ПР4.ПАРНИКОВЫЙЭФФФЕКТ
Средстваобучения: Экологический атлас России, 2002,2.К.к.мира
ЗАДАНИЯ
Задание1.Изучитетеоретическийматериал
ПАРНИКОВЫЙЭФФЕКТ -подъемтемпературынаповерхностипланетыврезультатетепловойэнергии,котораяпоявляетсяватмосфереиз-занагреваниягазов.За последние 100 лет потепление на Земле составило 0,5 - 0,7° С; в 1890 г. средняя температура на планете составляла приблизительно 14,5° С, а в 1990 г. - 15,0-15,2° С. Большинство ученых считают это следствием парникового эффекта и связывают с накоплением в атмосфере так называемых «парниковых газов» (ПГ). Важнейшими ПГ являются: диоксид углерода (СО2), метан (СН4), закись азота (N2O), гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ) и гексафторид серы (SF4).
Парниковые газы, и в первую очередь СО2, препятствуют возвращению длинноволнового теплового излучения от поверхности Земли в космос. Солнечный свет, проходя через стратосферу и тропосферу, достигает поверхности Земли. Поглощенное Землей тепло излучается в окружающее пространство. Но только часть тепловых лучей, достигающих стратосферы, рассеивается в космическом пространстве. По Г. Хефлингу (1990), атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, с другой – почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей (рис. 1). Газы, создающие этот эффект тепловой ловушки, составляют менее 1% всего объема атмосферы, но их влияние на среднюю температуру в 5 раз сильнее, чем солнечной активности.
Водяной пар (Н2О) вносит крупный «вклад» в усиление парникового эффекта. Его присутствие в атмосфере непосредственно не связано с человеческой деятельностью, хотя даже при небольшом глобальном потеплении произойдет повышение концентрации водяных паров в атмосфере, что еще больше усилит парниковый эффект.
Углекислый газ (СО2) на 60% ответственен за усиление парникового эффекта. Сжигание ископаемого топлива во всех видах энергетических установок обу-словливает постоянное увеличение концентрации СО2 в атмосфере. За последние 200 лет концентрации СО2 в атмосфере увеличилась почти на 30%. По рас-четам американских ученых, в 1988 г. в атмосферу поступило 5,5 млрд. т СО2 от сжигания ископаемого топлива и 2,5 млрд. т - от пожаров в лесах в Амазонии. Более 40% выбросов СО2 приходится на США и СНГ, к ним приближают-ся другие развитые страны. Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается более 22 млрд. т углерода в виде СО2. Кроме того, более 4 млрд. т выбрасывается в результате изменений в землепользовании
Несмотря на то, что половина выбросов двуокиси углерода, обусловленных главным образом, при сжигании угля, нефти и природного газа, поглощается океанами и земной растительностью, уровень ее концентрации в атмосфере продолжает подниматься более чем на 10 % каждые 20 лет. По сравнению с 1860 г. концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась на 30 %.
На долю метана (СН4) приходится 15-20% нынешнего усиления парнико-вого эффекта. Содержание метана в атмосфере увеличивается на 1 – 1,5 % в год (выбросы из подземных горных выработок, утечки при добыче угля и природ-ного газа, гниение биомассы, выбросы со свалок мусора, выделения крупным рогатым скотом, заливные рисовые поля и др.). Энергетический бум прошлого столетия увеличил содержание метана в атмосфере на 100 %. На долю диоксида азота (NO2), фреонов (ХФУ) и озона (ОЗ) приходятся оставшиеся 20 % усиления парникового эффекта. Концентрация окислов азота выросла на 15 %. Содержание фреонов быстро увеличивалось до начала 90-х годов прошлого столетия за счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве и в быту, однако затем в результате жесткого контроля над их выбросами, уровень концентрации фреонов стабилизировался.
Озон - это еще один естественный парниковый газ, уровень концентрации которого в нижних слоях атмосферы в некоторых регионах поднимается в результате загрязнения воздуха в результате фотохимических реакций, несмотря на уменьшение его содержания в стратосфере.
Основные антропогенные источники парниковых газов: сжигание топлива, промышленные процессы, использование растворителей и других аналогичных веществ, сельскохозяйственная деятельность, утилизации отходов.
Обычно содержание парниковых газов пересчитывают в углекислотный парниковый эквивалент, так как степень поглощения теплового излучения мо-лекулами метана и хлорфторуглеводородов значительно выше, чем у диоксида углерода (коэффициенты пересчета для газов: СО2 –1, СН4 –68,6, хлорфторуг-леводороды – 6,4).
За последнее столетие парниковые газы выбрасываются в атмосферу быст-рее, чем они могут быть нейтрализованы в результате естественных процессов. В декабре 1995 г. Межправительственная комиссия по проблемам изменения климата (МКИК, IPCC – IntergovernmentalPanelonClimateChange), в работе которой участвуют свыше 2000 ведущих ученых-климатологов из более чем 50 стран, пришла к выводу, что «имеющиеся данные свидетельствуют о явном влиянии деятельности человека на климат Земли» и если «все останется по-прежнему», то к 2100 г. концентрация парниковых газов в атмосфере может достичь уровня, которого не было на планете уже 50 миллионов лет.
Возник порочный круг самоусиления парникового эффекта. Во-первых, потому, что из-за сокращения площади, продукционной мощности биосферы и сильного загрязнения среды ослабела буферная емкость флоры и океана по отношению к СО2. Они оказались уже неспособны поглотить его избыток. Во-вторых, потому, что повышение температуры приводит к дополнительному выделению СО2 из природных вод, почвы, тающих льдов и отступающей вечной мерзлоты. Кроме того, кислотные осадки, помимо прямого негативного действия на биоту, вытесняют СО2 из карбонатов почвы, вод и грунтов.
Схема, поясняющая нарушение биотической регуляции круговорота углерода и самоускорение парникового эффекта