парниковий ефект в атмосфері; збільшення концентрації вуглекислоти в атмосфері призводить до підвищення температури біля земної поверхні.

Клімат Землі, який залежить в основному від стану її атмосфери, протягом геологічної історії періодично змінювався: чергувалися епохи істотного похолодання, коли значні території суші вкривалися льодовиками, та епохи потепління (до речі, ми живемо саме в епоху потепління, коли розтанули великі льодовикові щити у Євразії та Північній Америці). Та останнім часом метеорологи б'ють на сполох: сьогодні атмосфера Землі розігрівається набагато швидше, ніж будь-коли в минулому. За даними ООН, з кінця XIX до початку XXI ст. глобальна температура на земній кулі підвищилася загалом на 0,6 °С. Середня швидкість підвищення глобальної температури до 1970 р. становила 0,05 °С за 10 років, а останніми десятиліттями вона подвоїлася. Це зумовлено такими причинами:

- по-перше, людина "підігріває" атмосферу, спалюючи велику кількість вугілля, нафти, газу, а також будуючи нові атомні електростанції;

- по-друге, і це головне, внаслідок спалювання органічного палива, а також знищення лісів в атмосфері нагромаджується вуглекислий газ.

Сутність парникового ефекту: Земля отримує енергію Сонця в основному у видимій частині спектру, а сама, оскільки є набагато холоднішим тілом, випромінює у космічний простір інфрачервоні промені; але багато газів атмосфери - водяна пара, вуглекислий газ, метан, окисли азоту та інші - хоч і є прозорими для видимих променів, але активно поглинають інфрачервоні промені, утримуючи тим самим в атмосфері частину тепла, яка повинна була потрапити у Космос. Таким чином на поверхні Землі утримується температура на рівні, придатному для життя. Затримуючи тепло в атмосфері Землі, ці гази створюють ефект, який називається парниковим, а гази - парниковими.

Отже, парниковим ефектом називають спроможність атмосфери вибірково поглинати електромагнітне випромінювання у певних діапазонах хвиль. Не вся атмосфера, а лише деякі її компоненти та домішки здатні виконувати роль таких "фільтрів" - саме їх і називають парниковими газами. Провідну роль у створенні парникового ефекту серед усіх парникових компонентів, розглянутих вище, відіграє діоксид вуглецю (С02), який поглинає довгохвильове (інфрачервоне) випромінювання у широкому діапазоні хвиль. Іншими словами, парниковий ефект - це здатність атмосфери, що пропускає короткохвильове електромагнітне випромінювання від Сонця, затримувати (частково чи повністю) тепловий потік від земної поверхні, повертаючи його назад у вигляді "зустрічного" випромінювання, що спричинює розігрівання атмосфери (рис. 5.З).

Усім відомо, що звичайне віконне скло має майже ту саму властивість: пропускає видиме світло, але затримує теплове випромінювання. Саме тому відбувається нагрівання середовища у теплицях та парниках або ж у кімнаті сонячного дня. У земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло у парнику - вільно пропускає сонячні промені до поверхні Землі, але утримує її тепло.

Парниковий ефект існує з тих пір, як на нашій планеті з'явилася атмосфера. Сам по собі він не є негативним явищем. Ефект, зумовлений загальною дією парникових компонентів, вкрай важливий: за відсутності парникового ефекту середня температура на Землі (тобто у приземному шарі повітря) була б на 33 °С нижчою, ніж зараз, і дорівнювала б лише -18 °С, тобто була би близькою до січневої температури в Арктиці.

Шляхи вирішення проблеми: зменшення викидів і збільшення поглиначів парникових газів. Природний парниковий ефект на Землі підтримується завдяки віковому балансу між викидами парникових газів і утриманням їх поглиначами. Найбільшими поглиначами вуглекислого газу, доля якого становить близько 70% сукупних антропогенних викидів парникових газів, вуглецю є океан і наземна біомаса. Таким чином, зменшення вирубки і додаткове насадження лісів можуть у значній мірі знизити антропогенний тиск на клімат Землі. З іншого боку, зменшення викидів парникових газів за рахунок впровадження екологічно чистих технологій, підвищення ефективності використання енергоресурсів, а також застосування альтернативних (поновлюваних) джерел енергії може істотно вплинути на тенденцію зміни клімату.

Причини та наслідки глобального потепління

більшість учених кліматологів підтримує думку, що на даний час відбувається глобальне потепління клімату. За даними представників Всесвітньої метеорологічної організації тенденція до глобального потепління планети триває вже 23 року. Проте які якраз ті чинники – саму природу чи діяльність людини – надають переважне впливом геть зміна клімату, єдиної думки сьогодні немає.

Розглянемо спочатку природні причини потепління клімату. Американські вчені вивчили склад проб льоду, узятих великий глибині в Гренландії, за концентрацією ізотопу берилію, що утворюється в кризі під впливом космічного проміння і характеризують сонячну активність. У цьому було встановлено, що кількістю плям на Сонце і коливаннями температури Землі існує безпосередній зв'язок. Крім сонячної активності зміну клімату можуть впливати циклічні зміни у орієнтації Сонце-Земля. Головні перемінні складові орбіти – це ексцентриситет, кут нахилу екліптики і прецесія.Эксцентриситет належить до мінливих формі орбітальних параметрів Землі, що має він змінюється від майже кругового доеллиптическому по циклу, приблизно рівному 100 тисяч літ. Кут нахилу екліптики змінюється у межах від 22,1 до 24,5 0 з циклом в 41 тисячу років.Прецессия – це поступове зміна магнітного полюси, що відбувається із широкого кола за цикл в 21 тисячу років. Великі кількості вуглекислого газу, фреонів викидаються з допомогою вулканічної діяльності. Антропогенні причини і глобального потепління полягають у спалюванні великої кількості палива, виробництва сільськогосподарської продукції і на інша людська виробнича діяльність, у результаті у повітря надходять парникові гази, витончується озоновий шар; хижацька вирубування лісів, які поглинають діоксид вуглецю.

