Меню

Что такое парниковый эффект в атмосфере земли

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:

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.

Читайте также:  В библиотеке прошло ко дню земли

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.

Читайте также:  Право владения землей вопрос ответ

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: причины, последствия, влияние на климат и пути решения проблемы

Одной из самых актуальных и обсуждаемых экологических проблем является парниковый эффект.

Этому явлению посвящены сотни статей и научных трудов. По мнению ученых, он оказывает сильное влияние на климатическое равновесие планеты.

Что такое парниковый эффект в атмосфере Земли

Земная атмосфера имеет свойство пропускать солнечные лучи, задерживая при этом тепловое излучение с поверхности. В результате происходит аккумуляция тепла. Накопление в атмосфере газов и других выбросов этот процесс усугубляет, запуская механизм парникового эффекта.

Эта глобальная проблема существует достаточно давно. Но с развитием технологий, увеличивающих выбросы в атмосферу, с ростом количества машин и общим ухудшением экологии она становится все более актуальной. Согласно статистике средняя температура планеты только за прошедшее столетие выросла на 0.74°. На первый взгляд это, кажется совсем немного. Но даже такое повышение уже привело к необратимым климатическим изменениям.

Кто открыл механизм формирования парникового эффекта? Впервые это определение было использовано в 1827 году Ж. Фурье. На эту тему им даже была написана объемная статья, в которой он рассматривал различные схемы формирования земного климата. Именно Фурье впервые выдвинул и подтвердил идею о том, что оптические свойства земной атмосферы аналогичны свойствам стекла.

Позднее шведский физик Аррениус при исследовании инфракрасных свойств водяного пара и углекислого газа выдвинул теорию, что их накопление в атмосфере может вызывать повышение температуры всей планеты. Впоследствии на основании этих исследований и возникло понятие парникового эффекта.

Что такое парниковые газы

Парниковые газы – это собирательное название целого ряда газов, способных задерживать тепловое излучение планеты. В видимом диапазоне они остаются прозрачными, поглощая при этом инфракрасный спектр. У парниковых газов нет какой-то определенной формулы. Их процентное соотношение может постоянно изменяться. Итак, какие газы относят к парниковым?

Список парниковых газов

К основным парниковым газам относятся:

  1. Углекислый газ. Самый долго живущий в атмосфере, вследствие этого происходит его постоянное накопление.
  2. Метан. Благодаря ряду свойств обладает более сильной активностью. Согласно данным Википедии его уровень с 1750 года в атмосфере возрос более чем в 150 раз.
  3. Закись озота.
  4. Перфторуглероды – ПФУ (Perfluorocarbons – PFCs).
  5. Гидрофторуглероды (ГФУ).
  6. Гексафторид серы (SF6).

Озон защищает планету от солнечного ультрафиолета. Его недостаток способствует образованию озоновых дыр.

Список парниковых газов и их химические формулы. Рис. 1: climaterussia.ru

Кроме основных парниковых газов к усилению парникового эффекта в атмосфере приводит водяной пар. По сути, он и является основной причиной роста температуры и влажности.

Помимо вышеперечисленных, к парниковым газам относятся оксиды азота и фреоны. Вследствие активной деятельности человека их концентрация ежегодно возрастает, что значительно усугубляет негативное влияние на окружающую среду.

Источники образования парниковых газов

Парниковые газы приводят к значительным климатическим изменениям, по своей природе источники их образования можно разделить на 2 большие группы:

  1. Техногенные. Являются самой главной причиной возникновения парникового эффекта. К ним относятся различные виды промышленности, использующие сжигание углеводородного топлива, разработка нефтяных месторождений, выбросы автомобильных моторов.
  2. Природные. Играют второстепенную роль. Большая часть природных парниковых газов попадает в атмосферу при извержении вулканов. Также в эту группу можно отнести испарения Мирового океана и крупные лесные пожары.

Причины парникового эффекта

Главной причиной развития парникового эффекта на Земле являются накапливающие в атмосфере газы. Превышение их концентрации приводит к изменению теплового баланса. Дополнительно в этот процесс может вовлекаться и озоновый слой. Под воздействием фреона и оксидов азота, которые также входят в список парниковых газов, он начинает стремительно разрушаться и истончаться. В результате резко возрастает уровень жесткого ультрафиолетового излучения. Таким образом парниковый эффект и разрушение озонового слоя являются цепочкой взаимосвязанных событий, оказывающих значительное влияние на биогеоценоз всей планеты.

