Efekt staklenika je kašnjenje toplinskog zračenja planeta Zemljinom atmosferom. Svatko od nas primijetio je efekt staklenika: u staklenicima ili staklenicima temperatura je uvijek viša nego vani. Ista stvar se primjećuje na globalnoj razini: Sunčeva energija, prolazeći kroz atmosferu, zagrijava površinu Zemlje, ali toplinska energija koju Zemlja emitira ne može pobjeći natrag u svemir, jer je Zemljina atmosfera zadržava, ponašajući se poput polietilena u staklenik: prenosi kratke svjetlosne valove od Sunca do Zemlje i odgađa duge toplinske (ili infracrvene) valove koje emitira Zemljina površina. Javlja se efekt staklenika. Efekt staklenika nastaje zbog prisutnosti plinova u Zemljinoj atmosferi koji imaju sposobnost zarobljavanja dugih valova. Zovu se "staklenički" ili "staklenički" plinovi.

Staklenički plinovi prisutni su u atmosferi u malim količinama (oko 0,1%) od njenog nastanka. Ta je količina bila dovoljna da se zbog efekta staklenika održi toplinska ravnoteža Zemlje na razini pogodnoj za život. Riječ je o takozvanom prirodnom efektu staklenika, da ga nema prosječna temperatura Zemljine površine bila bi 30°C niža, tj. ne +15°C, kao sada, nego -18°C.

Prirodni efekt staklenika ne prijeti ni Zemlji ni čovječanstvu, budući da se ukupna količina stakleničkih plinova održala na istoj razini zahvaljujući ciklusu prirode, štoviše, njemu dugujemo svoje živote.

Ali povećanje koncentracije stakleničkih plinova u atmosferi dovodi do povećanja efekta staklenika i poremećaja toplinske ravnoteže Zemlje. Upravo se to dogodilo u posljednja dva stoljeća civilizacije. Elektrane na ugljen, ispušni plinovi automobila, tvornički dimnjaci i drugi ljudski zagađeni izvori svake godine emitiraju oko 22 milijarde tona stakleničkih plinova u atmosferu.

Koji se plinovi nazivaju "stakleničkim" plinovima?

Najpoznatiji i najrašireniji staklenički plinovi uključuju vodena para(H 2 O), ugljični dioksid(CO2), metan(CH 4) i plin za smijanje odnosno dušikov oksid (N 2 O). To su izravni staklenički plinovi. Većina ih nastaje izgaranjem organskog goriva.

Osim toga, postoje još dvije skupine izravnih stakleničkih plinova, a to su halougljikovodici I sumporov heksafluorid(SF6). Njihove emisije u atmosferu povezane su sa suvremenim tehnologijama i industrijskim procesima (elektronika i rashladna oprema). Njihova količina u atmosferi je apsolutno zanemariva, ali je njihov utjecaj na efekt staklenika (tzv. potencijal globalnog zagrijavanja/GWP) desetke tisuća puta jači od CO 2 .

Vodena para je glavni staklenički plin, odgovoran za više od 60% prirodnog efekta staklenika. Antropogeno povećanje njegove koncentracije u atmosferi još nije uočeno. Međutim, povećanje Zemljine temperature, uzrokovano drugim čimbenicima, povećava isparavanje oceanske vode, što može dovesti do povećanja koncentracije vodene pare u atmosferi i povećanja efekta staklenika. S druge strane, oblaci u atmosferi odražavaju ravnu liniju sunčeva svjetlost, što smanjuje opskrbu Zemlje energijom i, sukladno tome, smanjuje efekt staklenika.

Ugljični dioksid je najpoznatiji od stakleničkih plinova. Prirodni izvori CO 2 su vulkanske emisije i životna aktivnost organizama. Antropogeni izvori su izgaranje fosilnih goriva (uključujući šumski požari), kao i niz industrijskih procesa (primjerice, proizvodnja cementa, stakla). Ugljični dioksid je, prema većini istraživača, prvenstveno odgovoran za globalno zatopljenje uzrokovano efektom staklenika. Koncentracije CO 2 porasle su za više od 30% tijekom dva stoljeća industrijalizacije i u korelaciji su s promjenama prosječne globalne temperature.

Metan je drugi najvažniji staklenički plin. Ispušta se zbog istjecanja tijekom razvoja ležišta ugljena i prirodnog plina, iz cjevovoda, tijekom izgaranja biomase, na odlagalištima (kao komponenta bioplin), kao i u poljoprivredi (uzgoj stoke, uzgoj riže) itd. Uzgoj stoke, korištenje gnojiva, izgaranje ugljena i drugi izvori proizvode oko 250 milijuna tona metana godišnje. Količina metana u atmosferi je mala, ali je njegov efekt staklenika ili potencijal globalnog zagrijavanja (GWP) 21 puta veći od CO 2 .

Dušikov oksid treći je najvažniji staklenički plin: njegov je utjecaj 310 puta jači od CO 2, ali se u atmosferi nalazi u vrlo malim količinama. U atmosferu ulazi kao rezultat vitalne aktivnosti biljaka i životinja, kao i tijekom proizvodnje i upotrebe mineralnih gnojiva, te rada poduzeća kemijske industrije.

Halougljikovodici (hidrofluorougljici i perfluorougljici) su plinovi stvoreni da zamijene tvari koje oštećuju ozonski omotač. Uglavnom se koristi u rashladnoj opremi. Imaju izuzetno visoke koeficijente utjecaja na efekt staklenika: 140-11.700 puta veći od CO 2. Njihove emisije (ispuštanje u okoliš) su male, ali brzo rastu.