Які очікується наслідки і глобального потепління клімату?Российскими вченими під керівництвом проф. Ю.О. Ізраеля було зроблено детальний прогноз можливих змін та його наслідків. Вони використовували кілька сценаріїв оцінок потенційних впливів зміни клімату. З першого сценарієм станеться звичайне подвоєння концентрації СО2 у атмосфері у період 2025 і 2050 роками. За другим сценарієм станеться зростання глобальної температури не більше від 1,5 до 4-5 градусів. По третьому сценарієм станетьсянеравнозначное глобальне розподіл підвищення температури, саме, невеличке підвищення, що становить половину глобального середнього, в тропічних регіонах і підвищення, вдвічі що перевищує глобальне середнє в полярних регіонах. Прогнозовані впливу зміни клімату було розглянуто з урахуванням великомасштабних природних явищ, як-от Ель-Ніньо, що у сукупності зі змінами клімату можуть зробити значне вплив на сільському господарстві, до зростання та розвитку людського суспільства. Майбутнє зміна клімату можливо призведе до руху у бік полюсів кордонів кліматичних зон сталася на кілька сотень кілометрів на протягом наступних 50 років. Зміни флори і фауни будуть відставати від кліматичних зрушень і важливість залишатися у сучасних місцях проживання, опинившись тим самим у іншому кліматичному режимі. Ці режими може бути більш-менш сприятливими до різних видів.Наибольшему ризику піддаються ті біологічні співтовариства, можливості адаптації яких, обмежені, або ті співтовариства, де кліматичні зміни додаються до існуючим стресам. Соціально-економічні наслідки цих впливів будуть суттєвими, особливо регіонів земної кулі, де добробут суспільства і його економіка залежить від природних екосистем суші. На малюнку 1 представлена схема можливих наслідків і глобального потепління.

Малюнок 1 – Схема можливих наслідки і глобального потепління клімату

>Модельние розрахунки показали, що з потеплінні клімату більше потепління відбувається у високих, а чи не в низьких широтах, й узимку, а чи не влітку. У теплої атмосфери міститься більше водяної пари, що підвищує інтенсивність гідрологічного циклу загалом. Але опадів змінюватиметься нерівномірно в часі та просторі. Більше теплому клімату Землі сприятиме більш мінлива, що тепер погода з імовірністю більш частих повеней та посух, сильніших ураганів чи тайфунів і більше частими хвилями спеки. Принаймні підвищення глобальних температур змінюватиметься характер глобальної циркуляції атмосфери у зв'язку з зміною частоти і кількість опадів. Через війну подвоєння концентрації діоксиду вуглецю сила тропічних циклонів чи ураганів може підвищитися на 40 %. У зв'язку з цим людство може зіштовхуватися з проблемою розширення територій, схильні до впливам тропічних циклонів. Очікується, що з прогнозованим порушенням атмосферної циркуляції і зміною характеру бур, людство зіштовхнеться з проблемою значного підйому рівня моря. Очікується, що протягом 100 років рівень моря підвищиться на 1 м чи більше. Якщо вжити погоджених дій щодо будування захисних споруд узбережжя, то підйом рівня моря на 1 м можуть призвести до затоплення портових територій і зашкодити мільйонам людей.

Очікуване різке зростання глобальних температур позначиться здоров'я людей, зручності і спосіб життя людей, виробництві продуктів харчування, економічної діяльності, характері розселення і міграції. Прогнозоване зростання населення викликає серйозні на землекористування, витрата енергії, прісної води, продуктів харчування до житлового будівництва. Нині є достатньо підстав, які свідчать у тому, що кліматичні зміни нададуть помітне вплив на сільське господарство й тваринництво. Через війну прогнозованих змін знадобиться запровадження нових технологій і методи ведення сільського господарства. Наслідки декому регіонів можуть виявитися вельми серйозними, включаючи можливе скорочення виробництва у регіонах, які сьогодні є дуже уразливими і який найгірше можуть пристосуватися до кліматичним змін. Усе це може погіршити труднощі, пов'язані з швидким зростанням населення.

1. ЗАХОДИ З ПОПЕРЕДЖЕННЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛІННЯ. Головну міру щодо запобігання глобального потепління можна сформулювати так: знайти новий вид палива або поміняти технологію використання нинішніх видів палива. Це означає, що необхідно: 1. Зменшити викид в атмосферу парникових газів. 2. В котелень, на заводах і фабриках встановити споруди для очищення викидів в атмосферу. 3. Відмовитися від традиційних видів палива на користь більш екологічно чистих. 4. Зменшити обсяги вирубки лісів і забезпечити їхнє відтворення. 5. Створити закони, що забезпечують попередження глобального потепління.6. Виявляти причини глобального потепління, спостерігати за ними й усувати їх наслідки. Повністю знищити парниковий ефект можна. Вважають, що якби не парниковий ефект, середня температура на земній поверхні становила б - 15 градусів за Цельсієм. ЦІКАВИЙ ФАКТ. В Арктиці і Субарктіке парниковий ефект створює обледенілий і тоншає навесні сніжний наст. Задовго до настання позитивних температур повітря під цим настом починає танути більш м'який сніг. В освобождающемся під настом просторі розвиваються трави та чагарники, іноді вони навіть можуть розквітати.
   
   

Руйнація озонового шару

Існує велика кількість причин ослаблення озонового щита, викликаного антропогенною діяльністю. Загалом їх можна об’єднати у дві групи.