Технологии стремительно развиваются, а негативное влияние человека на природу с каждым годом только увеличивается в общепланетарном масштабе. Растет количество выбросов токсичных газов от заводов, сжигания нефти и угля, а озоновый слой быстро разрушается. Сейчас, когда экологические показатели ухудшаются с каждым годом, важно понимать, что такое парниковый эффект, каковы причины и последствия его образования и усиления.

Содержание скрыть

История исследования

Впервые идею о существовании парникового эффекта выдвинул в 1824 году французский физик Жан-Батист Фурье. По его расчетам выходило, что планета, аналогичная Земле по размерам и расстоянию от Солнца, но не имеющая озонового слоя, должна обладать значительно более низкой температурой (ниже примерно на 33 ℃). Ученый сделал вывод, что атмосфера Земли является для солнечного излучения прозрачной и задерживает значительную часть земного инфракрасного излучения, из-за чего температура планеты повышается. Такое явление роста температуры на поверхности Земли и было названо парниковым эффектом.

То, что парниковый эффект зависит именно от содержания углекислого газа в составе атмосферы, выяснил в 1859 году физик Джон Тиндаль из Англии. Он заметил, что только пары воды и углекислого газа задерживают инфракрасное излучение, а с кислородом и азотом такого не происходит. Так и родилась теория о взаимосвязи количества углекислого газа и повышения температуры. Тиндаль предположил, что таяние и образование ледников могло быть связано с изменением концентрации CO2 в атмосфере.

Рисунок планеты

В 1896 году ученый из Швеции Сванте Аррениус предположил, что на атмосферный состав влияет именно антропогенный фактор. То есть именно человеческая деятельность наносит вред атмосфере. Он проанализировал количество и состав выбросов при сжигании топлива на промышленных заводах и сделал вывод, что критичные изменения температуры произойдут примерно через 3000 лет. Однако через 10 лет он повторил расчеты и заметил, что выбросы СО2 за это время сильно увеличились, поэтому Аррениус сделал новое предположение – уже через несколько сотен лет повышение температуры будет очень заметным.

Интересный факт: на первых этапах вообще никто всерьез не воспринимал исследования по изменению климата и наличию парникового эффекта. Коллеги-ученые отказывались верить предоставленным данным, а широкая публика вообще ничего об этом не знала.

Следующий этап исследований произошел только через сорок лет, в 1930-х годах. Австралийский инженер Гай Стюарт Каллендер собрал данные об изменении углекислотного уровня за сорок лет и понял, что примерно столько же газов было выделено в результате промышленной деятельности за этот период. Затем он проанализировал изменения температуры за это время. Его работа была первой, в которой не предполагалось, а утверждалось, что нагревание планеты уже происходит, а причина этому – выбросы углекислого газа из-за деятельности человека. Идеи Каллендера никто не поддержал.

Факторы загрязнения

Вновь произошло затишье на 20 лет. Только в 1950-х случился новый рывок в исследовании парниковых изменений климата, когда английский ученый Гильберт Пласс возобновил исследования Аррениуса. В его распоряжении было финансирование Военно-морского ведомства Америки и недавно появившиеся компьютеры для расчетов. Исследования Пласса примечательны не только тем, что связали изменения климата с промышленными выбросами, но и тем, что благодаря им тема широко распространилась в Америке среди населения. Люди стали говорить об этой проблеме как о заслуживающей внимания, что дало толчок финансированию новых исследований.

После этого все большее количество ученых стало изучать потепление, вызванное увеличением содержания углекислого газа в атмосфере. Стало известно, что не только CO2, но и другие газы способствуют нагреванию планеты. Выходили работы, подтверждающие негативное влияние парниковых газов на мировой океан. Разрабатывались и уточнялись исследовательские методики.

На сегодняшний день мировое научное сообщество пришло к единому выводу – человеческая деятельность негативно и очень сильно влияет на состояние окружающей среды и вызывает глобальное потепление. Мировые ледники тают, а уровень океана поднимается с каждым годом. Среднегодовая температура неуклонно растет. Ученые призывают правительства всех стран вкладывать деньги в альтернативную энергетику и изучение методик устранения этой проблемы.