Sumporov heksafluorid – njegovo ispuštanje u atmosferu povezano je s elektronikom i proizvodnjom izolacijskih materijala. Dok je mali, volumen se stalno povećava. Potencijal globalnog zagrijavanja iznosi 23 900 jedinica.

Mnogi su ljudi vjerojatno primijetili da zime nedavno nisu postale tako hladne i smrznute kao u starim danima. I često na Nova godina, a na Božić (i katolički i pravoslavni), umjesto uobičajenog snijega, pada rosulja. Krivac bi mogao biti klimatski fenomen poput efekta staklenika u Zemljinoj atmosferi, što je povećanje površinske temperature našeg planeta zbog zagrijavanja nižih slojeva atmosfere nakupljanjem stakleničkih plinova. Kao posljedica svega toga dolazi do postupnog globalnog zagrijavanja. Ovaj problem nije tako nov, ali U zadnje vrijeme, s razvojem tehnologije, pojavili su se mnogi novi izvori koji potiču globalni efekt staklenika.

Uzroci efekta staklenika

Efekt staklenika nastaje iz sljedećih razloga:

• Upotreba toplih minerala, kao što su ugljen, nafta, prirodni plin u industriji, kada se izgaraju, velika količina se oslobađa u atmosferu ugljični dioksid i druge štetne kemikalije.
• Promet – veliki broj automobila i kamiona koji ispuštaju ispušne plinove također pridonose efektu staklenika. Istina, pojava električnih vozila i postupni prijelaz na njih može pozitivno utjecati na okoliš.
• Krčenje šuma, jer poznato je da drveće apsorbira ugljični dioksid, a sa svakim uništenim stablom količina tog istog ugljičnog dioksida samo raste (pa i sada naši šumoviti Karpati više nisu tako šumoviti, ma koliko tužno bilo).
• Šumski požari su isti mehanizam kao i kod krčenja šuma.
• Agrokemikalije i neka gnojiva također uzrokuju efekt staklenika, jer kao rezultat isparavanja tih gnojiva u atmosferu ulazi dušik, koji je jedan od stakleničkih plinova.
• Razgradnja i izgaranje smeća također doprinosi oslobađanju stakleničkih plinova koji povećavaju učinak staklenika.
• Povećanje broja stanovnika na planeti Zemlji također je neizravan razlog povezan s drugim razlozima - više ljudi, što znači da će od njih biti više smeća, industrija će više raditi da zadovolji sve naše ne male potrebe i tako dalje.

Utjecaj efekta staklenika na klimu

Možda je glavna šteta od učinka staklenika nepovratna klimatska promjena, a kao posljedica toga negativan učinak: isparavanje mora u nekim dijelovima Zemlje (na primjer, nestanak Aralskog jezera) i, obrnuto, poplave u drugima .

Što može uzrokovati poplave i kako je povezan efekt staklenika? Činjenica je da se zbog porasta temperature atmosfere tope ledenjaci na Antarktici i Arktiku, čime se povećava razina svjetskih oceana. Sve to dovodi do njegovog postupnog napredovanja na kopno i mogućeg nestanka u budućnosti niza otoka u Oceaniji.

Područja koja su malo navlažena oborinama, zbog efekta staklenika, postaju vrlo suha i praktički nenastanjiva. Gubitak usjeva dovodi do gladi i krize s hranom, a taj problem sada vidimo u nizu afričkih zemalja, gdje suša uzrokuje pravu humanitarnu katastrofu.

Utjecaj efekta staklenika na ljudsko zdravlje

osim negativan utjecaj na klimu, efekt staklenika može utjecati na naše zdravlje. Tako se ljeti zbog toga sve češće javljaju nenormalne vrućine, što iz godine u godinu povećava broj oboljelih od bolesti kardiovaskularnog sustava. Opet, zbog vrućine ljudima raste ili, naprotiv, pada krvni tlak, češće se javljaju srčani udari i epileptični napadi, nesvjestice i toplinski udari, a sve su to posljedice efekta staklenika.

Prednosti efekta staklenika

Ima li koristi od efekta staklenika? Brojni znanstvenici vjeruju da takav fenomen kao što je efekt staklenika postoji oduvijek od rođenja Zemlje, a njegova korist kao "dodatnog zagrijavanja" planeta je neosporna, jer kao rezultat jednog od takvih zagrijavanja, sam život jednom nastao. Ali opet, ovdje se možemo prisjetiti mudre Paracelzusove rečenice da je razlika između lijeka i otrova samo u njegovoj količini. Odnosno, drugim riječima, efekt staklenika je koristan samo u malim količinama, kada plinovi koji dovode do efekta staklenika, njihova koncentracija u atmosferi nije visoka. Kada postane značajna, ova klimatska pojava se od svojevrsnog lijeka pretvara u pravi opasni otrov.

Kako minimizirati negativne posljedice efekta staklenika

Da biste prevladali problem, morate ukloniti njegove uzroke. U slučaju efekta staklenika potrebno je eliminirati i izvore koji uzrokuju globalno zatopljenje. Po našem mišljenju, prije svega, potrebno je zaustaviti krčenje šuma i, naprotiv, aktivnije saditi novo drveće, grmlje i stvarati vrtove.

Odbijanje od benzinskih automobila, postupan prijelaz na električne automobile ili čak bicikle (i dobre za zdravlje i za okoliš) također je mali korak u borbi protiv efekta staklenika. A ako mnogo svjesnih ljudi napravi ovaj korak, onda će to biti značajan napredak za poboljšanje ekologije planete Zemlje - našeg zajedničkog doma.

