Эффект парника обнаруживается при чем

Что такое парниковый эффект: причины и последствия

Парниковый эффект – это особое состояние атмосферы, при котором наблюдается повышение температуры нижних слоев из-за роста содержания ряда газов. Опасность данного эффекта заключается в том, что рост температуры становится причиной необратимых климатических изменений. Уже подтверждена связь глобального потепления и эффекта парника.

Исследователи данных явлений указывают, что они уже привели к таянью некоторых многовековых ледников. В случае если ситуация не будет исправлена в ближайшее время, данные эффекты могут спровоцировать повышение уровня мирового океана и ряд природных катаклизмов. Главной причиной возникновения такой проблемы считается деятельность человека.

Что такое парниковый эффект?

Короткие и длинные световые и тепловые волны проникают к поверхности планеты, нагревая ее. В норме часть из них должна быть отражена обратно в космос, но парниковые газы нарушают данный процесс. Из-за ряда газов нижние слои становятся более плотными, поэтому могут задерживать тепло. Это ведет к нарастающему нарушению баланса. К парниковым газам принято относить:

• озон;
• метан;
• углекислый газ;
• окись озона;
• пары фреона;
• водяной пар.

Что такое парниковый эффект и каково его влияние на планету, изучается уже давно. Однако уделяется особое внимание только негативным последствиям ПЭ.

Нужно учитывать, что этот эффект всегда присутствовал на планете. Он привел к тому, что средняя температура на планете колеблется в пределах +13…+15°C.

При отсутствии данного явления температура на поверхности составляла бы -18°C. Таким образом, по определению жизнь без ПЭ на планете была бы невозможна.

Природный эффект парника поддерживается за счет активности вулканов, испарения воды и выделения углекислого газа при растворении некоторых минералов. Деятельность человека приводит к стремительному повышению концентрации парниковых газов и разогреву атмосферу. Это уже нарушает баланс и приводит к изменению климатических условий. Некоторые катаклизмы нескольких последних десятилетий связываются с влиянием разогретых парниковых газов.

Причины ПЭ

Природные причины парникового эффекта почти не оказывают влияния на баланс между проникновением к поверхности земли коротких и длинных волн и их отражением в космос. Механизм образования покрывала из паров на планете уже относительно хорошо изучен. Считается, что усиление данного эффекта наблюдается в результате индустриализации.

Было установлено, что наибольшим источником водяных паров и углекислого газа выступают предприятия, которые в процессе своей деятельности сжигают в больших количествах природный газ, уголь и нефть. При этом в атмосферу попадает большое количество пыли и других соединений, которые способствуют возникновению этого эффекта.

Вторым по значимости загрязнителем являются автомобили. Они при сжигании топлива выделяют большое количество углекислого газа и других примесей. Считается, что повышение числа машин в крупных городах привело к появлению видимого смога и локального повышения средней температуры на 1-2°C.

Возникновению данной проблемы способствует рост энергопотребления. Это не только предполагает все большее сжигание топлива, но и становится причиной дополнительного нагрева атмосферы и водной среды, что повышает количество испарений и усиливает эффект парника.

История исследований ПЭ

Первые исследования парникового эффекта и его влияния на планету появились в 1827 году, когда была опубликована статья Жана Батиста Фурье.

В данной работе данный исследователь изложил свое мнение о механизме появления эффекта парника, возможные причины феномена и его влияние на тепловой фон планеты.

Своими выводами он опирался на опыты, проведенные М. Де Соссюром, который выявил, что в сосуде из темного стекла, закрытом и поставленном на солнце, температура намного выше, чем снаружи. Это объясняется тем, что тепловое излучение не может вернуться в окружающую среду, т.к. препятствием для него становится темное стекло. Даже при такой ситуации уровень проницаемости не является преградой для солнечного света.

После открытия феномена накопления теплового излучения в нижних слоях атмосферы проводились и другие исследования для выявления возможного влияния данного эффекта на климат, океанические течения, частоту природных катаклизмов и т.д.

Парниковый эффект и глобальное потепление

ПЭ и глобальное потепление – это взаимосвязанные процессы. Из-за эффекта парника средняя среднегодовая температура на планете за последние 10 лет повысилась более чем на +12°C. В регионах, где в летнее время еще 20 лет назад температура воздуха составляла +22..+27°C, сейчас она нередко достигает +35..+37°C.

Повышение температурных режимов особенно опасно для северных регионов. Уже наблюдается стремительное таяние ледников. Кроме того, наблюдается сокращение продолжительности лежания снегов на протяжении зимнего времени. Из-за быстрого схода снега в дальнейшем происходит и сокращение периода сезона дождей.