Природа парникового эффекта

Парниковый эффект

Парниковый эффект на нашей планете возникает вследствие того, что из-за большого содержания углекислого газа атмосфера поглощает инфракрасное излучение планеты. Если говорить простым языком, то Земля нагревается солнечными лучами, но не может остыть, потому что тепло удерживается атмосферой. Тепло не может выйти в космическое пространство из-за газов, которые его не пропускают. Поэтому температура на поверхности планеты растет. И чем больше парниковых газов содержится в атмосфере, тем сильнее планета будет разогреваться.

Важно: проблема не в том, что эффект парника в принципе существует. Он присутствовал на протяжении всего существования Земли, и именно благодаря этому стало возможно появление жизни. Проблема во внезапном изменении атмосферного состава и резком потеплении. Ни человечество, ни животный мир не будут в состоянии приспособиться к таким быстрым изменениям климата.

Принцип действия парникового эффекта похож на принцип действия теплицы. Солнечные лучи свободно проникают через пленку внутрь теплицы, нагревают воздух и почву. Но тепло не может покинуть парник из-за той самой пленки. Поэтому внутри конструкции всегда теплее, чем снаружи.

Одно время под сомнением была теория, что к появлению резких изменений климата причастен именно человек, но современные исследования не сомневаются – именно деятельность человека повлияла на такое резкое и быстрое увеличение температуры планеты.

Причины возникновения и усиления

Основные причины возникновения и усиления парникового эффекта – это наличие в составе атмосферы парниковых газов и постоянное и быстрое увеличение их количества.

В таблице приведены данные о газах, оказывающих максимальное влияние на потепление:

Наименование газаСтепень влияния на потепление
Водяной пар (H2O)40-78%
Углекислый газ (CO2)9-26%
Метан (CH4)5-9%
Озон (O3)3-7%

Водяной пар

Водяной пар оказывает самое сильное влияние на парниковый эффект и причины его возникновения.

Важно: Кажется, что нет ничего страшного в том, что предприятие в результате своей деятельность вырабатывает пары воды. Но на самом деле, одна тонна водяного пара эквивалентна 360 кг. углекислого газа в плане влияния на парниковый эффект.

Водяной пар, как и другие парниковые газы, является непрозрачным для теплового излучения. На данный момент влияние выбросов парообразной воды в атмосферу сильно недооценивается.

Водяной пар, накапливаясь, разогревает воздух, что провоцирует испарение воды, в результате чего водяного пара становится еще больше. Когда в атмосферу попадает углекислый газ, температура также увеличивается, что снова вызывает испарение воды. Получается, что пары воды тесно взаимосвязаны с CO2, между ними есть положительная обратная связь, в результате которой оба этих газа совместно влияют на потепление.

Основными источниками выбросов водяных паров являются атомные электростанции. Ежегодно АЭС вырабатывают тысячи миллионов тонн водяного пара.

Углекислый газ

Углекислый газ является вторым по способности вызывать потепление. Основные потребители двуокиси углерода – это мировой океан и растения. Однако при перегнивании растений выделяется примерно столько же СО2, сколько и потребляется.

Причины увеличения количества углекислого газа в атмосфере:

1. Естественные источники:

  • Вулканические выделения
  • Сгорание в воздухе органических соединений
  • Дыхание живых существ на планете
  • Перегнивание умерших растений
  • Океанические выделения
  • Естественные пожары

2. Антропогенные источники:

  • Выбросы заводов, перерабатывающих топливо (уголь, природный газ, нефть)
  • Вырубка лесов

Метан

Парниковый потенциал метана выше, чем у двуокиси углерода в 28 раз, но его содержание значительно меньше, поэтому итоговое воздействие на увеличение температуры тоже меньше примерно в три раза. Однако содержание CH4 очень сильно растет с каждым годом, так за последний год количество метана в сравнении с предыдущим годом увеличилось больше, чем в сто раз.