Znanstvenici razvijaju i novo alternativno gorivo koje će biti ekološki prihvatljivo, no kada će se ono pojaviti i postati sveprisutno još uvijek nije poznato.

I na kraju, možete citirati mudrog indijanskog vođu Bijelog Oblaka iz plemena Ayoko: „Tek nakon što se posječe posljednje stablo, tek nakon što se ulovi zadnja riba i posljednja rijeka zatroje, tek tada ćete shvatiti da se novac ne može pojeo.”

Efekt staklenika, video

I za kraj, tematski dokumentarac o efektu staklenika.

Staklenički plinovi su plinovi koji zadržavaju infracrvene zrake koje zagrijavaju Zemljinu površinu i atmosferu. Najvažniji staklenički plinovi su vodena para, ugljikov dioksid, metan, dušikov oksid, ozon i freoni. Staklenički plinovi mogu biti prirodnog (prirodnog) ili antropogenog podrijetla. Sukladno tome, treba razlikovati prirodni efekt staklenika od doprinosa efektu staklenika zbog ispuštanja plinova u atmosferu kao rezultat ljudske aktivnosti. Ugljični dioksid (CO2) glavni je antropogeni staklenički plin. Oko 80% ugljičnog dioksida dolazi od izgaranja fosilnih goriva, ostatak dolazi od krčenja šuma, prvenstveno tropskih šuma. Dušikov oksid (N20) nastaje izgaranjem fosilnih goriva, biomase i korištenjem gnojiva.[...]

UČINAK STAKLENIKA (UČINAK STAKLENIKA) - zagrijavanje Zemljine klime kao rezultat povećanja sadržaja prašine, ugljičnog dioksida, metana i fluorklorougljičnih spojeva tehničkog podrijetla (izgaranje goriva, industrijske emisije itd.) u prizemnom sloju atmosfere. ), koji sprječavaju dugovalno toplinsko zračenje s površine Zemlje. Mješavina prašine i plinova djeluje poput plastične folije na stakleniku: dobro propušta sunčevu svjetlost do površine tla, ali zadržava toplinu koju tlo rasipa - kao rezultat, ispod folije stvara se topla mikroklima.[... ]

Efekt staklenika je sljedeći; Ugljični dioksid potiče prodor kratkovalnog zračenja od Sunca do Zemlje, a dugovalno toplinsko zračenje Zemlje je odgođeno. Kao rezultat toga dolazi do produljenog zagrijavanja atmosfere.[...]

Efekt staklenika je zagrijavanje površinskog sloja atmosfere uzrokovano apsorpcijom dugovalnog (toplinskog) zračenja sa zemljine površine. Glavni razlog Ovaj proces je obogaćivanje atmosfere plinovima koji apsorbiraju toplinsko zračenje. Tu najvažniju ulogu igra povećanje sadržaja ugljičnog dioksida (CO2) u atmosferi.[...]

Efekt staklenika je smanjenje toplinskog zračenja Zemlje zbog povećanja sadržaja ugljičnog dioksida u njezinoj atmosferi. Ugljični dioksid slobodno propušta kratkovalno sunčevo zračenje, ali blokira toplinske zrake koje dolaze sa zagrijane zemljine površine. Povećanje koncentracije ugljičnog dioksida dovodi do poremećaja energetske ravnoteže planeta i njegovog pregrijavanja.[...]

Učinak staklenika shvaća se kao mogući porast globalne temperature planeta kao posljedica promjena u toplinskoj bilanci uzrokovanih postupnim nakupljanjem stakleničkih plinova u atmosferi.[...]

Suština efekta staklenika je sljedeća. Sunčeve zrake prodiru kroz zemljinu atmosferu do površine zemlje. Međutim, nakupljanje u atmosferi ugljičnog dioksida, dušikovih oksida, metana, vodene pare i fluoroklorovih ugljikovodika (freona) dovodi do činjenice da Zemljino toplinsko dugovalno zračenje apsorbira atmosfera. To dovodi do nakupljanja viška topline u površinskom sloju zraka, odnosno narušava se toplinska ravnoteža planeta. Taj je učinak sličan onome koji opažamo u staklenicima prekrivenim staklom ili folijom. Kao rezultat toga, temperatura zraka na zemljinoj površini može se povećati.[...]

Glavni staklenički plin je ugljikov dioksid (tablica 7.5). Njegov doprinos učinku staklenika, prema različitim izvorima, kreće se od 50 do 65%. Ostali staklenički plinovi uključuju metan (oko 20%), dušikove okside (oko 5%), ozon, CFC (klorofluorougljike) i druge plinove (oko 10-25% efekta staklenika). Ukupno je poznato oko 30 stakleničkih plinova, čiji učinak zagrijavanja ne ovisi samo o količini u atmosferi, već io relativnoj aktivnosti djelovanja po molekuli. Ako se prema ovom pokazatelju CO2 uzme kao jedan, tada će za metan biti jednak 25, za dušikove okside - 165, a za freon - 11000. [...]

EFEKT STAKLENIKA. Pogledajte efekt staklenika (atmosfera).[...]

Glavni dio efekta staklenika određuje vodena para koja se nalazi u atmosferi i neravnomjerno je raspoređena u njoj, djelomično kondenzirana u oblacima. Oko 10% efekta staklenika osigurava ugljikov dioksid ravnomjerno raspoređen u atmosferi, čiji je sadržaj 16 puta manji od vodene pare. Preostali plinovi u atmosferi (među kojima je glavni metan, čija je koncentracija gotovo dva reda veličine niža od koncentracije ugljičnog dioksida) određuju manje od 1% efekta staklenika.[...]