Некоторые многовековые ледники, которые еще 50 лет назад присутствовали на пиках внутриконтинентальных гор, уже растаяли. Кроме того, наблюдается стремительное таяние ледяных шапок на полюсах планеты. Некоторые исследователи утверждают, что данное явление может стать причиной затопления некоторых густонаселенных территорий.

Влияние глобального потепления на все экосистемы велико. Оно уже спровоцировало незначительное повышение температуры океанов и снижение уровня концентрации кислорода в воде. Это становится причиной сокращения численности водных животных.

Глобальное потепление может стать причиной сокращения площадей, которые занимаются сейчас лесами. В этом случае на территориях, которые ранее были заняты лесными массивами, будут преобладать степи.

Таким образом, глобальное потепление приведет к нарушению цепей питания и вымиранию большого количества видов растений, животных и птиц.

Влияние ПЭ на климат

Стабильный климат является важнейшим условием существования жизни на планете. Большинство растений и животных не могут в такие короткие сроки адаптироваться к изменяющимся климатическим условиям. Рассматривая, чем опасен ПЭ, нужно обратить внимание на усиление количества природных катаклизмов в последние 50 лет.

Из-за сокращения сезона дождей в некоторых регионах регулярно наблюдаются сильные засухи, которые приводят к гибели урожая и домашнего скота. Проблема голода из-за подобных природных катаклизмов особенно выражена в ряде африканских стран. Популяции диких животных стремительно сокращаются из-за уменьшения территорий, пригодных для обитания.

Повышение температуры из-за парникового эффекта в ряде регионов привело к увеличению территорий имеющихся пустынь. Кроме того, в таких местах, как Бангладеш, сейчас все чаще случаются сильнейшие наводнения, которые наносят экономический урон. Повышение числа смерчей и ураганов тоже связано с нарастающими изменениями климата.

Усилению ПЭ в биосфере способствует повышение испарения воды из Мирового океана и с поверхности континентов. Таким образом, процесс скоро может стать необратимым и изменения климата в будущем способны сделать планету непригодной для жизни. Считается, что повышение уровня океанов и снижение уровня солености воды из-за таяния льдов способно негативно отразиться на океанических течениях.

Отсутствие последних приведет к снижению температур у полюсов и повышению у экватора. Таким образом экваториальная зона будет подвержена сильнейшей засухе, а северные районы – стремительному обледенению. Считается, что данный эффект может стать причиной начала следующего ледникового периода.

Влияние человеческой деятельности на ПЭ

Ослабевание и усиление парникового явления наблюдалось на протяжении всего периода существования планеты. Возникновению данного феномена способствуют некоторые природные явления. Однако проблемы ПЭ сейчас напрямую связаны с процессом индустриализации некоторых стран.

Деятельность человека привела к выбросу большого количества углекислого газа и водяного пара.

Человек желает жить в комфорте и перемещаться на личном транспорте. Это привело к тому, что глобальное потепление усиливается с каждым годом.

Влияние ПЭ на жизнь и здоровье людей

Накопление парникового эффекта самым неблагоприятным образом отражается на здоровье людей. Сейчас в летнее время в некоторых регионах не являются редкостью случаи тепловых ударов, которые могут заканчиваться летальным исходом. Повышенные температуры приводят к снижению работоспособности людей и отражаются на общем самочувствии.

Накопление парниковых газов в нижних слоях атмосферы приводит к увеличению числа случаев развития кожных заболеваний, формирования злокачественных опухолей и патологий органов дыхания. Считается, что аномальная жара стала причиной повышения количества случаев развития заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Кроме того, влияние эффекта парника на планете отражается и на деятельности микроорганизмов. Повышение температуры водоемов нередко становится причиной вспышек эпидемий бактериальных инфекций. Мягкие зимы приводят к тому, что ряд паразитов, в т.ч. клещи, сильно увеличили ареал своего обитания. Их укусы все чаще вызывают у людей развитие боррелиоза и клещевого энцефалита. Кроме того, участились случаи отравления людей из-за укусов некоторых ядовитых пауков и змей, которые также смогли расширить свой ареал из-за повышения зимних температур.

Подтопление территорий и длительно продолжающаяся засуха в некоторых регионах уже стали причиной миграции людей, однако они выражены еще слабо. В будущем из-за того, что некоторые территории станут непригодными для жизни, возможны массовые миграции.

Как минимизировать ПЭ?

Такие глобальные проблемы человечества, как эффект парника и повышение температуры атмосферы, невозможно решить силами одной страны. Только принятие всеми государствами мер, направленных на снижение выбросов предприятиями газов, позволяет предотвратить усиление данного неблагоприятного эффекта.