Источники, из которых метан попадает в атмосферу:

  1. Естественные источники:
  • Болота и водоемы, океаны
  • Тундра
  • Геохимические процессы
  • Насекомые (в основном термиты)
  1. Антропогенные источники:
  • Свалки
  • Рисовые поля
  • Животные (в основном коровы)
  • Горение биомасс
  • Добыча угля

Количество крупного рогатого скота из года в год увеличивается. Желудок коровы в процессе переваривания пищи выделяет метан, причем в значительных количествах, поэтому животноводство сильно вредит окружающей природе.

Интересный факт: один из аргументов людей, призывающих перестать использовать животных в качестве еды, основан именно на выделении скотом огромного количества метана. Спрос на мясо растет, поэтому животных разводят больше, леса вырубают под пастбища и поля с кормом, а помимо этого еще и вносится значительный вклад в разрушение озонового слоя и усиление парникового эффекта.

Озон

Озон бывает двух видов:

  • Стратосферный
  • Тропосферный

Стратосферный озон создает озоновый слой – защитный купол от вредного излучения. Тропосферный озон, наоборот, является вредным, а его парниковый вклад составляет четверть от вклада углекислого газа.

Источники, которые вызывают рост количества этого ядовитого газа:

  1. Выхлопные газы автотранспорта
  2. Промышленные выбросы

Приземленный озон является токсичным для человека и животных и вызывает болезни дыхательной системы. Он также вреден и для растительного мира. ВОЗ признала озон токсическим веществом беспорогового действия, то есть любое его количество вредно для человека.

Оксид азота

Парниковый потенциал оксида азота практически в триста раз выше, чем у СО2. Этот газ активно разрушает озоновый слой. Оксид азота содержится в очень малой концентрации, но любое увеличение его количества значительно усиливает парниковый эффект.

Техногенные причины образования оксида азота:

  1. Автомобильные выхлопы (80%)
  2. Нефте- и коксохимическая промышленности
  3. Цветная металлургия

Фреон

Парниковая активность этого газа превышает этот же показатель углекислого газа в 1500-8500 раз. Фреон распадается на части под воздействием ультрафиолета в атмосфере и начинает реагировать с озоном. Происходящая реакция способствует разрушению озонового слоя.

Источники фреона:

  • Аэрозоли
  • Холодильники
  • Кондиционеры

Возможные последствия эффекта

Парниковый эффект негативно влияет и на человека, и на природу в целом. Последствия мирового парникового эффекта будут огромны, а часть из них уже начинает проявляться. Ледники тают, уровень мирового океана повышается, а животный мир страдает.

Воздействие на климат Земли

Современные ученые даже не ставят вопрос, приносит парниковый эффект пользу или вред. Ответ очевиден: существует проблема усиливающегося парникового эффекта, необходимы срочные меры.

Последствия, возникающие для климата Земли:

  • Изменение климата является губительным для многих видов животных. Они не могут приспособиться к такому быстрому увеличению температуры и вымирают. Это приводит к видовому истощению фауны. Прогнозируется вымирание 40% видов животных.
  • Тают ледники. Из-за этого ученые обещают повышение уровня воды в Мировом океане на 10 см. за 25 лет. Кажется, что это незначительное число, но такие изменения сокращают количество суши и уничтожают прибрежные районы.
  • Если температура в ближайшие 200 лет значительно повысится, то вода может начать испаряться и нагреваться. В повысившейся температуре воды многие подводные существа попросту не выживут.
  • Изменение режима и равномерности выпадения осадков. В некоторых регионах осадков и так выпадает критически мало, а периоды засухи там только увеличатся.

Воздействие на человека

Рассмотрим, какие могут быть последствия воздействия парникового эффекта на человека. Человек, как и животные, не может быстро приспособиться к такому внезапному изменению температурного режима. Это будет вызывать болезни, повышение распространения вирусных инфекций, смерть от обезвоживания. Во многих регионах мира уже сейчас существуют проблемы отсутствия питьевой воды, которые со временем только усилятся.