Pojam "efekt staklenika" odnosi se na specifičan fenomen. Sunčevo zračenje koje pada na Zemlju djelomično apsorbira površina kopna i oceana, a 30% se reflektira u svemir. Čista atmosfera prozirna je za infracrveno zračenje, a atmosfera koja sadrži pare troatomnih (stakleničkih) plinova (voda, ugljikov dioksid, sumporni oksidi itd.) apsorbira infracrvene zrake, što uzrokuje zagrijavanje zraka. Stoga staklenički plinovi obavljaju funkciju staklene prevlake u konvencionalnim vrtnim staklenicima.[...]

Ozon (Oz) je važan staklenički plin koji se nalazi u stratosferi i troposferi. Utječe i na kratkovalno i na dugovalno zračenje, pa stoga konačni smjer i veličina njegovog doprinosa bilanci zračenja snažno ovisi o vertikalnoj raspodjeli sadržaja ozona, posebice na razini tropopauze, gdje još uvijek nedostaju pouzdana promatranja. Stoga je određivanje doprinosa ozona učinku staklenika teže u usporedbi s dobro izmiješanim plinovima. Procjene pokazuju pozitivan rezultat (otprilike +0,4 watt/m).[...]

Ovo usporavanje energetske ekspanzije bilo je potpuno iznenađenje za analitičare koji su važna činjenica: u posljednjih 25 godina sve razvijene zemlje svijeta prestale su povećavati potrošnju svih vrsta goriva po stanovniku zajedno. To je nedvojbeno utjecalo na dinamiku globalne potrošnje energije koja ima jasnu tendenciju stabilizacije na razini od 2,5 t.e. godišnje po osobi. Po našem mišljenju, to je zbog trenda pada populacijska eksplozija, koji je započeo 1988. godine (te iste godine bila je najveća potrošnja energije po stanovniku).[...]

Drugi plin koji stvara efekt staklenika na planetu je metan. Povećanje njegove koncentracije u zraku potvrđeno je eksperimentalno analizom mjehurića plina u polarnom ledu (slika 9.4, b). Glavni prirodni razlog nastanka metana je djelovanje posebnih bakterija koje razgrađuju ugljikohidrate u anaerobnim uvjetima (bez pristupa kisika). To se prvenstveno događa u močvarama i u probavnom traktu životinja. Metan se proizvodi u hrpama komposta, odlagalištima, rižinim poljima (svugdje gdje voda i prljavština drže biljne ostatke podalje od zraka) i iz vađenja fosilnih goriva.[...]

Najznačajniji prirodni staklenički plinovi su vodena para, koja se u velikim količinama nalazi u atmosferi, kao i ugljični dioksid, koji u atmosferu ulazi prirodnim i umjetnim putem i glavna je komponenta koja uzrokuje efekt staklenika antropogenog podrijetla. Poznato je da bi u nedostatku ugljičnog dioksida u atmosferi temperatura Zemljine površine bila približno 3,3 stupnja niža nego sada, što bi stvorilo ekstremno nepovoljni uvjeti za život životinja i biljaka.[...]

Danas nitko ne spori da se “efekt staklenika” povećava. Međutim, prognoze o utjecaju zatopljenja na ekološki sustav planeta nisu jednoznačne.[...]

Za razumijevanje prirode i mehanizma efekta staklenika također je važno znati da doprinos iste komponente ukupnom fluksu zračenja jako ovisi o njegovoj raspodjeli u atmosferi. Ilustrirajmo to na primjeru tri glavna "staklenička" plina - vodene pare, ozona i CO2. Sa slike 3.1 jasno je da se apsorpcijski pojas molekule ugljičnog dioksida sa središtem na 15 μm uvelike preklapa vrpcama vodena para.Odavde možemo zaključiti da uloga CO2 u apsorpciji zračenja nije tako velika.Međutim, ako se okrenemo slici 3.3, koja prikazuje rezultate dobivene tijekom stvarnih promatranja u siječnju 1972. vertikalni profili H,0 i 03, tada ćemo vidjeti koliki je gradijent koncentracije vodene pare. Nasuprot tome, ugljični dioksid je prilično ravnomjerno izmiješan u sloju zraka od oko 1 do 70 km. Prema tome, iznad 2-3 km glavni apsorber uzlaznog toplinskog zračenja podloge može biti upravo CO2, a taj zaključak podupiru i oni prikazani u tablici. 3.2 rezultati izračuna.[...]

Vronski V.A. Ekološke posljedice efekta staklenika // Biologija u školi. - 1993. - br. 3. - str. 15-17.[...]

Za razliku od globalnog utjecaja stakleničkih plinova, učinak atmosferskih aerosola je lokalan. Zemljopisna distribucija sulfatnih aerosola u zraku uglavnom se podudara s industrijskim područjima svijeta. Upravo tamo lokalni učinak hlađenja aerosola može značajno smanjiti, pa čak i gotovo eliminirati globalni učinak staklenika.[...]

Metan je drugi najzastupljeniji staklenički plin i trenutno se procjenjuje na 20-25%. Doprinos ugljičnog dioksida efektu staklenika je 43%, freona - 14%, dušikovog oksida - 5%, ostalih plinova (ugljikov fluoroklorid, troposferski ozon, itd.) - 13%. [...]

Mora se imati na umu da točnost procjena učinka staklenika u cjelini i njegovih komponenti još uvijek nije apsolutna. Nejasno je, na primjer, kako se točno može uzeti u obzir staklenička uloga vodene pare, koja, kada se pojave oblaci, postaje snažan čimbenik povećanja Zemljinog albeda. Stratosferski ozon nije toliko staklenički plin koliko je plin protiv staklenika, budući da reflektira približno 3% dolaznog sunčevog zračenja. Prašina i drugi aerosoli, posebice spojevi sumpora, smanjuju zagrijavanje zemljine površine i niže atmosfere, iako imaju suprotnu ulogu za toplinsku ravnotežu pustinjskih područja.[...]