Меры должны быть направлены и на снижение уже имеющегося загрязнения. Наличие на территории всех стран больших лесных массивов может снизить риск возникновения катаклизмов. Действия всех стран должны быть направлены на внедрение и активное использование возобновляемых источников энергии.

Действия, способные спасти Землю

Некоторые ученые, изучая пути решения данной экологической проблемы, указывают на необходимость ее переосмысления и принятия всеми слоями общества. Способствовать решению данной проблемы должны все люди. Экономия электроэнергии и воды благоприятствует снижению скорости потребления природных ресурсов, при сжигании которых выбрасывается большое количество углекислого газа.

Кроме того, важно популяризировать передвижение на велосипедах. Это снизит количество выхлопных газов в городах. Сейчас также ведутся разработки альтернативных источников топлива, которые могут заменить бензин.

Сохранение лесов

Борьба за сохранение лесных массивов крайне важна, т.к. растения в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ. Участки лесов, которые были вырублены для создания необходимых для человека вещей, обязательно должны быть засажены вновь.

Кроме того, пользу для природы может принести засаживание участков вокруг жилых массивов большим количеством деревьев и кустарников. Обязательным условием снижения вреда парниковых газов является предохранение от вырубки влажных лесов в экваториальной зоне и Сибири.

Использование электромобилей

Рассматривая способы предотвращения усиления выбросов парниковых газов, в первую очередь нужно обратить внимание на возможности существующих сейчас электромобилей. Данные средства передвижения не приводят к выбросу парниковых газов и могут использовать возобновляемые источники энергии. Уже выпущено немало разновидностей электромобилей, которые могут постепенно заменить машины, работающие на топливе.

Альтернатива углеводородному топливу

Во многих странах ведутся разработки веществ и источников энергии, которые могли бы стать более безопасной альтернативой углеводному топливу.

Несмотря на то что некоторые изыскания уже имеются, они все еще не могут полностью заменить углеводородное топливо, поэтому требуется направить усилия на минимизацию вреда вредоносных паров.

Источник

Парниковый эффект: для чего он нужен и как влияет на изменение климата

Что такое парниковый эффект?

Парниковый эффект — это естественное явление, которое повышает температуру на нашей планете для комфортного существования.

Как он возникает? На нашу планету поступает солнечная радиация, которая нагревает поверхность. Излучение от солнца коротковолновое, поэтому парниковые газы, которые находятся вокруг Земли, свободно пропускают его. Какую-то незначительную часть солнечного света могут отразить обратно аэрозоли, которые находятся вместе с парниковыми газами в атмосфере Земли.

В свою очередь, когда планета нагревается, она отдает тепловую радиацию — инфракрасное излучение (длинные волны). Но так как излучение длинноволновое, то парниковые газы не дают полностью ему улететь в космос. Частично тепловому излучению все же удается обойти парниковые газы, но значительная доля отражается обратно, что и повышает температуру на Земле.

Первым, кто описал парниковый эффект, стал французский ученый Жан-Батист Жозеф Фурье в 1824 году, его же называют автором термина.

Какие на Земле есть основные парниковые газы

Углекислый газ (CO₂) — считается важнейшим парниковым газом антропогенного происхождения. Углекислый газ возникает и естественным путем при круговороте углерода, но именно человек увеличил его концентрацию в атмосфере на 47% с момента индустриальной революции. [1]

Метан (CH₄) — по своему парниковому эффекту метан считается даже сильнее, чем углекислый газ, но в атмосфере его заметно меньше. Естественные источники — болота и термитники. Антропогенное происхождение — свалки, сельское хозяйство, добыча угля и природного газа.

Закись азота (N₂O) образуется при сжигании твердых отходов и ископаемого топлива. Значительная часть N₂O идет от сельского хозяйства.

Синтетические химические вещества, например, гидрофторуглероды, галогенированные углеводороды, гексафторид серы и другие синтетические газы. Основной источник — это химическая промышленность.

Озон (O₃) — естественным образом встречается в стратосфере и тропосфере Земли и не вызывает значительного парникового эффекта. [2]

Водяной пар — по объему занимает первое место среди всех парниковых газов, однако прямые выбросы водяного пара влияют на парниковый эффект наименьшим образом. [3]

Сам по себе парниковый эффект — благо для нас, так как без него не было бы жизни на Земле. Если представить, что его не существует, средняя температура на Земле составляла бы -18℃, то есть реки и океаны всегда были бы замерзшими и нигде не росли растения. С его же помощью на нашей планете средняя температура достигает +15℃. [4]

Самый сильный парниковый эффект в Солнечной системе существует на Венере. Атмосфера планеты практически полностью состоит из углекислого газа, поэтому температура на поверхности Венеры достигает 475℃.