Меры по снижению парникового эффекта

Перечислим меры, которые ученые всего мира предлагают для решения такой сложной проблемы:

Увеличение количества зеленых насаждений

Это самый полезный для планеты вариант. Посадки деревьев не только приведут к тому, что растения будут перерабатывать существенно больше углекислых выделений, но и дадут дом огромному количеству животных, защищая их от вымирания.

Снижение различных выбросов

Так как основными источниками парниковых газов являются промышленные отходы от сжигания топлива, то необходимо по максимуму отказаться от такого способа добычи электроэнергии.

В 2005 году вступил в силу Киотский протокол, обязывающий сократить выбросы парниковых газов. Протокол подписали 192 страны. Суть этого документа заключается в том, чтобы снизить уровень парниковых газов в атмосфере до такого уровня, при котором не будет глобальных негативных последствий.

Важно: не все страны одинаково развиты экономически, поэтому Киотский протокол обязывает страны с разным уровнем развития выполнять разные требования.

Использование альтернативной энергетики

Сейчас активно развиваются солнечная энергетика, использование воды и воздуха для добычи энергии, но эти технологии вводятся медленно и только в развитых странах.

В некоторых странах также отказываются от топливных автомобилей в пользу электрокаров. Такой подход эффективен, но широкое распространение альтернативных способов энергетики требует очень больших вложений со стороны государств. Не все страны развиты в экономическом плане достаточно, чтобы позволить себе такие изменения.

Развитие вторичной переработки мусора

Свалки также являются огромной проблемой. Кучи непереработанных отходов гниют и выделяют ядовитые газы, отравляющие воздух, воду и землю. Поэтому хорошей мерой является вторичная переработка отходов. Заводы по переработке использованного пластика, стекла, металлов, аккумуляторов и электрических устройств уже есть во многих странах. Нет сомнений в том, что их количество будет только увеличиться.

Борьба с лесными пожарами

Бороться с лесными пожарами получается не всегда, потому что часто к ним вообще невозможно подобраться из-за отдаленности от поселений и огромных масштабов бедствия.

Важно: 90% лесных пожаров – дело рук человека. Люди жгут высохшую траву, оставляют непотушенными костры, а иногда и целенаправленно поджигают лес.

Правительства стран вводят меры по наблюдению. Они включают в себя:

  • Патрулирование территории на предмет поджогов или естественных пожаров
  • Контроль с помощью вертолетов
  • Устройство вышек с надзорным персоналом
  • Установка камер видеонаблюдения

Прочие эффективные меры

Другими методами борьбы с глобальным потеплением являются: сокращение количества отходов, увеличение энергоэффективности, разработка новых методик борьбы с потеплением, введение энергосберегающих мер.

Текущее состояние климата и прогнозы на будущее

Изменения климата заметны уже сейчас. Летом становится невыносимо жарко, а зимой либо стоит слишком низкая температура, либо вообще нет снега и холодов. Многие регионы испытывают затяжные периоды засухи или, наоборот, наводнения и потопы. Частота природных катастроф возросла на 46% с 2000 года. Среднегодовая температура растет.

Все глобальные климатические модели буквально кричат о предстоящей катастрофе и вреде парникового эффекта. Прогнозы пессимистичные. Если мировая ситуация с выбросами газов не изменится, то в год из-за ухудшения питания будет погибать 500 тысяч человек.

Меры по замедлению парникового эффекта очень дорогостоящие и трудозатратные, поэтому правительства многих стран не спешат этим заниматься. Но вопрос разогрева планеты слишком важный, поэтому начинать активные действия нужно уже сейчас.

Понравилась ли Вам статья?

Нажмите на звездочку =)

Средний рейтинг 0 / 5. Голосов: 0

Стань первым! Голосов еще нет.

Нам очень жаль, что статья вам не понравилась!

Помогите нам улучшить контент!

Подскажите, пожалуйста, как мы можем ее улучшить?

0 0 vote
Article Rating