Treba napomenuti da je na fenomen koji se danas naziva efekt staklenika plinovitih atmosferskih nečistoća prvi ukazao 1824. francuski znanstvenik J. Fourier, a 1861. engleski fizičar J. Tyndall otkrio je da, poput vodene pare, molekule CO2 zasjenjuju infracrveno zračenje. radijacija. Ovo geofizičko svojstvo ugljičnog dioksida nije, međutim, njegova jedina globalna poluga utjecaja na biosferu. Druge usporedive kvalitete CO2, kao što su gnojidbeni i antitranspiracijski učinci, raspravljaju se u poglavlju “Živa tvar”. Vratimo se na glavnu temu.[...]

Trenutno je oko 10% kopna prekriveno ledom. Približna vrijednost efekta staklenika ovisi o količini emisije ugljičnog dioksida.[...]

Neki plinovi u atmosferi, uključujući i vodenu paru, imaju efekt staklenika, odnosno sposobnost da u većoj mjeri propuštaju sunčevo zračenje do Zemljine površine u odnosu na toplinsko zračenje koje emitira Zemlja zagrijana Suncem. Zbog toga je temperatura Zemljine površine i prizemnog sloja zraka viša nego što bi bila da nema efekta staklenika. Efekt staklenika jedan je od mehanizama održavanja života na Zemlji.[...]

Kombinacija prva dva faktora naziva se “Relativni staklenički potencijal” i izražava se u jedinicama CO2 potencijala. Prikladan je pokazatelj trenutnog stanja efekta staklenika i koristi se u međunarodnim diplomatskim pregovorima. Relativna uloga svakog stakleničkog plina vrlo je osjetljiva na promjene u svakom čimbeniku i na njihovu međuovisnost, te se stoga određuje vrlo približno.[...]

Osnova za izgradnju pristalica efekta staklenika je praćenje klime. Često se spominje broj zagrijavanja tijekom 100 godina od 0,5-0,6 Celzijevih stupnjeva. Ali gore citirana klimatska izvješća jasno pokazuju da “sve vrste podataka koji se koriste za proučavanje klimatskih promjena i varijabilnosti pate od problema kvalitete i neadekvatnosti”. Još jedna alarmantna činjenica je da od početka satelitskih motrenja (kasnih 70-ih godina prošlog stoljeća) globalne promjene troposferske temperature gotovo da i nisu opažene. Prema podacima satelita i radiosonde, tijekom tog razdoblja globalna temperatura u nižoj i srednjoj troposferi ostala je gotovo nepromijenjena: njen porast iznosio je samo 0,05 stupnjeva Celzija po desetljeću, što je dvostruko više manja greška ovu procjenu (±0,1 stupanj tijekom 10 godina). U višoj troposferi od početka 60-ih godina prošlog stoljeća uopće nisu uočeni statistički značajni trendovi globalne temperature.[...]

Napomenimo i sljedeću važnu okolnost: u načelu je teško moguće pouzdano zabilježiti efekt staklenika antropogenog podrijetla s malim brojem promatranja, budući da je količina topline potrebna da se atmosfera zagrije, recimo, za 1 stupanj, je tri reda veličine manja od količine topline izgubljene u svemirskom prostoru zbog zračenja iz gornjih slojeva atmosfere.[...]

Prije samo dva ili tri desetljeća samo su znanstvenici za zaštitu okoliša znali za globalno zatopljenje zbog efekta staklenika. Danas je to postao problem koji zabrinjava čovječanstvo.[...]

Ugljični dioksid ili ugljični dioksid (CO2) razlikuje se, u usporedbi s drugim stakleničkim plinovima, relativno niskim potencijalom stakleničkog učinka, ali prilično značajnim trajanjem postojanja u atmosferi - 50-200 godina i relativno visokom koncentracijom . Udio ugljičnog dioksida u učinku staklenika trenutno iznosi oko 64%, no ta je relativna vrijednost nestabilna jer ovisi o promjenjivoj ulozi drugih stakleničkih plinova. [...]

Sadržaj ugljičnog dioksida i metana u atmosferi ubrzano raste. Ovi plinovi uzrokuju “efekt staklenika” (Sl. 13.4).[...]

Prema ruskim, francuskim i američkim istraživačima, razina plinova koji stvaraju efekt staklenika u Zemljinoj atmosferi trenutno je najviša u posljednjih 420 tisuća godina. Istraživanje je provedeno u ruskoj antarktičkoj bazi "Vostok", gdje su istraživači bušenjem kroz led dosegli rekordnu dubinu od 3620 m, što odgovara sloju formiranom prije 420 tisuća godina. Mjehurići zraka sadržani u ledu postali su svojevrsna arhiva stanja atmosfere. U razdoblju globalnog zatopljenja razina plinova koji uzrokuju efekt staklenika (ugljični dioksid, metan i dr.) raste, a tijekom hlađenja se smanjuje.[...]

A prijeti nam ne samo nedostatak energije, nego i toplinska smrt od viška topline koja nastaje pri njezinu primanju (tzv. “efekt staklenika”).[...]