Причины парникового эффекта

Земля постоянно получает и отдает энергию. По закону сохранения энергии все это должно пребывать в радиационном балансе. Но человек своими действиями вывел систему из баланса. Когда объем парниковых газов увеличивается, они все чаще и чаще не позволяют теплу покинуть атмосферу Земли. Получается, что даже то инфракрасное излучение, которое когда-то улетало в космос, теперь частично остается с нами — глобальная температура повышается.

Ученые пришли к выводу, что средняя температура на Земле выросла на 1,1℃ с конца XIX века. [5] Разница всего в 4℃ ранее приводила к ледниковым эпохам, поэтому эта цифра не такая уж и маленькая. Сложился научный консенсус, что в резком росте парниковых газов в атмосфере виновата хозяйственная деятельность человека. [6]

Что усиливает парниковый эффект:

• выбросы производств;
• добыча полезных ископаемых;
• угольные электростанции;
• автомобильные выхлопы;
• экстенсивное сельское хозяйство;
• эксплуатация зданий;
• лесные пожары;
• вырубки лесов.

Наибольший парниковый эффект вызывает сжигание топлива, его добыча и транспортировка, производство сырья (цемент, сталь и другие металлы), пищевая промышленность, захоронение и сжигание отходов. На них приходится примерно 70% всех глобальных антропогенных выбросов. [7]

Ученые вывели потенциал глобального потепления, который позволяет сравнить климатические эффекты парниковых газов за различные периоды времени. Например, 1 кг метана поглощает тепловое излучение в 84 раза лучше, чем 1 кг CO₂, если брать 20-летний период. [8]

У газов разное время жизни, например, у метана оно составляет около 12 лет, у N₂O — 114 лет. [9] Часть антропогенных выбросов углекислого газа удаляются из атмосферы в течении нескольких десятилетий, но значительная часть остается в атмосфере вплоть до нескольких тысячелетий.

Последствия парникового эффекта

Изменение температуры прямо пропорционально радиационному воздействию. Ученые уже подсчитали, что если количество CO₂ удвоится, это вызовет потепление от 1,5°C до 4,5°C — это так называемая чувствительность климата. Уже сейчас концентрация углекислого газа в 1,5 раза выше доиндустриального уровня. [10]

Некоммерческий исследовательский центр Oxford Economics опубликовал исследование о влиянии глобального потепления на экономику. Ученые взяли за основу показатель оптимальной температуры, при которой люди работают максимально производительно, а сельскохозяйственные культуры дают наибольший урожай. Эксперты определили этот показатель в 15°C. Государства, в которых среднегодовая температура ниже этого значения, могут получить небольшие преимущества от потепления. Страны с более жарким климатом, наоборот, понесут ущерб.

В ходе исследования специалисты из Oxford Economics проанализировали данные о положении в 203 развитых и развивающихся странах и спрогнозировали падение мирового ВВП на 20% к 2100 году. Такой вывод основан на предположении, что средняя температура продолжит расти с такой же скоростью, что и сейчас (примерно на 0,2°C в десятилетие). Выводы специалистов из Oxford Economics подтверждают результаты более раннего исследования, которое в 2015 году опубликовали ученые из Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Беркли.

По мнению экспертов из Oxford Economics, больше всего пострадает экономика Индии: ВВП на душу населения в стране упадет на 90% к 2100 году, если выбросы парниковых газов в атмосферу не снизятся. Специалисты также предположили, каким мог бы быть этот показатель в разных странах, если бы средняя температура была на 1,1°C ниже. Согласно прогнозу, он был бы значительно выше. Например, ВВП на душу населения в Нигерии мог бы быть на 35% больше, чем сейчас.

Пути решения

Существует множество путей решения проблемы, которые можно условно разделить на фантастические и реальные.

К фантастическим относится предложение распылить частички серебра в стратосфере, чтобы те отражали как можно больше солнечного света. Так Солнце не будет нагревать нашу планету, а та в свою очередь меньше будет отдавать тепла. По этой же причине некоторые ученые предлагают искусственно вызывать облака, так как они способны отражать солнечный свет, поступающий на Землю. [11]

Что можно реально делать уже сейчас, чтобы парниковый эффект не навредил нам в будущем:

• сократить использование ископаемого топлива и переходить на возобновляемые источники энергии;
• повышать энергоэффективность и модернизировать технологий по сбережению энергии;
• заниматься устойчивым лесоуправлением и контролировать лесные пожары;
• переходить к экологически бережному сельскому хозяйству;
• восстанавливать почвенный покров, так как потеря гумуса напрямую влияет на парниковый эффект;
• отказаться от личного транспорта и переходить на велосипеды, общественный транспорт и электромобили.

Источник