Причины парникового эффекта на Земле. Фото: discours.energy

К основным причинам возникновения парникового эффекта можно отнести:

  1. Стремительный рост промышленности, использующей в качестве источников энергии нефть, газ и другие ископаемые углеводороды. На их долю приходится около половины всех газовых выбросов.
  2. Массовое уничтожение лесов. В процессе фотосинтеза деревья усваивают углекислый газ и вырабатывают кислород, леса — это «легкие планеты», их уничтожение чревато резким ростом количества углекислого газа в атмосфере.
  3. Развитие сельского хозяйства. В результате распада продуктов жизнедеятельности животных образуется большое количество метана, являющего одним из самых агрессивных парниковых газов.
Читайте также:  Все что связано с порядки по земле

Что способствует усилению парникового эффекта

Кроме деятельности человека усилению парникового эффекта могут способствовать и естественные причины. Например, крупные извержения вулканов или массовое горение лесов. Повышение температуры на поверхности Земли в результате истончения озонового слоя приводит к усиленному испарению влаги, что также усугубляет положение. Взаимосвязь парникового эффекта и озонового слоя доказана уже давно. Увеличение концентрации водяных паров в атмосфере является основополагающим фактором развития проблемы.

Последствия парникового эффекта

Последствия, как и причины возникновения парникового эффекта весьма разнообразны. Особенно сильно его влияние на климат. Если объяснять это простыми словами, выбросы парниковых газов способны привести к целому ряду значимых изменений:

  1. Снижение или увеличение количества осадков. В ряде климатических зон дожди станут большей редкостью, другие же наоборот будут страдать от постоянных штормов и затоплений.
  2. Повышение уровня мирового океана. Это будет одним из самых значимых последствий парникового эффекта. В результате таяния льдов Антарктиды и Гренландии затопленными окажутся значительные территории, что уничтожит все прибрежные населенные пункты. При этом стоит отметить, что в них проживает значительная часть населения, которая окажется без жилья и средств к существованию.
  3. Гибель целых экосистем. Если кратко, парниковый эффект вызовет значительные изменения климата. В результате многие биологические виды не смогут адаптироваться к быстро изменившимся условиям и просто погибнут. Их исчезновение из цепи питания приведет к возникновению «эффекта домино».

Также изменения климата повлияют и на здоровье людей. Из-за аномально высоких температур значительно возрастет количество сердечных, легочных и респираторных заболеваний. Поэтому пользы от парникового эффекта никакой, а вот вред очень значителен.

Карта выбросов парниковых газов

Для более полного представления масштабов и сущности парникового эффекта компанией Google в 2012 году была разработана карта выбросов парниковых газов, где показано в каких местах на Земле их больше всего. На ней при помощи цветового кодирования отображается уровень выбросов во всех индустриально развитых странах. Создание карты было приурочено к моменту окончания Киотского протокола.

Источник и разработчик сервиса: Google.com. Условия использования.

Справка: Что такое Киотский протокол и в чем его суть? Кратко — это международное соглашение, которое было заключено для снижения выбросов парниковых газов в атмосферу планеты, чтобы предотвратить или сократить эффект глобального потепления. Киотский протокол является дополнительным документом к Рамочной конвенции ООН об изменении климата 1992 года (РКИК ООН). Почему «Киотский»? Данный протокол был принят в японском городе Киото 11 декабря 1997 года и вступил в силу 16 февраля 2005 года. Главная цель полученного между странами соглашения: стабилизировать уровень концентрации парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который не допускал бы опасного антропогенного воздействия на климатическую систему Земли. Сейчас насчитывается 192 участника Киотского протокола (191 государство и Европейский союз). При этом США подписали, но не ратифицировали Протокол, Канада официально вышла из Киотского протокола 16 декабря 2012 года.

Меры по предотвращению и сокращению парникового эффекта

Изменения климата на Земле происходили уже неоднократно. Если кратко последствия их были катастрофическими. Примером может служить хорошо известный ледниковый период. Его влияние на живые организмы было очень значительным. Часть видов просто вымерла, так и не приспособившись к резкому похолоданию. Остатки льда с тех времен до сих пор сохранились в Антарктике и Гренландии.

Что нужно сделать чтобы снизить парниковый эффект и не допустить очередных катаклизмов? Как эффективно бороться с глобальной проблемой? На данных момент выявлены уже все факторы, способствующие накоплению газов в атмосфере. По мнению специалистов, исследующих физические основы возникновения парникового эффекта, есть несколько путей решения данной проблемы:

  1. Снизить эмиссию вредных веществ, образующихся в результате промышленной деятельности.
  2. Активно внедрять экологичные технологии, использующие альтернативные источники энергии. Это позволит отказаться или хотя бы свести к минимуму потребление топливных углеводородов.
  3. Прекратить активные вырубки лесов.
  4. Уменьшению выбросов в атмосферу парниковых газов также способствует ликвидация стихийных свалок, ведь именно они являются источником метана, фреона и оксидов азота.

Существуют различные пути решения проблемы парникового эффекта. Главное, чтобы борьба велась на международном уровне. Для исправления сложившейся ситуации необходимы усилия всего человечества. Выбросы газов – проблема глобальная, она касается всей планеты в целом, а не отдельных стран.

Видео про парниковый эффект

Источник