Međutim, prije otprilike 3 milijarde godina količina atmosferskog ugljičnog dioksida počela se smanjivati ​​zbog njegovog vezivanja u karbonatnim stijenama. Efekt staklenika toliko se smanjio za 2,8 milijardi godina da je došlo do kontinentalne glacijacije. To je bila prva (?) glacioera u povijesti Zemlje. Prosječna globalna temperatura, prema V.A. Zubakovu, u to vrijeme nije prelazila 4-10°C. Nakon toga se luminozitet Sunca povećao, a efekt staklenika radijacijski aktivnih plinova i plinovitih tvari u atmosferi počeo se smanjivati, ali taj se proces odvijao u naletima.[...]

Instrumentalno dokazano nakupljanje u atmosferi ugljičnog dioksida za 0,4% u plinu, metana za 1% i dušikovog oksida L/0 za 0,2%. što uzrokuje "efekt staklenika". Sastoji se u tome što ti plinovi, ulazeći u atmosferu, ometaju prijenos topline s površine Zemlje i djeluju poput hrpe ili filma u stakleniku.[...]

Cilj Okvirne konvencije Ujedinjenih naroda o promjeni klime je stabilizirati koncentracije stakleničkih plinova u atmosferi na razinama koje bi uzrokovale opasnu neravnotežu u globalnoj klimatski sustav. To će od nas zahtijevati smanjenje emisija plinova poput ugljičnog dioksida, nusproizvoda korištenja goriva za proizvodnju energije.[...]

Klorofluorougljici (CFC) su tvari koje su sintetizirali ljudi i sadrže klor, fluor i brom. Imaju vrlo jak relativni staklenički potencijal i značajan životni vijek u atmosferi. Njihova ukupna uloga u efektu staklenika iznosila je sredinom 1990-ih otprilike 7%. Proizvodnja klorofluorougljika u svijetu trenutačno je kontrolirana međunarodnim sporazumima o zaštiti ozonskog omotača, koji uključuju odredbu o postupnom smanjenju proizvodnje ovih tvari, zamjenjujući ih onima koje manje oštećuju ozonski omotač, nakon čega slijedi njezin potpuni prestanak. . Kao rezultat toga, koncentracija CFC-a u atmosferi počela se smanjivati.[...]

Gore je navedeno do kakvih negativnih posljedica može doći intenzivno povećanje sadržaja ugljičnog dioksida u atmosferi zbog efekta staklenika (zagrijavanje klime, topljenje ledenjaka, podizanje razine mora itd.). Osim toga, povećanje koncentracije ugljičnog dioksida povećava razgradnju građevinskih materijala - vapnenca, dolomita, betona, kamena. Neki drevni spomenici, nakon što su preživjeli tisućljeća, ne mogu preživjeti bolest uzrokovanu onečišćenjem okoliš. Isti destruktivni učinak na njih Dušična kiselina, koji nastaje međudjelovanjem dušikovih oksida i vode.[...]

Uloga atmosfere u životu je velika: održavanje procesa disanja (kisik), prijenos plinovitih tvari - osnova života biljnih organizama i regulacija temperature na zemlji (“efekt staklenika”).[...]

Godine 1896. S. Arrhenius (1859-1927) objavio je temeljni rad u kojem je kvantificirao učinak promjena koncentracije atmosferskog CO2 na temperaturu zemljine površine. Pri izračunu efekta staklenika uzeo je u obzir učinak važne pozitivne povratne sprege između porasta temperatura i porasta sadržaja vodene pare u zraku, što bi također trebalo dovesti do zagrijavanja klime.[...]

Do sredine 21. stoljeća (2050.) može se očekivati ​​da će se koncentracije CO2 u Zemljinoj atmosferi udvostručiti u odnosu na vrijeme prije industrijalizacije (cca 1850.). Stoga nedvojbeno postoji opasnost od antropogenog efekta staklenika pri izgaranju fosilnih goriva.[...]

Klima se može karakterizirati nekom prosječnom globalnom temperaturom površinskog sloja atmosfere i razinom Svjetskog oceana. Trenutačno se povećanje ovih parametara tumači kao globalno zatopljenje uzrokovano antropogenim efektom staklenika (zbog emisije ugljičnog dioksida uslijed izgaranja goriva koja sadrže ugljik). Međutim, ako su bilance topline i vode na planetu nestabilne, tada se pretpostavke o postojanosti globalne temperature i razine mora pokazuju netočnima, te su te količine uvijek u nestacionarnom stanju, mijenjajući se na složen način. [...]

Globalna razina upravljanja sigurnošću okoliša uključuje predviđanje i praćenje procesa stanja biosfere u cjelini i njezinih sastavnih sfera. U drugoj polovici 20.st. Ti se procesi izražavaju u globalnim klimatskim promjenama, pojavi "efekta staklenika", uništavanju ozonskog omotača, dezertifikaciji planeta i zagađenju Svjetskog oceana. Bit globalnog nadzora i upravljanja je očuvanje i obnavljanje prirodnog mehanizma reprodukcije okolišnih uvjeta od strane biosfere, kojim upravlja ukupnost živih organizama koji čine biosferu.[...]

Međutim, ogromna snaga koju razvija Zemljina biota krije skrivenu opasnost od brzog uništenja okoliša. Ako se naruši cjelovitost biote, okoliš može biti potpuno narušen tijekom desetljeća. Poznato je da koncentracija ugljičnog dioksida (CO2) u atmosferi brzo raste, što pojačava efekt staklenika i može dovesti do povećanja površinske temperature (globalno zatopljenje). Ovaj proces dugo vremena povezana samo sa izgaranjem fosilnih goriva. Međutim, globalna analiza korištenja zemljišta pokazuje da se u velikim područjima kontinentalne biosfere količina organskog ugljika ne povećava, nego smanjuje, a stopa otpuštanja ugljika iz kontinentalne biote i organskih rezervi tla istog je reda veličine kao i stopa oslobađanja fosilnog ugljika izgaranjem ugljena, nafte i plina. Posljedično, moderna biota krši Le Chatelierovo načelo. Od početka ovog stoljeća kopnena biota prestala je apsorbirati višak ugljičnog dioksida iz atmosfere. Umjesto toga, počeo je ispuštati ugljik u atmosferu, povećavajući umjesto smanjujući industrijsko onečišćenje. To znači da je struktura prirodne kopnene biote poremećena na globalnoj razini.[...]

