Парниковый эффект, как следствие выбросов парниковых газов. Возможные последствия воздействия и пути преодоления

Согласно прогнозам ученых, нашей планете грозит изменение климата, связанное с потеплением вследствие парникового эффекта, развивающегося в результате выбросов в атмосферу парниковых газов.

Парниковые газы и их суть

К парниковым относятся газы, которые задерживают и поглощают инфракрасные (тепловые) лучи, нагревающие земную поверхность и атмосферу.

Нагрев Земли происходит вследствие поглощения энергии. Средняя температура поверхности планеты составляет порядка 300 К. Вследствие того, что она значительно ниже солнечной, излучение энергии земной поверхностью происходит на частотах инфракрасного диапазона.

Определенная часть инфракрасного излучения в атмосфере поглощается парниковыми газами. Они пропускают излучение, находящееся в видимом диапазоне, и поглощают — в инфракрасном. Результат — удержание на Земле дополнительного количества энергии, приводящей к повышению температуры нижних слоев атмосферы, то есть — появлению парникового эффекта.

Парниковые газы — это, образно говоря, «одеяло», окутывающее нашу планету, не позволяющее быстро охлаждаться земной поверхности. В природе такая роль теплоизолятора отведена парам воды и углекислому газу.

Что такое парниковый эффект

Теория базируется на отепляющем действии газов, рассеянных в тропосфере — хлорфторуглеродов (фреонов), озона, закиси азота, метана и диоксида углерода.

Увеличение концентрации основных тепличных газов объясняется интенсивным возрастанием антропогенных выбросов в нижние слои атмосферы вследствие сжигания углеводородного и органического видов топлива.

Суть явления состоит в поглощении парниковыми газами инфракрасного (длинноволнового) излучения, испускаемого Землей, и повышения за счет этого температуры тропосферы с попутным охлаждением стратосферы. Иными словами, эти газы действуют, как стекло в парнике — пропускают все виды солнечного излучения к Земле, но задерживают ее тепловое излучение.

Таким образом, парниковый эффект — возможное повышение глобальной температуры Земли вследствие изменения теплового баланса из-за постепенного накопления в приземном слое атмосферы парниковых газов.

Основные парниковые газы

Всего известно порядка 30 таких элементов. Наибольший вклад в парниковый эффект (50-65%) обеспечивается диоксидом (двуокисью) углерода. Другие названия – углекислота, углекислый газ, угольный ангидрид, оксид углерода, химическая формула – CO₂,

На метан (болотный газ) – химическая формула CH₄ – приходится порядка 20%. Это второй основной, долгоживущий парниковый газ.

Оксид азота (закись азота, оксид диазота) – химическая формула N₂O – дает 5% парникового эффекта. Это третий по значимости элемент, долгоживущий, разрушающий стратосферный озон. Активность закиси азота в 298 раз превышает активность углекислого газа.

Фреоны, озон и другие газы составляют 10-25% парникового эффекта.

Причины возникновения

Изначально такие газы возникали вследствие природных процессов. В настоящее время основной причиной возникновения увеличенного объема парниковых газов считается деятельность человека (антропогенный фактор).

Естественные источники

До начала бурного развития промышленной деятельности парниковые газы в атмосфере возникали вследствие лесных пожаров, вулканической деятельности и испарений с водной поверхности Мирового океана.

В современных условиях природными источниками углекислого газа являются выбросы вулканов (0.15-0.26 млрд тонн в год), жизнедеятельность биосферы.

До 40% метана попадает в атмосферу из термитников и водно-болотных угодий. Основным природным поставщиком закиси азота являются газы, выделяющиеся вследствие разложения листьев в почве. Большое количество оксида азота выделяют и сами деревья, особенно в вегетационный период.

Антропогенные

Основные источники, порожденные человеком:

• интенсивный рост промышленности. В результате сжигания ископаемого топлива происходит образование углекислоты, усиливающей парниковый эффект;
• увеличение населения Земли, приводящее к возрастанию потребления, а значит — дополнительному производству товаров, что способствует увеличенному выделению углекислого газа;
• массовая вырубка лесов, приводящая к уничтожению естественного регулятора концентрации парниковых газов (деревья выделяют кислород и поглощают углекислоту);
• животноводческая отрасль и разработка нефтяных месторождений обеспечивают образование большого количества метана;
• при запусках ракет выбрасываются оксиды азота;
• мусорные свалки выделяют в атмосферу огромное количество углекислого газа и метана;
• озон выделяется во время работы автомобильных моторов;
• источник фреонов – использование аэрозолей и потери хладагентов.

Последствия выбросов

Чрезмерное образование парниковых газов оказывает негативное влияние на окружающую среду, климат и пагубно воздействует на здоровье человека.

Для окружающей среды и климата

Усиление парникового эффекта приводит к уменьшению исходящего количества инфракрасного излучения, что, в первую очередь, отражается на изменении климата Земли из-за повышения температуры на 1-2°. Наблюдаются резкие изменения погоды, перепады температур, увеличивается разница между значениями летних и зимних температурных показателей в некоторых регионах.

Возможное влияние парниковых газов на климат выражается в следующем:

• повышение испаряемости воды в Мировом океане;
• замедление течений;
• нарушение структуры экосистем;
• смена климатических зон;
• быстрое таяние ледников, приводящее к повышению уровня моря и затоплению территорий.

Ученые предполагают, что в долгосрочном плане повышение температуры земного шара вследствие парникового эффекта может привести к следующим последствиям для окружающей среды:

• увеличение количества осадков;
• учащение природных катаклизмов (сильные ураганы, штормы, наводнения, землетрясения);
• опустынивание;
• закисление океана;
• сокращение биоразнообразия на планете.

Для здоровья людей

При общем повышении температуры земного шара увеличится количество жарких дней в году, что может привести к учащению солнечных ударов, тропических заболеваний. Особенному риску будут подвержены дети и пожилые люди. Воздействие потепления климата на сельскохозяйственные угодья грозит сокращением продуктовых ресурсов для населения планеты.

Возможна нехватка пресной воды.

Меры, помогающие уменьшить количество выбросов парниковых газов

Государствами мира осуществляется контроль над выбросами парниковых газов способом создания совместных климатических инициатив, подкрепленных многосторонними договоренностями. Это:

1. Конвенция об изменении климата.
2. Киотский протокол.
3. Рамочная конвенция ООН с Парижским соглашением.

Основные меры:

• совершенствование технологий производства;
• строительство очистных сооружений;
• использование альтернативных источников энергии;
• правильная утилизация отходов.