Pogledajmo zašto ova čvrsta teorija vrtne kućice ne odgovara. Dakle, napravili ste temelj od betonskih blokova, posadivši ga ispod izračunate dubine smrzavanja tla. U moskovskoj regiji, na primjer, takva je dubina 1,5 m, ali dovoljno je i 1,4, pa čak i 1,3 m: već dugi niz godina zime u moskovskoj regiji, a možda i posvuda, bile su puno toplije nego u to vrijeme. utvrđena je dubina dizajna. Nadalje, kažu, bit će još toplije zbog efekta staklenika zbog visokog udjela CO2 u atmosferi.[...]

Kako bi se očuvao ozonski omotač Zemlje, poduzimaju se mjere za smanjenje emisije freona i njihovu zamjenu ekološki prihvatljivim tvarima. Trenutno je rješavanje problema očuvanja ozonskog zaslona i uništavanja ozonskih rupa nužno za očuvanje zemaljske civilizacije. Konferencija UN-a o okolišu i razvoju u Rio de Janeiru zaključila je da je naša atmosfera sve više pod utjecajem stakleničkih plinova koji prijete klimatskim promjenama, kao i kemikalija koje oštećuju ozonski omotač.[ ...]

Ako se ne poduzmu mjere, nakupljanje CO2 će dovesti do nakupljanja topline u nižim slojevima troposfere (budući da CO2 ne propušta toplinske zrake koje emitira Zemlja). Uz kolosalna (do 3x14 MJ godišnje) oslobađanja energije iz izvora topline, to može dovesti do zagrijavanja atmosfere, otapanja leda, povećane vlažnosti, izolacije od Sunca, hlađenja itd. Na kraju ovog lanca, nije isključena poplava praćena ledenim dobom. Ovaj mehanizam, koji se često naziva hipotezom o "učinku staklenika", potvrđen je višeparametarskim računalnim izračunima. Znanstvenici smatraju da je proces već započeo: 1987. je najtoplija po prosječnoj globalnoj temperaturi, zima 1989. je najtoplija, 80-te. - najtoplije desetljeće. Globalno zatopljenje od samo 2-3 stupnja moglo bi imati dramatične posljedice.[...]

Kao rezultat ubrzane tehnogene aktivnosti, nepromišljenog odnosa prema okolišu, nekontroliranog znanstvenog i tehnološkog napretka, povećanog pritiska na prirodu i grabežljivog korištenja Zemljinih prirodnih resursa, nastajući globalni ekološki problemi, komponente opće ekološke krize: onečišćenje atmosfere, geodrosfere, litosfere štetnim tehnogenim otpadom; klimatske promjene, prije svega njezino zagrijavanje zbog „efekta staklenika“, s posljedičnom mogućnošću plavljenja velikih naseljenih područja; uništavanje ozonskog omotača u atmosferi i pojava opasnosti od izlaganja kratkovalnom ultraljubičastom (UV) zračenju koje je razorno za sav život na Zemlji; iscrpljivanje materijalnih i prirodnih resursa; uništavanje šuma, stvaranje pustinja; iscrpljivanje bioloških vrsta flore i faune; rast stanovništva planeta i opskrba hranom, stanovanjem i odjećom; širenje incidencije virusa među regijama; kršenje genetske cjelovitosti krajolika; estetski i etički aspekti degradacije okoliša prirodno okruženje; nesklad između obnoviteljskih sposobnosti prirode i tehnogenog utjecaja, itd.[...]

Toplinska ravnoteža nastaje kada se temperature tijela koja sudjeluju u izmjeni topline izjednače, tj. svako od njih počinje odavati onoliko energije koliko prima od drugih tijela. Stoga zimi, primjerice, kada površina Zemlje u svemir emitira više energije nego što je prima od Sunca, njezina se temperatura počinje smanjivati. Ljeti se događa suprotan fenomen. To također objašnjava činjenicu da u noći bez oblaka temperatura pada više nego u oblačnoj noći. U potonjem slučaju, dio Zemljinog zračenja reflektiraju oblaci na njezinu površinu. Manja naoblaka također je odgovorna za relativno nagli pad temperature noću u planinskim područjima u odnosu na ravničarske. Prisutnost u atmosferi nečistih plinova antropogenog podrijetla s molekularnim veličinama većim od onih njegovih glavnih komponenti (dušik, kisik) (CC>2, CH4, SO2, itd.) smanjuje infracrveno zračenje u svemir. To može pridonijeti razvoju efekta staklenika (odjeljak 1.6.1).[...]

Površinski sloj troposfere najviše je pogođen antropogenim utjecajem, od kojih je glavni tip kemijsko i toplinsko onečišćenje zraka. Najviše utječe temperatura zraka snažan utjecaj urbanizacija teritorija. Temperaturne razlike između urbaniziranog područja i okolnih nerazvijenih područja povezane su s veličinom grada, gustoćom izgrađenosti i sinoptičkim uvjetima. U svakom malom i većem gradu postoji trend porasta temperature. Za velike gradove u umjerenom pojasu temperaturni kontrast između grada i predgrađa iznosi 1-3° C. U gradovima se albedo temeljne površine (omjer reflektiranog zračenja prema ukupnom zračenju) smanjuje kao rezultat pojave zgrada, građevina i umjetnih površina; ovdje je apsorpcija intenzivnija solarno zračenje, toplinu apsorbiranu tijekom dana akumuliraju građevinske strukture i ispuštaju u atmosferu navečer i noću. Potrošnja topline za isparavanje je smanjena, jer su površine s otvorenim pokrovom tla koje zauzimaju zelene površine smanjene, a brzo uklanjanje oborina sustavima odvodnje kišnice ne dopušta stvaranje rezervi vlage u tlu i površinskim vodnim tijelima. Urbani razvoj dovodi do stvaranja zona stagnacije zraka, što dovodi do njegovog pregrijavanja; mijenja se i prozirnost zraka u gradu zbog povećanog sadržaja nečistoća u njemu. industrijska poduzeća i prijevoz. U gradu se smanjuje ukupno Sunčevo zračenje, kao i protuinfracrveno zračenje sa zemljine površine, što uz prijenos topline zgrada dovodi do pojave lokalnog “efekta staklenika”, odnosno grad se “prekriva” s pokrivačem stakleničkih plinova i česticama aerosola. Pod utjecajem urbanog razvoja mijenja se i količina padalina. Glavni čimbenik za to je radikalno smanjenje propusnosti za sedimente temeljne površine i stvaranje drenažne mreže površinsko otjecanje sa teritorije grada. Ogromna količina spaljenog ugljikovodika goriva je od velike važnosti. Na području grada u toplo vrijeme Dolazi do smanjenja apsolutnih vrijednosti vlažnosti i suprotne slike u hladnom vremenu - unutar grada vlažnost je veća nego izvan grada.

Problem efekta staklenika posebno je aktualan u našem stoljeću, kada uništavamo šume kako bismo izgradili još jedan industrijski pogon, a mnogi od nas ne mogu zamisliti život bez automobila. Mi, poput nojeva, zabijamo glave u pijesak, ne primjećujući štetu naših aktivnosti. U međuvremenu, učinak staklenika se povećava i dovodi do globalne katastrofe.

Fenomen efekta staklenika postoji od nastanka atmosfere, iako nije bio toliko zamjetan. Ipak, njegovo proučavanje počelo je mnogo prije aktivne uporabe automobila i.

Kratka definicija

Efekt staklenika je povećanje temperature niže atmosfere planeta zbog nakupljanja stakleničkih plinova. Njegov mehanizam je sljedeći: sunčeve zrake prodiru u atmosferu i zagrijavaju površinu planeta.

Toplinsko zračenje koje dolazi s površine trebalo bi se vratiti u svemir, ali niži slojevi atmosfere su pregusti da bi mogli prodrijeti. Razlog tome su staklenički plinovi. Toplinske zrake zadržavaju se u atmosferi, povećavajući njezinu temperaturu.

Povijest istraživanja efekta staklenika

O tom se fenomenu prvi put počelo govoriti 1827. Zatim se pojavio članak Jean Baptiste Josepha Fouriera, "Bilješka o temperaturama globusa i drugih planeta", gdje je detaljno opisao svoje ideje o mehanizmu efekta staklenika i razlozima njegovog pojavljivanja na Zemlji. Fourier se u svojim istraživanjima oslanjao ne samo na vlastite pokuse, već i na prosudbe M. De Saussurea. Potonji je proveo eksperimente s pocrnjelim iznutra staklena posuda, zatvorite i stavite na sunčevu svjetlost. Temperatura unutar posude bila je puno viša nego izvana. To se objašnjava sljedećim faktorom: toplinsko zračenje ne može proći kroz zatamnjeno staklo, što znači da ostaje unutar spremnika. U isto vrijeme, sunčeva svjetlost lako prodire kroz zidove, budući da vanjski dio posude ostaje proziran.

Nekoliko formula

Ukupna energija sunčevog zračenja koju u jedinici vremena apsorbira planet radijusa R i sfernog albeda A jednaka je:

E = πR2 (E_0 preko R2) (1 – A),

gdje je E_0 solarna konstanta, a r udaljenost do Sunca.

U skladu sa Stefan-Boltzmannovim zakonom, ravnotežno toplinsko zračenje L planeta radijusa R, odnosno površine emitirajuće površine je 4πR2:

L=4πR2 σTE^4,

gdje je TE efektivna temperatura planeta.

Uzroci

Priroda fenomena objašnjava se različitom prozirnošću atmosfere za zračenje iz svemira i s površine planeta. Za sunčeve zrake atmosfera planeta je prozirna, poput stakla, pa one lako prolaze kroz nju. A za toplinsko zračenje niži slojevi atmosfere su "neprobojni", pregusti za prolaz. Zbog toga dio toplinskog zračenja ostaje u atmosferi, postupno se spuštajući u njezine najniže slojeve. U isto vrijeme raste količina stakleničkih plinova koji zgušnjavaju atmosferu.

U školi su nas učili da je glavni uzrok efekta staklenika ljudska aktivnost. Evolucija nas je dovela do industrije, sagorijevamo tone ugljena, nafte i plina, proizvodimo gorivo, a posljedica toga je ispuštanje stakleničkih plinova i tvari u atmosferu. Među njima su vodena para, metan, ugljikov dioksid i dušikov oksid. Jasno je zašto su tako nazvani. Površina planeta zagrijava se sunčevim zrakama, ali dio topline nužno "vraća". Toplinsko zračenje koje dolazi sa Zemljine površine naziva se infracrveno.